Eliminació simultània de fòsfor i nitrogen en aigües residuals, utilitzant microorganismes DPAO en un reactor discontinu seqüencial (SBR)

En aquest estudi es realitzà eliminació biològica simultània de fòsfor i nitrogen en un Reactor Discontinu Seqüencial (SBR), el qual conté una biomassa enriquida amb Organismes Desnitrificadors Acumuladors de Fòsfor (DPAO) que utilitzen com a única font de carboni l'àcid propiònic i com acceptors d'electrons: nitrit en la fase anòxica i oxigen en l'aeròbica. L'SBR opera amb cicle de 8 h alternant fase anaeròbica, anòxica i aeròbica. El seguiment del sistema es realitzà mitjançant mesures on-line (titrimetria) i off-line (quantificació d'àcid propiònic, nitrit i fòsfor), utilitzant l'HPLC per quantificar l'àcid propiònic i cromatografia iònica per les mesures de nitrit i fòsfor. Amb aquest sistema es pretén augmentar la captació de fòsfor en la fase anòxica fet que s'aconseguí realitzant diferents canvis al reactor per tal de maximitzar el consum de nitrit en aquesta fase, ja fos allargant el temps de fase o augmentant la concentració de biomassa. Aquest experiment ha suposat un augment de la captació de fòsfor (33 mg P-PO4 3-/L), de l'eliminació neta de fòsfor (17 mg P-PO4 3-/L) i de consum de nitrit (27 mg N-NO2-). Per altra banda, es pretenia veure els efectes a curt termini de l'eliminació de la fase aeròbica a partir del seguiment de 2 cicle puntuals i d'un cicle de 32 h sense fase aeròbica. En ambdós casos s'aconseguí una eliminació neta de fòsfor.En este estudio se llevó a cabo eliminación biológica simultanea de fósforo y nitrógeno en un reactor discontinuo secuencial (SBR) el cual contenía una biomasa enriquecida con Organismos Desnitrificantes Acumuladores de Fósforo (DPAO) que utilizan como única fuente de carbono el acido propiónico y como aceptor de electrones: nitrito en la fase anóxica y oxígeno en la aeróbica. El seguimiento del sistema se realizó mediante medidas on-line (titrimetria) y off-line (cuantificación de acido propiónico, nitrito y fósforo), utilitzando HPLC para cuantificar el acido propiónico i cromatografía iónica para las medidas de nitrito y fósforo. Con este sistema se pretende augmentar la captación de fósforo en la fase anóxica. Para conseguirlo se realizan diferentes cambios en el sistema para maximizar el consumo de nitrito en esta fase, ya sea alargando el tiempo de fase o aumentando la biomasa. Este experimento ha supuesto un aumento de la captación de fósforo (33 mg P-PO4 3-/L), de la eliminación neta de fósforo (17 mg P-PO4 3-/L) y del consumo de nitrito (27 mg N-NO2-). Por otro lado, se pretendía ver los efectos a corto plazo de la eliminación de la fase aeróbica a partir del seguimiento de 2 ciclos puntuales y de un ciclo de 32 h sin fase aeróbica. En ambos casos se consiguió una eliminación neta de fósforo.In this study, simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal was performed in a Sequential Batch Reactor (SBR), which contained a biomass enriched with Denitrifying Phosphorus Accumulating Organisms (DPAO). These organisms are able to use propionic acid as carbon source and nitrite or oxygen as electron acceptors. The system was monitored with on-line measurements (respirometry and titrimetry) and off-line measurementss (propionic acid, nitrite and phosphorus) using a HPLC and an ionic chromatography equipment. The objective of the system is to increase the amount of phosphorus uptaken under anoxic conditions. For this purpose, the system operation was modified by increasing the anoxic phase length and increasing the biomass. This experiment has resulted in the increase of phosphorus uptake (33 mg P-PO4 3-/L), net phosphorus removal (17 mg P-PO4 3-/L) and nitrite consumption (27 mg N-NO2-). On the other hand, the short-term effect of the suppression of the aerobic phase was studied with two cycles and a period of 32 h. In both cases, net phosphorus elimination was obtained

Characterisation and adding value to agro-forestry biomass products obtained from thermochemical processes

L’aprofitament de biomassa per produir biocombustibles i bioproductes a partir de fonts renovables està despertant un gran interès en els últims anys motivat per la oportunitat de convertir un residu en una font primària d’energia fàcilment accessible a escala local i regional. Catalunya és una regió amb una gran massa forestal i que genera molts residus agrícoles. L’aprofitament d’aquesta biomassa permet la millora del sector agro-forestal, la preservació i conservació del paisatge tradicional, reduir el risc d’incendis i incrementa la diversificació energètica reduint la dependència dels combustibles fòssils i mitigant els efectes del escalfament global. En aquest context, l’objectiu principal d’aquesta tesi és la valorització de residus de biomassa agro-forestal com a biocombustibles d’alta densitat energètica mitjançant processos de torrefacció i piròlisis per tal d’avançar cap a un model energètic més sostenible. En primer lloc, s’avaluà la valorització dels residus de biomassa agrària com a pellets torrefactes mitjançant un procés de torrefacció participant en una prova pilot desenvolupada en una zona rural per tal de demostrar la viabilitat tècnica i econòmica d’implementar aquest procés com a una estratègia local d’aprofitament d’aquest residu, en el que es coneix com economia circular i bioeconomia. En primer lloc, es caracteritzà la biomassa original i els productes de torrefacció. Els pellets torrefactes obtinguts tenen característiques dins estàndards europeus del pellets comercialitzables. El líquid de torrefacció és un producte aquós amb alts continguts d’àcid acètic i furfural, sent un potencial pesticida biodegradable o un protector de fusta. A més a més, es demostrà la viabilitat econòmica d’implementar una planta mòbil de torrefacció en un zona rural. El bio-oil és un producte líquid procedent de la piròlisi rapida de la biomassa amb un gran potencial com a combustible líquid i plataforma química per a la obtenció de bio-productes, sent així una potencial matèria prima en una biorefineria. Actualment, el bio-oil és un biocombustible pobre degut a la seva corrosivitat, alta viscositat, alt contingut en oxigen i la seva inestabilitat tèrmica i química. Per aquest motiu, es requereixen processos de millora d’aquest producte, encara que aquest redueixen la seva viabilitat econòmica. En aquest context, dos processos de millora del bio-oil han estat estudiats utilitzant processos amb un consum energètic assumible aprofitant la temperatura de sortida del bio-oil durant el procés de producció i el temps d’emmagatzematge. En primer lloc, es caracteritzà el bio-oil i s’avaluà un mètode de quantificació i identificació de la composició química del bio-oil mitjançant l’anàlisi per GC-MS per tal d’aconseguir una millor caracterització d’aquest producte així com la monitorització dels canvis químics que puguin tenir lloc durant els processos de millora. Posteriorment, s’avaluà un procés catalític de millora del bio-oil utilitzant bentonites i zeolites a 60 ºC. Aquest procés mostrà una reducció de l’acidesa del bio-oil encara que no degut a la catàlisi de reaccions sinó al caràcter bàsic d'aquests materials a aquesta temperatura. Finalment, nous processos d’hidrogenació del bio-oil a temperatura ambient aprofitant l’alta reactivitat de l’hidrogen naixent han estat avaluats per tal de reduir el contingut d’oxigen d’aquest i augmentar el seu poder calorífic. L’hidrogen naixent ha estat produït in situ via l’oxidació d’un metall utilitzant el bio-oil com a medi àcid i via l’electròlisi de l’aigua continguda en el bio-oil, resultant el primer mètode més simple i efectiu. Així, el procés d’hidrogenació via oxidació del zinc s’ha realitzat a diferents condicions experimentals mostrant uns resultats molt esperançadors ja que s'observen diferències significatives entre el bio-oil d'abans i de després del procés de millora. Per concloure, Aquest treball mostra el potencial, present i futur, de valoritzar residus agro-forestals mitjançant processos termoquímics com a biocombustible i bioproductes.Biomass use to produce biofuels and bio-products from a renewable source is raising a high interest in recent years motivated by the opportunity of converting biomass residues into a primary energy source easily available at local and regional scale. Catalonia is a region with large forest area and generates large amounts of agro-forestry residues. Their use might improve the agro-forestry sector by the preservation and restoration of traditional landscapes, reduce forest fire risk and increase energy diversification reducing fossil fuels dependency and mitigating the global warning effects. In this direction, the main aim of this thesis is to add-value to agro-forestry biomass residues as enhanced biofuels by means of torrefaction and pyrolysis biomass conversion processes in order to move towards a more sustainable energy model. A study of adding value to agricultural waste biomass as torrefied pellets by means of torrefaction process is performed participating in a pilot scale test carried out in a rural region to demonstrate the technic-economic viability implementing of this process as a local strategy to make use of this residue moving towards a circular and bioeconomy. Firstly, raw and torrefied products are characterised. The obtained torrefied pellets characteristics are within the European law standards of pellets demonstrating they are marketable products. Torrefaction liquid is an aqueous product with high contents of acetic acid and furfural making it a potential biodegradable pesticide or wood preservative. Moreover, the economic viability of implementing this mobile torrefaction plant in a rural region is proved being highly dependent on the scenario considered. Bio-oil is a liquid product produced by fast pyrolysis process of biomass with a great potential as liquid biofuel product and chemical platform to obtain bio-products, being a potential feedstock from a biorefinery scenarios. Currently, bio-oil is a low value biofuel due to its corrosiveness, high viscosity, high oxygen content and its thermal and chemical instability. Because of that, its upgrading is required to obtain an enhanced product, even though bio-oil upgrading processes reduce the economic viability of bio-oil as a marketable product. In this context, two novel bio-oil upgrading processes are explored to obtain an enhanced bio-oil using reduced energy and resources cost upgrading process in comparison to conventional. Firstly, bio-oil characterisation is performed, as well as it is assessed and reached a reliable quantitative analysis of bio-oil chemical compounds by means of GC-MS to achieve a further characterization of this product and to permit a proper monitoring of bio-oil properties changes during the upgrading processes. Then, it is tested a catalytic upgrading process using bentonite and zeolite HZSM-5 at 60 ºC to avoid the necessity of a bio-oil external heating due to bio-oil coming out of the fast pyrolysis at this temperature. Results show an acidity reduction of treated bio-oil, although a reduced catalytic reaction is observed due to the quick deactivation of these catalysts at this temperature. Finally, novel hydrogenation procedures to hydrogenate bio-oil at ambient temperature in order to reduce its oxygen content and increase its calorific value using the high reactivity of nascent hydrogen are explored. Nascent hydrogen is generated via metal oxidation using bio-oil as acidic medium and via water electrolysis contained in bio-oi resulting nascent hydrogen via zinc metal oxidation the simplest and more effective process relative to the other tested ones. An extended study of this hydrogenation process is assessed at different experimental conditions showing the potentially of this cheap and simple novel hydrogenation process. In conclusion, this research shows the current and future potential of adding value to agro-forestry waste biomass by means of thermochemical processes as biofuels and bioproducts to move towards a bioeconomy strategy

Eliminació simultània de fòsfor i nitrogen en aigües residuals, utilitzant microorganismes DPAO en un reactor discontinu seqüencial (SBR)

En aquest estudi es realitzà eliminació biològica simultània de fòsfor i nitrogen en un Reactor Discontinu Seqüencial (SBR), el qual conté una biomassa enriquida amb Organismes Desnitrificadors Acumuladors de Fòsfor (DPAO) que utilitzen com a única font de carboni l’àcid propiònic i com acceptors d’electrons: nitrit en la fase anòxica i oxigen en l’aeròbica. L’SBR opera amb cicle de 8 h alternant fase anaeròbica, anòxica i aeròbica. El seguiment del sistema es realitzà mitjançant mesures on-line (titrimetria) i off-line (quantificació d’àcid propiònic, nitrit i fòsfor), utilitzant l’HPLC per quantificar l’àcid propiònic i cromatografia iònica per les mesures de nitrit i fòsfor. Amb aquest sistema es pretén augmentar la captació de fòsfor en la fase anòxica fet que s’aconseguí realitzant diferents canvis al reactor per tal de maximitzar el consum de nitrit en aquesta fase, ja fos allargant el temps de fase o augmentant la concentració de biomassa. Aquest experiment ha suposat un augment de la captació de fòsfor (33 mg P-PO4 3-/L), de l’eliminació neta de fòsfor (17 mg P-PO4 3-/L) i de consum de nitrit (27 mg N-NO2-). Per altra banda, es pretenia veure els efectes a curt termini de l’eliminació de la fase aeròbica a partir del seguiment de 2 cicle puntuals i d’un cicle de 32 h sense fase aeròbica. En ambdós casos s’aconseguí una eliminació neta de fòsfor.En este estudio se llevó a cabo eliminación biológica simultanea de fósforo y nitrógeno en un reactor discontinuo secuencial (SBR) el cual contenía una biomasa enriquecida con Organismos Desnitrificantes Acumuladores de Fósforo (DPAO) que utilizan como única fuente de carbono el acido propiónico y como aceptor de electrones: nitrito en la fase anóxica y oxígeno en la aeróbica. El seguimiento del sistema se realizó mediante medidas on-line (titrimetria) y off-line (cuantificación de acido propiónico, nitrito y fósforo), utilitzando HPLC para cuantificar el acido propiónico i cromatografía iónica para las medidas de nitrito y fósforo. Con este sistema se pretende augmentar la captación de fósforo en la fase anóxica. Para conseguirlo se realizan diferentes cambios en el sistema para maximizar el consumo de nitrito en esta fase, ya sea alargando el tiempo de fase o aumentando la biomasa. Este experimento ha supuesto un aumento de la captación de fósforo (33 mg P-PO4 3-/L), de la eliminación neta de fósforo (17 mg P-PO4 3-/L) y del consumo de nitrito (27 mg N-NO2-). Por otro lado, se pretendía ver los efectos a corto plazo de la eliminación de la fase aeróbica a partir del seguimiento de 2 ciclos puntuales y de un ciclo de 32 h sin fase aeróbica. En ambos casos se consiguió una eliminación neta de fósforo.In this study, simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal was performed in a Sequential Batch Reactor (SBR), which contained a biomass enriched with Denitrifying Phosphorus Accumulating Organisms (DPAO). These organisms are able to use propionic acid as carbon source and nitrite or oxygen as electron acceptors. The system was monitored with on-line measurements (respirometry and titrimetry) and off-line measurementss (propionic acid, nitrite and phosphorus) using a HPLC and an ionic chromatography equipment. The objective of the system is to increase the amount of phosphorus uptaken under anoxic conditions. For this purpose, the system operation was modified by increasing the anoxic phase length and increasing the biomass. This experiment has resulted in the increase of phosphorus uptake (33 mg P-PO4 3-/L), net phosphorus removal (17 mg P-PO4 3-/L) and nitrite consumption (27 mg N-NO2-). On the other hand, the short-term effect of the suppression of the aerobic phase was studied with two cycles and a period of 32 h. In both cases, net phosphorus elimination was obtained

Eliminació simultània de fòsfor i nitrogen en aigües residuals, utilitzant microorganismes DPAO en un reactor discontinu seqüencial (SBR)

En aquest estudi es realitzà eliminació biològica simultània de fòsfor i nitrogen en un Reactor Discontinu Seqüencial (SBR), el qual conté una biomassa enriquida amb Organismes Desnitrificadors Acumuladors de Fòsfor (DPAO) que utilitzen com a única font de carboni l'àcid propiònic i com acceptors d'electrons: nitrit en la fase anòxica i oxigen en l'aeròbica. L'SBR opera amb cicle de 8 h alternant fase anaeròbica, anòxica i aeròbica. El seguiment del sistema es realitzà mitjançant mesures on-line (titrimetria) i off-line (quantificació d'àcid propiònic, nitrit i fòsfor), utilitzant l'HPLC per quantificar l'àcid propiònic i cromatografia iònica per les mesures de nitrit i fòsfor. Amb aquest sistema es pretén augmentar la captació de fòsfor en la fase anòxica fet que s'aconseguí realitzant diferents canvis al reactor per tal de maximitzar el consum de nitrit en aquesta fase, ja fos allargant el temps de fase o augmentant la concentració de biomassa. Aquest experiment ha suposat un augment de la captació de fòsfor (33 mg P-PO4 3-/L), de l'eliminació neta de fòsfor (17 mg P-PO4 3-/L) i de consum de nitrit (27 mg N-NO2-). Per altra banda, es pretenia veure els efectes a curt termini de l'eliminació de la fase aeròbica a partir del seguiment de 2 cicle puntuals i d'un cicle de 32 h sense fase aeròbica. En ambdós casos s'aconseguí una eliminació neta de fòsfor.En este estudio se llevó a cabo eliminación biológica simultanea de fósforo y nitrógeno en un reactor discontinuo secuencial (SBR) el cual contenía una biomasa enriquecida con Organismos Desnitrificantes Acumuladores de Fósforo (DPAO) que utilizan como única fuente de carbono el acido propiónico y como aceptor de electrones: nitrito en la fase anóxica y oxígeno en la aeróbica. El seguimiento del sistema se realizó mediante medidas on-line (titrimetria) y off-line (cuantificación de acido propiónico, nitrito y fósforo), utilitzando HPLC para cuantificar el acido propiónico i cromatografía iónica para las medidas de nitrito y fósforo. Con este sistema se pretende augmentar la captación de fósforo en la fase anóxica. Para conseguirlo se realizan diferentes cambios en el sistema para maximizar el consumo de nitrito en esta fase, ya sea alargando el tiempo de fase o aumentando la biomasa. Este experimento ha supuesto un aumento de la captación de fósforo (33 mg P-PO4 3-/L), de la eliminación neta de fósforo (17 mg P-PO4 3-/L) y del consumo de nitrito (27 mg N-NO2-). Por otro lado, se pretendía ver los efectos a corto plazo de la eliminación de la fase aeróbica a partir del seguimiento de 2 ciclos puntuales y de un ciclo de 32 h sin fase aeróbica. En ambos casos se consiguió una eliminación neta de fósforo.In this study, simultaneous biological phosphorus and nitrogen removal was performed in a Sequential Batch Reactor (SBR), which contained a biomass enriched with Denitrifying Phosphorus Accumulating Organisms (DPAO). These organisms are able to use propionic acid as carbon source and nitrite or oxygen as electron acceptors. The system was monitored with on-line measurements (respirometry and titrimetry) and off-line measurementss (propionic acid, nitrite and phosphorus) using a HPLC and an ionic chromatography equipment. The objective of the system is to increase the amount of phosphorus uptaken under anoxic conditions. For this purpose, the system operation was modified by increasing the anoxic phase length and increasing the biomass. This experiment has resulted in the increase of phosphorus uptake (33 mg P-PO4 3-/L), net phosphorus removal (17 mg P-PO4 3-/L) and nitrite consumption (27 mg N-NO2-). On the other hand, the short-term effect of the suppression of the aerobic phase was studied with two cycles and a period of 32 h. In both cases, net phosphorus elimination was obtained

Characterisation and adding value to agro-forestry biomass products obtained from thermochemical processes

L'aprofitament de biomassa per produir biocombustibles i bioproductes a partir de fonts renovables està despertant un gran interès en els últims anys motivat per la oportunitat de convertir un residu en una font primària d'energia fàcilment accessible a escala local i regional. Catalunya és una regió amb una gran massa forestal i que genera molts residus agrícoles. L'aprofitament d'aquesta biomassa permet la millora del sector agro-forestal, la preservació i conservació del paisatge tradicional, reduir el risc d'incendis i incrementa la diversificació energètica reduint la dependència dels combustibles fòssils i mitigant els efectes del escalfament global. En aquest context, l'objectiu principal d'aquesta tesi és la valorització de residus de biomassa agro-forestal com a biocombustibles d'alta densitat energètica mitjançant processos de torrefacció i piròlisis per tal d'avançar cap a un model energètic més sostenible. En primer lloc, s'avaluà la valorització dels residus de biomassa agrària com a pellets torrefactes mitjançant un procés de torrefacció participant en una prova pilot desenvolupada en una zona rural per tal de demostrar la viabilitat tècnica i econòmica d'implementar aquest procés com a una estratègia local d'aprofitament d'aquest residu, en el que es coneix com economia circular i bioeconomia. En primer lloc, es caracteritzà la biomassa original i els productes de torrefacció. Els pellets torrefactes obtinguts tenen característiques dins estàndards europeus del pellets comercialitzables. El líquid de torrefacció és un producte aquós amb alts continguts d'àcid acètic i furfural, sent un potencial pesticida biodegradable o un protector de fusta. A més a més, es demostrà la viabilitat econòmica d'implementar una planta mòbil de torrefacció en un zona rural. El bio-oil és un producte líquid procedent de la piròlisi rapida de la biomassa amb un gran potencial com a combustible líquid i plataforma química per a la obtenció de bio-productes, sent així una potencial matèria prima en una biorefineria. Actualment, el bio-oil és un biocombustible pobre degut a la seva corrosivitat, alta viscositat, alt contingut en oxigen i la seva inestabilitat tèrmica i química. Per aquest motiu, es requereixen processos de millora d'aquest producte, encara que aquest redueixen la seva viabilitat econòmica. En aquest context, dos processos de millora del bio-oil han estat estudiats utilitzant processos amb un consum energètic assumible aprofitant la temperatura de sortida del bio-oil durant el procés de producció i el temps d'emmagatzematge. En primer lloc, es caracteritzà el bio-oil i s'avaluà un mètode de quantificació i identificació de la composició química del bio-oil mitjançant l'anàlisi per GC-MS per tal d'aconseguir una millor caracterització d'aquest producte així com la monitorització dels canvis químics que puguin tenir lloc durant els processos de millora. Posteriorment, s'avaluà un procés catalític de millora del bio-oil utilitzant bentonites i zeolites a 60 ºC. Aquest procés mostrà una reducció de l'acidesa del bio-oil encara que no degut a la catàlisi de reaccions sinó al caràcter bàsic d'aquests materials a aquesta temperatura. Finalment, nous processos d'hidrogenació del bio-oil a temperatura ambient aprofitant l'alta reactivitat de l'hidrogen naixent han estat avaluats per tal de reduir el contingut d'oxigen d'aquest i augmentar el seu poder calorífic. L'hidrogen naixent ha estat produït in situ via l'oxidació d'un metall utilitzant el bio-oil com a medi àcid i via l'electròlisi de l'aigua continguda en el bio-oil, resultant el primer mètode més simple i efectiu. Així, el procés d'hidrogenació via oxidació del zinc s'ha realitzat a diferents condicions experimentals mostrant uns resultats molt esperançadors ja que s'observen diferències significatives entre el bio-oil d'abans i de després del procés de millora. Per concloure, Aquest treball mostra el potencial, present i futur, de valoritzar residus agro-forestals mitjançant processos termoquímics com a biocombustible i bioproductes.Biomass use to produce biofuels and bio-products from a renewable source is raising a high interest in recent years motivated by the opportunity of converting biomass residues into a primary energy source easily available at local and regional scale. Catalonia is a region with large forest area and generates large amounts of agro-forestry residues. Their use might improve the agro-forestry sector by the preservation and restoration of traditional landscapes, reduce forest fire risk and increase energy diversification reducing fossil fuels dependency and mitigating the global warning effects. In this direction, the main aim of this thesis is to add-value to agro-forestry biomass residues as enhanced biofuels by means of torrefaction and pyrolysis biomass conversion processes in order to move towards a more sustainable energy model. A study of adding value to agricultural waste biomass as torrefied pellets by means of torrefaction process is performed participating in a pilot scale test carried out in a rural region to demonstrate the technic-economic viability implementing of this process as a local strategy to make use of this residue moving towards a circular and bioeconomy. Firstly, raw and torrefied products are characterised. The obtained torrefied pellets characteristics are within the European law standards of pellets demonstrating they are marketable products. Torrefaction liquid is an aqueous product with high contents of acetic acid and furfural making it a potential biodegradable pesticide or wood preservative. Moreover, the economic viability of implementing this mobile torrefaction plant in a rural region is proved being highly dependent on the scenario considered. Bio-oil is a liquid product produced by fast pyrolysis process of biomass with a great potential as liquid biofuel product and chemical platform to obtain bio-products, being a potential feedstock from a biorefinery scenarios. Currently, bio-oil is a low value biofuel due to its corrosiveness, high viscosity, high oxygen content and its thermal and chemical instability. Because of that, its upgrading is required to obtain an enhanced product, even though bio-oil upgrading processes reduce the economic viability of bio-oil as a marketable product. In this context, two novel bio-oil upgrading processes are explored to obtain an enhanced bio-oil using reduced energy and resources cost upgrading process in comparison to conventional. Firstly, bio-oil characterisation is performed, as well as it is assessed and reached a reliable quantitative analysis of bio-oil chemical compounds by means of GC-MS to achieve a further characterization of this product and to permit a proper monitoring of bio-oil properties changes during the upgrading processes. Then, it is tested a catalytic upgrading process using bentonite and zeolite HZSM-5 at 60 ºC to avoid the necessity of a bio-oil external heating due to bio-oil coming out of the fast pyrolysis at this temperature. Results show an acidity reduction of treated bio-oil, although a reduced catalytic reaction is observed due to the quick deactivation of these catalysts at this temperature. Finally, novel hydrogenation procedures to hydrogenate bio-oil at ambient temperature in order to reduce its oxygen content and increase its calorific value using the high reactivity of nascent hydrogen are explored. Nascent hydrogen is generated via metal oxidation using bio-oil as acidic medium and via water electrolysis contained in bio-oi resulting nascent hydrogen via zinc metal oxidation the simplest and more effective process relative to the other tested ones. An extended study of this hydrogenation process is assessed at different experimental conditions showing the potentially of this cheap and simple novel hydrogenation process. In conclusion, this research shows the current and future potential of adding value to agro-forestry waste biomass by means of thermochemical processes as biofuels and bioproducts to move towards a bioeconomy strategy