Biodesulphurisation and biofiltration of effluents gases

The aim of this research line is the design and optimization of bioreactors for the removal of pollutants from effluents gases, such as  air treatment (odour removal) and biogas desulfurization. It is worth noting the results obtained in the removal of ammonia, hydrogen sulphide (H2S) and reduced sulphur compounds (dimethyl disulphide, methyl mercaptan, etc.).

The more significant results are:

 

PhD Thesis

  • “Diseño e implementación de estrategias de control en un biofiltro percolador anóxico para la desulfuración de biogás”. Javier Brito García. 2017.
  • “Desulfuración de biogás mediante un biofiltro percolador piloto con bacterias nitrato-reductoras sulfoxidantes”. Fernando Almengló Cordero. 2014.
  • “Desulfuración de biogás en condiciones anóxicas mediante biofiltración”. Maikel Fernández Boizán. 2011.
  • Viabilidad de un Proceso para la Eliminación Conjunta de H2S y NH3contenido en Efluentes Gaseosos”. Martín Ramírez Muñoz. 2007.
  • “Estudio y Optimización del proceso de eliminación de H2S del biogás, medianteThiobacillus ferrooxidans“. Maria del Mar Mesa Díaz. 1998.
  • “Estudio cinético general del proceso de oxidación de sulfato ferroso porThiobacillus ferrooxidansen reactores tanque agitado continuo (TAC) y tubular de lecho fijo (TLF)”. José Manuel Gómez Montes de Oca. 1997.

Articles in International Journals

Valle, A., Fernández, M., Ramírez, M., Rovira, R., Gabriel, D., Cantero, D., 2018. A comparative study of eubacterial communities by PCR-DGGE fingerprints in anoxic and aerobic biotrickling filters used for biogas desulfurization. Bioprocess and Biosystems Engineering. Doi. 10.1007/s00449-018-1945-9.

Cano, P., Colón, J., Ramírez, M., Lafuente, J., Gabriel, D., Cantero, D., 2018. Life cycle assessment of different physical-chemical and biological technologies for biogas desulfurization in sewage treatment plants. J Clean Prod. 181, 663-674 Doi:10.1016/j.jclepro.2018.02.018.

López, L.R., Brito, J, Mora,  M, Almenglo,  F, Baeza, J.A., Ramírez,  M, Lafuente,  J, Cantero,  D, Gabriel,  D, 2018. Feedforward control application in aerobic and anoxic biotrickling filters for H2S removal from biogas. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 93, 2307-2315. Doi:10.1002/jctb.5575

Brito, J., Almenglo, F., Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., 2017. PID control system for biogas desulfurization under anoxic conditions. Journal of Chemical Technology & Biotechnology.92(9), 2369-2375. Doi: 10.10002/jctb.5243.

Díaz-Tena, E.; Gallastegui, G., Hipperdinger, M., Donati, E.R., Ramírez, M., Rodríguez, A., López de Lacalle, L.N., Eías, A. 2016. New advances in copper biomachining by iron-oxidizing bacteria.Corrosion Science.112, 385-392. Doi.10.1016/j.corsci.2016.08.001

Almenglo, F., Bezerra, T., Lafuente, J., Gabriel, D., Ramírez, M., Cantero, D., 2016. Effect of gas-liquid flow pattern and microbial diversity analysis of a pilot-scale biotrickling filter for anoxic biogas desulfurization.Chemosphere, 157, 215–223. doi:10.1016/j.chemosphere.2016.05.016.

Almenglo, F., Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., 2016. Operational conditions for start-up and nitrate-feeding in an anoxic biotrickling filtration process at pilot scale.Chemical Engineering Journal, 285 (1), 83-91.DOI:10.1016/j.cej.2015.09.094.

Almenglo, F., Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., Gamisans, X., Dorado, A.D. 2016. Modeling and control strategies for anoxic biotrickling filtration in biogas purification. Journal of Chemical Technology & Biotechnology. 91 (6), 1782-1793. DOI: 10.1002/jctb.4769

Mora, M., Fernandez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., Lafuente, J., Gamisans, X., Gabriel, D. 2015. Kinetic and stoichiometric characterization of anoxic sulfide oxidation by SO-NR mixed cultures from anoxic biotrickling filters.Applied Microbiology and Biotechnology,99(1), 77-87. DOI:10.1007/s00253-014-5688-5

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Fernández, M., Ramírez, M., Pérez, R.M., Gómez, J.M., Cantero, D. 2013. Hydrogen sulphide removal from biogas by an anoxic biotrickling filter packed with Pall rings.Chemical Engineering Journal,225, 456-463. DOI:10.1016/j.bej.2013.12.019

Almenglo, F., Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., Revah, S., González-Sánchez, A. 2012. Effect of VOCs and methane in the biological oxidation of the ferrous ion by an acidophilic consortium.Environmental Technology,33(5), 531-537. DOI:10.1080/09593330.2011.584569

Montebello, A.M., Fernández, M., Almenglo, F., Ramírez, M., Cantero, D., Baeza, M., Gabriel, D. 2012. Simultaneous methylmercaptan and hydrogen sulfide removal in the desulfurization of biogas in aerobic and anoxic biotrickling filters.Chemical Engineering Journal,200-202, 237-246. DOI:10.1016/j.cej.2012.06.043

Jover, J., Ramírez, M., Rodríguez, I., Gómez, J.M., Cantero, D. 2012. Strategies for pH control in a biofilter packed with sugarcane bagasse for hydrogen sulfide removal.Journal of Environmental Science and Health – Part A Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering,47(7), 990-996. DOI:10.1080/10934529.2012.667308

Ramírez, M., Fernández, M., Granada, C., Le Borgne, S., Gómez, J.M., Cantero, D. 2011. Biofiltration of reduced sulphur compounds and community analysis of sulphur-oxidizing bacteria.Bioresource Technology,102(5), 4047-4053. DOI:10.1016/j.biortech.2010.12.018

Arellano-Garcia, L., Revah, S., Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D. 2009. Dimethyl sulphide degradation using immobilizedThiobacillus thioparusin a biotrickling filter.Environmental Technology,30(12), 1273-1279. DOI:10.1080/09593330902911713

Ramírez, M., Gómez, J.M., Cantero, D., Páca, J., Halecký, M., Kozliak, E.I., Sobotka, M. 2009. Hydrogen sulfide removal from air byAcidithiobacillus thiooxidansin a trickle bed reactor.Folia Microbiologica,54(5), 409-414. DOI:10.1007/s12223-009-0057-y

Ramírez, M., Gómez, J.M., Aroca, G., Cantero, D. 2009. Removal of ammonia by immobilizedNitrosomonas europaeain a biotrickling filter packed with polyurethane foam.Chemosphere,74(10), 1385-1390. DOI:10.1016/j.chemosphere.2008.11.061

Ramírez, M., Gómez, J.M., Aroca, G., Cantero, D. 2009. Removal of hydrogen sulfide and ammonia from gas mixtures by co-immobilized cells using a new configuration of two biotrickling filters.Water Science and Technology, Vol. 59, pp. 1353-1359. DOI:10.2166/wst.2009.105

Ramírez, M., Gómez, J.M., Aroca, G., Cantero, D. 2009. Removal of hydrogen sulfide by immobilizedThiobacillus thioparusin a biotrickling filter packed with polyurethane foam.Bioresource Technology,100(21), 4989-4995. DOI:10.1016/j.biortech.2009.05.022

Mesa, M.M., Andrades, J.A., Macías, M., Cantero, D. 2004. Biological oxidation of ferrous iron: Study of bioreactor efficiency.Journal of Chemical Technology and Biotechnology,79(2), 163-170. DOI:10.1002/jctb.956

Gómez, J.M., Cantero, D. 2003. Kinetic study of biological ferrous sulphate oxidation by iron-oxidising bacteria in continuous stirred tank and packed bed bioreactors.Process Biochemistry,38(6), 867-875. DOI:10.1016/S0032-9592(02)00048-1

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Gómez, J.M., Cantero, D., Webb, C. 2000. Immobilisation ofThiobacillus ferrooxidanscells on nickel alloy fibre for ferrous sulfate oxidation.Applied Microbiology and Biotechnology,54(3), 335-340. DOI:10.1007/s002530000414

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Articles in National Journals

Almengló, F., Brito, J., Cano, P., Ramírez, M., Cantero, D. 2016. Desulfuración de biogás mediante desulfuración anóxica.Revista Técnica de Medio Ambiente (RETEMA), 295, 36-43. Download here.

Ramírez, M., Fernández, M., Almengló, F. Gómez, J.M., Cantero, D. 2011. Biofiltros percoladores. Una tecnología emergente para el tratamiento de olores y desulfuración de biogas. Revista Técnica de Medio Ambiente (RETEMA), 155, 44-49.Download here.

 

Patents

Ramírez, M.; Gómez, J. M. y Cantero, D. Method for inoculation in industrial percolating biofilters. P200900209. Priority data: 26.01.2009.

Macías, M.; Cantero, D.; Mesa, M.M.; Andrades, J.A. Bioreactor used for the oxidation of Fe(II) to Fe(III). P200101053 Priority data: 08.05.2001. P200200965. Priority data: 25.04.2002.

Macías, M.; Cantero, D.; Mesa, M.M. y Andrades, J.A. Automated system for the elimination of sulphydric acid from biogas produced in sewage works, with biological recovery of the reagent. P009700279. . Priority data: 07.02.1997.

 

Projects

“Development of an efficient oxygen elimination technology for reducing oxygen content in landfill gas for fuel quality”. 
7º Programa Marco de la UE

(FP7-SME-2013-605809-N002). 2013-2016.

 Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno. web: http://noo2.eu/

“Monitorización, modelización y control para la optimización de biofiltros 
percoladores de desulfuración anóxicos y aerobios”. Plan Nacional de I+D (CTM2012-37927-C03-03). 2013-2015. Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno.

“Biogás – Obtención de hidrógeno a partir de biogás”. Corporación Tecnológica de Andalucía (CTA: 412G1Av00r01). 2009-2012. Responsables: David Chinchilla Salcedo (Konectia, S.L.) y Jorge Soria Tonda (Egmasa).

“Desulfuración de gases ricos energéticamente mediante biofiltros percoladores: desarrollo y optimización del proceso en condiciones anoxicas y aerobias”. Plan Nacional de I+D+I (CTM2009-14338-C03-02). 2010-2012. Invest. Responsable: José Manuel Gómez Montes de Oca.

“Aprovechamiento energético del Biogás: estudio de eliminación del azufre coloidal”. Secretaría de Estado de Cooperación Internacional. Convocatoria de Ayudas para Programa de Cooperación Interuniversitaria (exp. A/016346/08). 2009. Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno.

“Biofiltración de gases sulfurados en reactores de biopelícula”. Plan Nacional de I+D+I (CTM2006-05497/TECNO). 2006-2009. Invest. Responsable: José Manuel Gómez Montes de Oca.

“Bioprocesos: Tecnologías limpias para la protección y sustentabilidad del medio ambiente” (BIOPROAM). Proyecto ALFA de la Unión Europea. Comisión Europea. Contrato nº AML/190901/06/18414/II-0548-FC-FA. 2007-2010. Invest. Responsable: Germán Eduardo Aroca Arcaya (Pontificia Universidad Católica de Valparaíso- Chile).

“Bioprocesos para el tratamiento de Aire Contaminado”. Ministerio de Educación y Ciencia. Acción Complementaria-Redes Temáticas (CTM2006-27131-E/TECNO). 2006. Invest. Responsable: Christian Kennes (Universidad de La Coruña).

“Viabilidad de un proceso para la eliminación conjunta de H2S y NH3contenido en efluentes gaseosos”. Plan Nacional de I+D+I (Ref: PPQ2002-00217). 2003 – 2005. Invest. Responsable: José Manuel Gómez Montes de Oca.

“Biodesulfuración de efluentes gaseosos. Estudio y eliminación de los factores que impiden la viabilidad industrial del proceso”. Plan Nacional de I+D (Ref: AMB99-0657-C02-01). 2.000-2003. Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno.

“Diseño de reactores industriales para la eliminación del sulfhídrico del biogás, con recuperación biológica del reactivo”. Consejería de Industria, Comercio y Turismo. Junta de Andalucía. 1995-1996. Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno.

“Estudio cinético del proceso de oxidación de sulfato ferroso por Thiobacillus ferrooxidans. Aplicación al diseño de procesos de eliminación del sulfhídrico del biogas”. Plan Nacional de I+D (Ref.: AMB93-0353). 1993-1996. Invest. Invest. Responsable: Domingo Cantero Moreno.