[ca] Els tanins són polifenols produïts per plantes que s'utilitzen en l'adobat vegetal. Aquests es diferencien de la majoria dels fenols naturals perquè fan precipitar les proteïnes i s'utilitzen en el procés d'adobament per unirse a les proteïnes del col·lagen de la pell de l'animal, fent que el cuir sigui més durador. Es tracta d'una substància de baixa biodegradabilitat, amb una elevada demanda química d'oxigen soluble. A més, la presència d'aquests tanins en grans concentracions poden inhibir el tractament biològic. Generalment aquest fragment soluble i inflexible dels efluents de les adoberies s'elimina mitjançant processos químics. Es per això que un tractament biològic que pogués eliminar-los eficaçment tindria avantatges tant ambientals com econòmics. D'aquesta manera els fongs podrien ser utilitzats al tractament d'aigües residuals d'aquest tipus d'indústria. Tot i així continua sent un desafiament important l'aplicació d'un bioreactor a base de fongs que, en operacions a llarg termini, tingui un rendiment similar en condicions estèrils i no estèrils. La present tesi s'ha centrat en desenvolupar i testejat diverses tècniques amb l'objectiu d'eliminar els tanins. Es fa mitjançant la creació d'un ecosistema dissenyat a base de fongs i bacteris. Aquest s'aplica a processos típics de tractament d'aigües residuals d'adoberies. Aspergillus tubingensis MUT 990 ha sigut la soca fúngica més adequada. S'han fet servir tant recerques bibliogràfiques com la pròpia experiència prèvia per dissenyar i construir reactors a escala laboratori (4 litres) i a escala pilot (1.5 m3). La soca fúngica es va immobilitzar en portadors cúbics i es va inocular en un nou reactor giratori de llit submergit. La primera prova en bioreactors es va dur a terme per avaluar l'efecte de la rotació i l'efecte de l'addició del co-substrat en l'eliminació dels tanins. La segona prova es va realitzar de forma paral·lela en dos reactors de llit submergit fix; el primer es va alimentar amb un taní condensat (Quebracho) i el segon amb un taní hidrolitzable (Tara). Tots dos es van inocular amb Aspergillus tubingensis. El temps de retenció hidràulic i la concentració de tanins en el medi es van anar modificant per maximitzar la capacitat d'eliminació i per analitzar la inhibició del substrat. Es va mantenir estable un biofilm en el primer reactor durant 180 dies d'operació. D'altra banda, en el segon reactor va haver un despreniment de biomassa durant la posada en marxa; després va créixer com un cultiu suspès durant el període operatiu (226 dies). L'eliminació de la demanda d'oxigen soluble va ser, sense l'addició de co-substrats, de fins el 53% i 90% en el primer i segon bioreactor respectivament. Les comunitats microbianes formades per fongs i bacteris dels reactors es van caracteritzar amb un anàlisi d'ADN. A més es va aplicar la respirometria heterogènia per avaluar l'activitat biològica del biofilm. Les dades obtingudes es van utilitzar per desenvolupar un model matemàtic i realitzar una caracterització cinètica i estequiomètrica de la biomassa. Es van establir experiments específics juntament amb un procediment respiromètric per a la biomassa fúngica. Els resultats a escala de laboratori es van utilitzar per dissenyar un reactor a escala pilot. Finalment, després d'una fase de posada en marxa, el reactor a escala pilot es va alimentar amb aigües residuals riques en tanins recollides d'adoberies. Al final de l'experiment, el biofilm era estable i s'havia aconseguit un exercici encoratjador. Creiem que els resultats obtinguts representen el primer pas per a una futura aplicació a escala real i aconseguir eficientment l'eliminació biològica de tanins en aigües residuals d'adoberies.

[en] Tannins are polyphenolic compounds produced by plants that are used in the vegetable tanning of leather at an industrial scale. Tannins differ from most other natural phenols since they precipitate proteins and are used in the tanning process to bind to the collagen proteins of the animal skin to make leather more durable and not putrescible. Tannins represent one of the low-biodegradability substances in tannery wastewaters with a highly recalcitrant soluble chemical oxygen demand; moreover, at high concentrations they can inhibit biological treatment. This soluble recalcitrant fraction of tannery effluents is usually removed by means of chemical processes. Therefore, a biological treatment that could remove effectively this fraction would have both environmental and economic advantages. Despite the antimicrobial properties of tannins, there are organisms that are able to grow on them; in fact their biodegradation in the environment is mainly associated with fungi rather than bacteria. Fungi could thus be exploited for the bioremediation of wastewater streams of the tanning industry. However, in environmental biotechnology applications, fungi tend to be outcompeted by bacteria. The application of a fungal-based bioreactor, that has a similar performance under sterile and non-sterile conditions in long-term operations, is still a challenging task. The present thesis was aimed at developing and testing technologies to remove tannins with an engineered ecosystem based on fungi and bacteria for application in typical tannery wastewater treatment trains (non-sterile conditions). Aspergillus tubingensis MUT 990 was selected as a suitable fungal strain. Literature research and previous experiences were used to design and build lab-scale (4 litres volume) and pilot-scale (1.5 m3 volume) reactors. The selected fungal strain was immobilised in polyurethane foam cubes carriers and inoculated in a novel rotating, submerged, packed bed reactor. The first test in bioreactors was carried out to evaluate the effect of rotation and the co-substrate addition on tannin removal. The second test in bioreactors was carried out in two submerged packed bed reactors run in parallel, the first one was fed with a condensed tannin (Quebracho tannin), and the second with hydrolysable tannin (Tara tannin), both were inoculated with Aspergillus tubingensis in attached form. The hydraulic retention time and the concentration of tannins in the medium were varied to maximise the removal capacity and to analyse the substrate inhibition. A stable biofilm was maintained in the first reactor during the 180 days of operation. On the other hand, in the second reactor there was a biomass detachment during the start-up and then grown as a suspended culture throughout the operational period (226 days). Soluble chemical oxygen demand removal up to 53% and 90% were achieved in the first and second bioreactor, respectively, without the addition of co-substrates. The microbial communities of the reactors, made up of fungi and bacteria, were characterised with a metagenomic analysis. In addition, an innovative technique, the heterogeneous respirometry, was applied to assess the biological activity of immobilised cells (biofilm). The data obtained were used to develop a mathematical model and to perform a kinetic and stoichiometric characterisation of the biomass. Since fungal biomass is poorly characterised with modelling and respirometry, dedicated experiments were set-up along with a respirometric procedure. The lab-scale results were used to design a pilot-scale reactor. Finally, after a start-up phase the pilot-scale reactor was fed with real tannin-rich wastewater collected from tanneries. At the end of the experimentation the biofilm was stable and an encouraging performance had been achieved. We believe the results obtained represent the first step for a future real-scale application to reach an efficient biological removal of tannins from tannery wastewater.