Dissertations / Theses on the topic 'Depuradoras de aguas residuales'

En el marc actual, l'agricultura continua requerint importants volums d'aigua per tal de<br/>satisfer les seves necessitats i assolir els nivells de productivitat exigibles per a la pervivència<br/>econòmica del sector. Però la competència exercida pel sector industrial i les zones urbanes,<br/>pel recurs escàs i limitat que és l'aigua, implica que cada dia sigui més difícil disposar d'un<br/>subministrament amb garanties. La utilització d'aigües regenerades per a ús agrícola ajuda a<br/>disposar de l'aigua necessària i permet, també, alliberar un important volum d'aigua de major<br/>qualitat per a altres usos. No obstant això, l'ús d'aigües regenerades presenta el greu<br/>inconvenient de les obturacions als diferents elements dels sistemes de reg localitzat. És per<br/>aquest motiu que en la present tesi doctoral s'estudia el comportament d'un sistema de reg<br/>localitzat utilitzant aigües residuals tractades.<br/>Es varen realitzar dos assajos de reg amb aigües regenerades procedents de l'EDAR de Celrà<br/>(Girona). En el primer assaig, es va utilitzar efluent procedent del tractament secundari i en el<br/>segon assaig, es va utilitzar efluent procedent del tractament terciari. Ambdós assajos van<br/>durar 1000 hores i van emprar quatre sistemes de filtració i sis tipus d'emissors. El primer<br/>sistema de filtració estava format per dos filtres de sorra de vint polzades, col·locats en<br/>paral·lel i omplerts amb 175 kg de sorra silícica disposada en una sola capa i, amb un<br/>diàmetre efectiu de 0.47 i 0.27 mm i un coeficient d'uniformitat de 2.41 i 2.89 per a l'assaig<br/>amb efluent secundari i terciari, respectivament. El segon sistema de filtració fou un filtre de<br/>malla de dues polzades i un nivell de filtració de 120 &#956;m. El tercer sistema de filtració va ser<br/>una bateria de filtració consistent en dos filtres d'anelles de dues polzades col·locats en<br/>paral·lel i un nivell de filtració de 130 &#956;m i, finalment, el quart sistema de filtració fou format<br/>per la combinació en sèrie d'un filtre de malla i una bateria de filtres d'anelles com els<br/>anteriorment descrits. Els emissors utilitzats foren sis de diferents característiques de disseny i<br/>d'operació i tots ells disponibles comercialment.<br/>Es va observar que el filtre de sorra va ser l'únic que va reduir els sòlids en suspensió i la<br/>terbolesa dels dos efluents utilitzats. Amb el sistema de filtració combinat i en l'assaig amb<br/>efluent terciari, es va reduir sensiblement l'oxigen dissolt d'abans de filtrar. Pel que fa a la<br/>resta de paràmetres analitzats (conductivitat elèctrica, oxigen dissolt, pH, temperatura i<br/>nombre de partícules) no es van veure afectats significativament al passar pels diferents<br/>sistemes de filtració.<br/>Els filtres que van presentar uns majors consums d'aigua durant els rentats van ser els de<br/>sorra, seguit dels d'anelles i malla en ambdós efluents assajats. Tant els filtres de malla com<br/>els d'anelles van ser els que van presentar més requeriments de pressió durant els rentats per<br/>tal d'assolir rentats eficients. També es va observar que l'obturació dels filtres, mesurada com<br/>a l'índex de filtrabilitat de la relació de Boucher, va dependre del tipus de filtre i l'efluent<br/>utilitzat.<br/>Es va utilitzar l'anàlisi dimensional per tal de relacionar mitjançant expressions matemàtiques<br/>l'obturació dels diferents sistemes de filtració amb les variables mesurades al llarg de l'assaig.<br/>Tot i que els ajustos amb una de les expressions desenvolupades en aquesta tesi i les<br/>desenvolupades en treballs precedents van ser bons, va quedar variabilitat per a explicar,<br/>degut potser, a la manca d'intensitat de mostreig en alguna variable o a la no mesura d'alguna<br/>altra variable que hauria estat d'interès.<br/>Pel que fa a l'obturació dels laterals de reg, es va observar que el percentatge de cabal emès<br/>pels emissors era un bon indicador de l'obturació. No es van observar en cap dels assajos<br/>obstruccions físiques als laterals o als emissors, fet que queda avalat per les elevades<br/>uniformitats de pressió aconseguides fins a l'últim moment de l'assaig. La posició al llarg del<br/>lateral i el tipus d'emissor utilitzat van ser factors determinants a l'hora de presentar obturació<br/>parcial o complerta. Al final dels laterals, i sobretot amb els emissors UN i TO, va ser on es<br/>van presentar la major part dels emissors completament obturats.<br/>Finalment, es va observar que la utilització d'un sistema SCADA va ser de gran ajuda per al<br/>monitoratge i control de l'estació de reg, permetent interactuar amb el sistema en continu i<br/>detectar fàcilment anomalies en l'operació que, sense aquest sistema, hagués estat molt més<br/>difícil d'observar.<br>En la situación actual, la agricultura continúa requiriendo importantes volúmenes de agua para<br/>satisfacer las necesidades y llegar a los niveles de productividad exigibles para la pervivencia<br/>económica del sector. Pero la competencia ejercida por el sector industrial y las zonas<br/>urbanas, por el recurso escaso y limitado que es el agua, implica que cada día sea más difícil<br/>disponer del suministro con garantías. La utilización de aguas regeneradas para uso agrícola<br/>ayuda a disponer del agua necesaria y permite también, liberar un importante volumen de<br/>agua de mayor calidad para otros usos. No obstante, el uso de aguas regeneradas presenta el<br/>grave inconveniente de las obturaciones en los distintos elementos de los sistemas de riego<br/>localizado. Es por este motivo que en la presente tesis doctoral se estudia el comportamiento<br/>de un sistema de riego localizado utilizando aguas residuales tratadas.<br/>Se realizaron dos ensayos de riego con aguas regeneradas procedentes de la EDAR de Celrà<br/>(Girona). En el primer ensayo se utilizó efluente procedente del tratamiento secundario,<br/>mientras que en el segundo ensayo se utilizó efluente procedente del tratamiento terciario. Los<br/>dos ensayos duraron 1000 horas y utilizaron cuatro sistemas de filtración y seis tipos de<br/>emisores. El primer sistema de filtración estaba formado por dos filtros de arena de veinte<br/>pulgadas, colocados en paralelo y rellenados con 175 kg de arena silícica dispuesta en una<br/>sola capa y, con un diámetro efectivo de 0.47 y 0.27 mm y un coeficiente de uniformidad de<br/>2.41 y 2.89 para el ensayo con efluente secundario y terciario, respectivamente. El segundo<br/>sistema de filtración fue un filtro de malla de dos pulgadas y un nivel de filtración de 120 &#956;m.<br/>El tercer sistema de filtración fue una batería de filtración consistente en dos filtros de anillas<br/>de dos pulgadas colocados en paralelo y un nivel de filtración de 130 &#956;m y, finalmente, el<br/>cuarto sistema de filtración estuvo formado por la combinación en serie de un filtro de malla y<br/>una batería de filtros de anillas como los anteriormente descritos. Los emisores utilizados<br/>fueron seis de distintas características de diseño y de operación y todos ellos disponibles<br/>comercialmente.<br/>Se observó que el filtro de arena fue el único que redujo los sólidos en suspensión y la<br/>turbidez de los dos efluentes utilizados. Por lo que se refiere a los demás parámetros<br/>analizados (conductividad eléctrica, oxígeno disuelto, pH, temperatura y número de<br/>partículas) no se vieron afectados significativamente al pasar por los distintos sistemas de<br/>filtración.<br/>Los filtros que presentaron unos mayores consumos de agua durante los lavados fueron los de<br/>arena, seguido de los de anillas y malla, con los dos efluentes ensayados. Tanto los filtros de<br/>malla como los de anillas fueron los que presentaron más requerimientos de presión durante<br/>los lavados para conseguir lavados eficientes. También se observó que la obturación de los<br/>filtros, medida como el índice de filtrabilidad de la relación de Boucher, dependió del tipo de<br/>filtro y el efluente utilizado.<br/>Se utilizó el análisis dimensional para relacionar mediante expresiones matemáticas la<br/>obturación de los diferentes sistemas de filtración con las variables medidas a lo largo del<br/>ensayo. Aunque los ajustes con una de las expresiones desarrolladas en esta tesis y las<br/>desarrolladas en trabajos precedentes fueron buenos, quedó variabilidad por explicar, debido<br/>quizás, a la baja intensidad de muestreo en alguna de las variables o a la falta de medición de<br/>alguna otra variable que habría sido de interés.<br/>Por lo que se refiere a la obturación de los laterales de riego, se observó que el porcentaje de<br/>caudal emitido por los emisores era un buen indicador de la obturación. No se observó en<br/>ninguno de los ensayos obstrucciones físicas a los laterales o en los emisores, hecho que<br/>queda avalado por las elevadas uniformidades de presión conseguidas hasta el último<br/>momento del ensayo. La posición a lo largo del lateral y el tipo de emisor utilizado fueron<br/>factores determinantes a la hora de presentar obturación parcial o completa. Al final de los<br/>laterales, y sobretodo con los emisores UN y TO, fue donde se presentó la mayor parte de los<br/>emisores completamente obturados.<br/>Finalmente, se observó que la utilización de un sistema SCADA fue de gran ayuda para la<br/>monitorización y control de la estación de riego, permitiendo interactuar con el sistema en<br/>continuo y detectar fácilmente anomalías en la operación que, sin este sistema, hubiera sido<br/>mucho más difícil de observar.<br>Agriculture currently requires a large volume of water to satisfy its needs and reach the<br/>productivity levels necessary for the sector to survive economically. Water is a scarce and<br/>limited resource and competition for it from the industrial sector and urban zones makes it<br/>more and more difficult to guarantee the supply. Using regenerated water for agriculture<br/>makes more water available so that high quality water can be used in other areas. However,<br/>using regenerated water has the serious disadvantage of clogging different components of the<br/>microirrigation system. For this reason the present doctoral thesis analyses the behaviour of a<br/>microirrigation system that uses treated wastewaters.<br/>Two irrigation trials with regenerated waters from the Celrà Wastewater Treatment Plant<br/>(Girona) were carried out. The first trial was conducted with secondary treatment effluent and<br/>the second trial with tertiary treatment effluent. Both experiments lasted 1000 hours and used<br/>four filtration systems and six emitter types<br/>The first filtration system was formed by two sand filters of twenty inches, placed in parallel<br/>and filled with 175 kg of silicic sand in a single layer with an effective diameter of 0.47 and<br/>0.27 mm and uniformity coefficients of 2.41 and 2.89 for the trial with the secondary effluent<br/>and for the trial with tertiary effluent, respectively. The second filtration system was a screen<br/>filter with a 120 &#956;m filtration level. The third filtration system was a filtration battery<br/>consisting of two disc filters placed in parallel with a 130 &#956;m filtration level. Finally, the<br/>fourth filtration system combined a screen filter and a battery of disc filters as previously<br/>described. Six emitters with different design and operation characteristics were used, all of<br/>which are commercially available<br/>The sand filter was the only one that reduced the suspended solids and turbidity of the two<br/>effluents used. Using the combined filtration system with the tertiary effluent, the oxygen<br/>dissolved before filtration was significantly reduced. The other analysed parameters (electrical<br/>conductivity, dissolved oxygen, pH, temperature and particle number) were not affected<br/>significantly by the different filtration systems.<br/>During backwashing, and with the two effluents tested, sand filters consumed the most water<br/>followed by disc and screen filters, which had the highest pressure requirements during the<br/>backwashing for efficient filter washing. It was also observed that filter clogging, measured as<br/>the filterability index of the Boucher relation, depended on the type of filter and effluent used.<br/>Dimensional analysis was used to relate the clogging of different filtration systems to the<br/>variables measured during the trials by means of mathematical expressions. Although the<br/>adjustments with one of the expressions developed in this thesis as well as those developed in<br/>preceding works were good, there was still variability to explain. This could be due to the lack<br/>of sampling intensity for some variables. It is also possible that some variables that may have<br/>been of interest were not measured.<br/>The percentage of the water volume emitted by drip emitters was a good indicator of clogging<br/>of the irrigation laterals. Physical obstructions were not observed in any of the trials of the<br/>irrigation laterals or in the emitters, which was evidenced by the highly uniform pressure<br/>throughout the trails. The position in the irrigation lateral and the type of emitter used were<br/>determining factors for partial or complete clogging. Most of the completely clogged emitters<br/>appeared at the end of the irrigation lateral, especially with UN and TO drip emitters.<br/>Finally, the SCADA system was a helpful tool for monitoring and controlling the irrigation<br/>station. Continuous interaction was possible and operation malfunctions could be detected<br/>more easily.

Los sistemas de tratamiento de aguas residuales de tipo Lagunas de Estabilización son ampliamente usados alrededor del mundo debido a su bajo costo en operación y mantenimiento, además del casi nulo requerimiento energético. En Latinoamérica, es la tecnología de tratamiento más usada, con 866 unidades de tratamiento de las 2242 existentes (Morgan-Sagatsume, 2012). En Perú, forma parte del 75% del total de las PTAR (SUNASS y Cooperación Alemana, 2015). Esta investigación se basó en la utilización de herramientas modernas para auditar el comportamiento hidráulico y, en efecto, la eficiencia de sistemas de lagunas de estabilización. La herramienta utilizada es la modelación CFD (Dinámica de Fluidos Computacional, en español), la cual, según numerosos autores, es bastante fiable para predecir fenómenos hidráulicos, incluyendo los de las lagunas de estabilización. Se estudió el sistema de lagunas de San José, representativo en la región Lambayeque, Perú. De tal sistema se tomó uno de los cinco circuitos existentes (una laguna anaeróbica y una facultativa) y se realizaron trabajos topográficos, aforos hidráulicos, construcción de la geometría de las lagunas para poder realizar la modelación CFD. Los resultados se validaron con ensayos de trazadores en lagunas a escala piloto, cuyo factor de escala fue de 1:50. La validación resultó bastante aceptable, y los mejoramientos planteados demostraron contundencia, aumentando el tiempo de retención real del sistema. La ejecución del proyecto demostró ser muy rentable al ampliar la variedad de cultivos regados con agua residual tratada de mejor calidad. Se recomienda intensificar los estudios y auditorías de este tipo de sistemas mediante modelaciones CFD y que las autoridades lo consideren en la Legislación.

Actualmente, en el tratamiento de aguas residuales no se presta demasiada atención a los microorganismos que realizan la depuración ni interfieren en el proceso. Es por ello que con este estudio se pretende estudiar este tipo de microorganismos y conocer qué diversidad de microorganismos se puede encontrar, así como encontrar aplicaciones biotecnológicas a partir de ellos. El objetivo principal del trabajo es, mediante la taxonomía polifásica, estudiar la biodiversidad de actinomicetos productores de espumas, además de estudiar su capacidad de biodegradación de ciertos productos tóxicos. Esto se realizará mediante el aislamiento de la bacteria, su caracterización quimiotaxonómica (incluyendo extracción de ácidos micólicos, determinación de los isómeros del ácido diaminopimélico y la extracción de los azúcares predominantes e la pared celular), caracterización genotípica (que incluye extracción de DNA, amplificación por PCR, secuenciación y construcción e interpretación de árboles filogenéticos), caracterización fenotípica (realización de diferentes tests fenotípicos), estudios de biodegradación de productos tóxicos derivados del petróleo (fenol y naftaleno) y detección molecular del gen catecol 1,2-dioxigenasa para determinar qué aislados poseen el potencial catabólico para degradar hidrocarburos aromáticos. Con todo ello, se obtuvieron 152 aislados, pertenecientes a 28 estaciones depuradoras de aguas residuales, pertenecientes al suborden phylum Actinobacteria. Tras realizar la caracterización quimiotaxonómica se obtuvo que 147 de ellos pertenecían al suborden Corynebacterineae, 4 al suborden Pseudonocardiaceae y 1 al suborden Micrococcineae. Dentro de estos subórdenes, los aislados pertenecían a 9 géneros diferentes y a 37 especies diferentes, lo que mostró la gran diversidad existente en estos ambientes. Los ensayos de biodegradación mostraron que 76 aislados eran capaces de degradar al menos un producto tóxico (fenol o naftaleno).<br>Soler Hernández, A. (2012). Biodiversidad de actinomicetos aislados de plantas depuradoras de aguas residuales. Estudio de la capacidad de biodegradación de compuestos tóxicos [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14982<br>Palancia

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2018<br>Hace hincapié al sistema de recolección y tratamiento de los efluentes cloacales, donde se generan colapsos existentes en la red debido a la falta de infraestructura que no soporta las conexiones, como asi también problemas de obstrucción por escombros, cartones, plásticos, pañales, aceites, etc. que la gente arroja al sistema y solo el 45 % de la población cuenta con este servicio.Ofrece promover la expansión del servicio, lograr la explotación eficiente del mismo, posibilitar la configuración de régimenes de regulación y control independientes, que preserven los derechos y obligaciones de los usuarios y también de la empresa prestadora,y proteger los recursos hídricos y el medio ambiente

Aquesta Tesi Doctoral se centra en el desenvolupament de mètodes analítics per a determinar tres grups de contaminants d’interès emergent que inclouen les drogues d’abús, els hipnòtics sedants i els edulcorants en aigües ambientals i en llots de depuradora. Per al desenvolupament d’aquests mètodes s’han emprat diferents tècniques d’extracció com ara l’extracció en fase sòlida (SPE) per al tractament de mostres aquoses i l’extracció amb líquids pressuritzats (PLE) per al tractament de mostres sòlides. La determinació s’ha dut a terme mitjançant cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses en tàndem (LC-MS/MS) amb un analitzador de masses triple quadrupol (QqQ). Els diferents estudis inclosos en la present Tesi demostren les elevades capacitats que ofereixen tant les tècniques d’extracció com las técniques de determinació. El resultat final de la combinació d’aquestes tècniques són mètodes analítics altament sensibles, fet que és un requeriment per a la determinació dels contaminats d’interès emergent que normalment es troben a baixos nivells de concentració (ng/L o ng/g) en les mostres ambientals. Els mètodes desenvolupats en la present Tesis Doctoral s’han aplicat per tal de determinar dogues d’abús, hipnòtics sedants i edulcorants en rius, aigües residuals i fangs de cinc estacions de depuració d’aigües residuals (EDARs) ubicades a Catalunya. A més a més, la presència d’aquests contaminats juntament amb productes d’ús personal van ser monitorizats durant un any en aquestes EDARs, on es van estimar altres aspectes ambientals com ara l’eliminació dels contaminats després del tractament aplicat a cada EDAR, el risc ambiental i la prevalença del consum de drogues d’abús a l’àrea geogràfica on es va realitzar l’estudi.<br>Esta Tesis Doctoral se centra en el desarrollo de métodos analíticos para determinar tres grupos de contaminantes de interés emergente que incluyen drogas de abuso, hipnótico sedantes y edulcorantes en aguas ambientales y lodos de depuradora. Para el desarrollo de estos métodos se han utilizado diferentes técnicas de extracción como extracción en fase sólida (SPE) para el tratamiento de muestras líquidas y extracción con líquidos presurizados (PLE) para el tratamiento de muestras sólidas. La determinación se ha realizado por cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas en tandem (LC-MS/MS) con un analizador de masas de triple cuadrupolo (QqQ). Los diferentes estudios que engloba esta Tesis demuestran las elevadas capacidades que ofrecen tanto las técnicas de extracción como las de determinación usadas. El resultado final de la combinación de estas técnicas son métodos analíticos altamente sensibles, lo cual es un requerimiento para la determinación de los contaminantes de interés emergente que usualmente son encontrados a bajos niveles de concentración (ng/L o ng/g) en muestras ambientales. Los métodos desarrollados en esta Tesis Doctoral han sido aplicados para determinar los contaminantes en aguas de ríos, aguas residuales y fangos de cinco estaciones de depuración de agua residual (EDARs) ubicadas en Cataluña. Además la presencia de estos contaminantes incluyendo productos del cuidado personal fueron monitorizados durante 1 año en estas EDARs, donde se estimaron otros aspectos ambientales como la eliminación de los contaminantes después del tratamiento aplicado en cada EDAR, el riesgo ambiental y la prevalencia del consumo de las drogas de abuso en el área geográfica donde se realizó el estudio.<br>This Doctoral Thesis focuses on the development of analytical methods to determine three groups of emerging contaminants which include drugs of abuse, sedative hypnotic and sweeteners in environmental waters and sewage sludge. To develop these methods different extraction techniques have been used such as solid phase extraction (SPE) for water samples and pressurized liquid extraction (PLE) for sludge samples. The determination was performed by liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) using a triple quadrupole (QqQ) as analyzer. The studies encompassed in this Thesis demonstrate the high capabilities offered by the extraction techniques and the determination techniques used. The final result of the combination of these techniques are highly sensitive analytical methods, which is a requirement for the determination of emerging contaminants that are usually found at low concentration levels (ng/L or ng/g) in environmental samples. The methods developed in this Thesis are applied to determine drugs of abuse, sedative hypnotic and sweeteners in rivers, wastewater and sludge of five sewage treatment plants (STPs) located in Catalonia. Moreover, the presence of these contaminants including personal care products were monitored for 1 year in these WWTPs, where other environmental aspects such as removing pollutants after the applied treatment in each WWTP, environmental risk and prevalence of drugs of abuse in the geographic area where the study was conducted.

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2018<br>Diseña y calcula una planta de tratamientos cloacales para la ciudad de Ticino. Analiza la ciudad específicamente determinando la población y cálculo de caudales de diseño, confección de planos, verificación del diseño y la elaboración de pliego de especificaciones técnicas, cómputos y presupuesto

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2017<br>Sostiene la ejecución de un proyecto integrado por un sistema de recolección y tratamiento de los líquidos cloacales, que le otorgue a la localidad de Tránsito, Córdoba, Argentina y a la zona distintos beneficios de índole ambiental, sociocultural y económica. Las obras son diseñadas para cubrir necesidades sanitarias de la población proyectada a 20 años, siguiendo los lineamientos de la normas de estudio y criterios de diseño del ENOHSa, y el decreto 847/16 de estándares y normas sobre el vertido para la preservación del recurso hídrico provincial

Los actinomicetos nocardioformes que contienene ácidos micólicos (mycolata) pertenecen al suborden Corynebacterinea, orden Actinomycetales. Este grupo de microorganismos contiene especies filamentosas que causan problemas de formación de espumas biológicas ("foaming") en plantas de tratamiento de aguas residuales con sistemas de fangos activos. .Estas espumas interfieren en el proceso de desputación de aguas residuales, ya que retienen hasta el 40% de los sólidos en suspensión. La presencia de especies patógenas en este grupo de microorganismos implica un riesgo para la salud pública y por lo tanto la necesitad de detectar estas especies. Para caracterizar mycolata se han utilizando los sistemas miniaturizados API,ZYM, API ID32 C y MicroLog que permiten la realizaciçón de muchas pruebas bioquímicas en poco tiempo. Las pruebas bioquímicas obtenidas por los sistemas API en ocasiones no diferencias todas las especies de este grupo. el único sistema miniaturizado que permite diferenciar todas las cepas de referencia es el sistema Micro-Log. De todos los caracteres quimiotaxonómicos el más importante es la detección de áccidos micólicos, ya que los mycolta son los únicos que contienen estos compuestos. Con la técnica de la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se han caracterizado cepas de Nocardia de referencia, así como aislados de muestras de fango utilizando iniciadores previamente descritos. Para caracterizar especies de Gordonia aisladas de fangos se han diseñado unos iniciadores específicos que amplifican todas las cepas Gordonia de referencia. Los iniciadores diseñados para Rhodococcus amplifican todas las especies de referencia de este género. La detección de la especia patógena R. equi se realiza con los iniciadores diseñados previametne para esta especie. El rendimiento en el aislamiento de mycolata se ha mejorado gracias a los trtamientos de descontaminación aplicados a las muestras de fango que reducen la microbiota acompañante de rápido crecimient<br>Cuesta Amat, G. (2004). Detección y caracterización por métodos fenotípicos y moleculares de mycolata formadores de espumas en estaciones depuradoras de aguas residuales domésticas con sistemas de fangos activos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/2665<br>Palancia

The use of simulation as an upgrading tool has been tested on real wastewater treatment plants (WWTP). Currently, the new WWTP have the possibility to monitor some process variables as the flows, oxygen concentrations and, some physical properties as temperature or pH. This thesis has been divided in two main sections: i) the use of the GPS-X software as an upgrading tool for real WWTP and ii) the use of the wavelet filter for the analysis of the online data<br>Els objectius que es planteja la present tesi doctoral són: i) efectuar una revisió dels models mecanístics de depuració d’aigües residuals, ii) avaluar-ne la fiabilitat en la simulació d’estacions depuradores d’aigües residuals reals, iii) estudiar la problemàtica de disposar de gran quantitat de dades en línia, iv) presentar la tècnica de filtrat de dades amb wavelets i v) avaluar la capacitat de filtrat de les wavelets en les dades disponibles en línia d’una EDAR urbana que enregistra els cabals d’operació i concentracions d’oxigen dissolt en línia

En les últimes dècades la població mundial ha pres consciència de la cura de l’entorn generant l’aparició de moviments en favor de preservar el medi ambient. Aquest compromís social ha estat acompanyat de polítiques de gestió de residus i la cerca d’energies alternatives que minimitzin els efectes adversos. En aquest context sorgeix l’oportunitat d’aprofitar deixalles per produir energia elèctrica. La coincidència d’ambdues tendències, noves energies alternatives i gestió de residus, condueix en els últims anys al desenvolupament de sistemes de producció d’energia elèctrica utilitzant biogàs com a combustible. El biogàs, producte d’alt poder calorífic, generat principalment en dipòsits controlats de residus sòlids urbans (RSU) i estacions depuradores d’aigües residuals (EDAR), conté també a nivell de traces compostos derivats del silici (siloxans) que malmeten els sistemes de conversió d’energia encarint els costos i les inversions necessàries en les instal·lacions. En aquesta Tesis Doctoral s’ha desenvolupat un mètode analític, utilitzant cromatografia de gasos d’alta resolució acoblada a espectrometria de masses, que permet determinar el contingut de siloxans en biogàs generat en abocadors i depuradores. Amb aquest mètode analític s’han estudiat diferents procediments de mostreig del biogàs, seleccionant el més adient, senzill i robust. S’han estudiat els avantatges que aporten els diversos sistemes de mostreig (bosses, impingers i adsorbents sòlids), així com diferents columnes cromatogràfiques constituïdes per diverses fases estacionàries i les seves respectives condicions cromatogràfiques fins a obtenir el mètode òptim de treball. Els millors resultats s’han obtingut combinant tubs de carbó actiu (etapa de mostreig) amb una columna de polaritat mitjana (etapa d’anàlisi). Aquest procediment permet analitzar biogàs procedent de dipòsits controlats de RSU i EDAR. Posteriorment, amb el procediment analític desenvolupat, s’ha estudiat i monitoritzat la concentració de siloxans presents en el biogàs generat en el dipòsit controlat d’origen municipal d’Orís durant deu mesos. Aquests estudis s’han realitzat en el marc d’un Projecte LIFE (“MICROPHILOX”) liderat per l’empresa CESPA i d’un Projecte R+i Alliance (“SL1001”) liderat per l’empresa CETaqua.<br>En las últimas décadas la población mundial ha tomado conciencia del cuidado del entorno generando la aparición de movimientos en favor de preservar el medioambiente. Este compromiso social ha ido acompañado de políticas de gestión de residuos y búsqueda de energías alternativas que minimicen los efectos adversos. En este contexto surge también la oportunidad de aprovechar productos de desecho para producir energía eléctrica. La coincidencia de ambas tendencias, nuevas energías alternativas y gestión de los residuos, conduce al desarrollo de sistemas de producción de energía eléctrica utilizando biogás como combustible. El biogás, producto de alto poder calorífico, generado principalmente en depósitos controlados de residuos sólidos urbanos y estaciones depuradoras de aguas residuales, contiene también a nivel de trazas compuestos derivados del silicio (siloxanos) que dañan los sistemas de conversión de energía encareciendo los costes y las inversiones necesarias en las instalaciones. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollado un método analítico, utilizando cromatografía de gases de alta resolución acoplada a espectrometría de masas, que permite determinar el contenido de siloxanos en biogás generado en vertederos y depuradoras. Con este método analítico se han estudiado diferentes procedimientos de muestreo del biogás, seleccionando aquel más adecuado, sencillo y robusto. Se han estudiado las ventajas que aportan los diversos sistemas de muestreo (bolsas, impingers y adsorbentes sólidos), así como diferentes columnas cromatográficas constituidas por distintas fases estacionarias y sus respectivas condiciones cromatográficas hasta obtener el método óptimo de trabajo. Los mejores resultados se han obtenido combinando los tubos de carbón activo (etapa de muestreo) con una columna de polaridad intermedia (etapa de análisis). Este procedimiento permite analizar biogás procedente de depósitos de RSU y EDAR. Posteriormente, con el procedimiento analítico desarrollado, se ha estudiado y monitorizando la concentración de siloxanos contenidos en el biogás generado en el depósito controlado de residuos sólidos urbanos de Orís a lo largo de diez meses. Estos estudios se han realizado en el marco de un Proyecto LIFE (“MICROPHILOX”) liderado por la empresa CESPA y de un Proyecto R+i Alliance (“SL1001”) liderado por la empresa CETaqua.<br>In recent decades the world population has become aware of environmental care and encouraged movements in favour of preserving the environment. This social commitment has been accompanied by waste management policies and search for alternative energies that minimize adverse effects. In this context, the opportunity to exploit waste products to produce electricity also emerges. The coincidence in recent years of new alternative energies and waste management leads to the development of production systems of electricity using biogas as fuel. The biogas is a product with a high heat power value which is mainly generated in landfills and wastewater treatment plants (WWTP). It also contains trace levels of compounds derived from silicon (siloxanes) that damage the conversion energy systems and increase the operational costs and the investments required in the plants. In this Doctoral Thesis, an analytical method using high resolution gas chromatography coupled to mass spectrometry has been developed to determine the content of siloxanes in biogas generated in landfills and wastewater treatment plants. Diverse sampling procedures for biogas have been studied up to select the most suitable, simple and robust. The study was conducted with samples of biogas generated in three landfills and in two wastewater treatment plants. The advantages of sampling systems (bags, impingers and solid adsorbents) using different stationary phases in the chromatographic columns and under specific chromatographic conditions have been studied up to obtain the optimal analytical method. The best results were obtained when combining activated carbon tubes (sampling step) with a mid-polarity column (analysis step). This procedure allows analyzing efficiently biogas from landfills and WWTPs. Furthermore the analytical procedure developed has been applied to study and monitoring the siloxane concentration in biogas generated in the Orís Landfill over a period of ten months. This research has been conducted under a LIFE Project ("MICROPHILOX") led by the company CESPA and under an R+i Alliance Project ("SL1001") led by the company CETaqua.

The anaerobic digestion of organic matter causes the formation of biogas that can be used in energy conversion systems for the production of electricity and heat, injection into the gas grid or as a fuel. However, biogas includes a wide range of trace contaminants, from which siloxanes are the most harmful since, during biogas combustion reactions, they promote serious damage to energy conversion units. The most commonly used technology to reduce their concentration in biogas is adsorption into activated carbon. Despite the high efficiency in the elimination of siloxane, the frequent replacement of exhausted activated carbon increases the operating costs of the technology. In this thesis, different types of activated carbon both commercial and experimental from the valorization of waste have been evaluated. Moreover, biological technologies have also been applied such as biotrickling filtration and membrane bioreactors, with the objective of increasing the sustainability in the purification of biogas.<br>La digestió anaeròbica de matèria orgànica provoca la formació de biogàs que es pot utilitzar en sistemes de conversió energètica per produir electricitat i calor, injecció a la xarxa de gas o com a combustible. No obstant, el biogàs comprèn un ampli ventall de contaminants traça, dels quals els siloxans en són els més nocius ja que promouen danys a les unitats de conversió energètica. La tecnologia més utilitzada per reduir la seva concentració en biogàs és l'adsorció en carbó activat. Tot i l’alta eficiència en la eliminació de siloxans, el reemplaçament freqüent del carbó activat esgotat augmenta els costos de la tecnologia. En aquest treball s’han avaluat diferents tipus de carbons activats tan comercials com experimentals provinents de l’aprofitament de residus. També s’han aplicat tecnologies biològiques com seria el cas de biofiltres percoladors de gasos i bioreactors de membranes, amb l’objectiu d’augmentar la sostenibilitat en la purificació del biogàs

Práctica Supervisada (I.C.)--FCEFN-UNC, 2017<br>Hace hincapié al diseño y cálculo estructural de la Estación de Bombeo, que forma parte del proyecto de ampliación de la Estación Depuradora de Aguas Residuales Bajo Grande (EDAR Bajo Grande), y éste de un Plan Integral de Cloacas para la Ciudad de Córdoba. Obtiene una estructura de contención para líquidos cloacales segura y factible, cumpliendo con los requisitos estructurales fijados en reglamento y también, con aquellos requisitos fijados en el proyecto

Anammox-based processes have been commonly applied for the treatment of reject water (high nitrogen content and low C:N ratio), in the sidestream line of urban wastewater tretament plants (WWTP). However, in recent years, it has increased the interest in applying anammox-based processes in the mainstream line (lower nitrogen content), which accounts for the majority of the influent nitrogen to the WWTP. But the application of autotrophic nitrogen removal by PNA has some challenges to deal, such as low anammox growth rate, mainly at low-temperature conditions, and the suppression of nitratation process. This thesis aimed at studying suitable operational strategies to deal with the challenges aforementioned, in order to achieve stable PNA at mainstream urban WWTP. The main strategies investigated were (i) extremely low dissolved oxygen (DO); (ii) effects of temperature; (iv) influence of different IC:N ratios; and (iv) different reactors configurations: sequencing batch (SBR) and plug-flow reactor<br>Els processos basats en la tecnologia anammox s'han aplicat habitualment per al tractament de l’aigua de retorn de centrígues (major contingut de nitrogen i baixa relació C: N) a la línia de fangs de les estacions depuradores de aigües residuals (EDARs). No obstant això, en els darrers anys, ha augmentat l'interès en aplicar processos basats en anammox en la línia principal de l'aigua (menor contingut de nitrogen), que representa la majoria del nitrogen que es aportat a una EDAR. Però l’aplicació de l’eliminació autotrófic de nitrogen té alguns reptes a tractar, com la baixa taxa de creixement de les bacteris anammox, principalment en condicions de baixa temperatura i la supressió del procés de nitratació. Aquesta tesi té com a objectiu estudiar estratègies operatives adequades per fer front als reptes esmentats, per tal d’aconseguir un PNA estable a les principals EDARs urbanes. Les principals estratègies investigades van ser (i) oxigen dissolt (DO) extremadament baix; (ii) efectes de la temperatura; (iv) influència de diferents ràtios IC: N; i (iv) diferents configuracions de reactors: discontinu seqüencial (SBR) i de flux de pistó

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2014<br>Refiere a la localidad de San Antonio de Arredondo, situada en el departamento Punilla, provincia de Córdoba, Argentina. La principal fuente de ingreso es el turismo, ubicada en un valle entre las Sierras Chicas y las Sierras Grandes sobre el río San Antonio. El cuerpo receptor final de estudio es el Lago San Roque debido a que el río San Antonio, que es la descarga directa de nuestra planta, desemboca en el mismo. Dicho proyecto consiste en la realización de una planta de tratamiento de líquidos cloacales con tratamiento terciario para la localidad mencionada.

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2018<br>Trata de la obra - Colectores y planta depuradora de líquidos cloacales - Ciudad de Córdoba, por un lado realiza varios ensayos en los materiales a utilizar en la fundación de las diferentes estructuras en la ampliación de dicha planta, se tomaron ensayos de densidad in situ en todas las capas de fundación de las estructuras a realizar en la ampliación de la Planta Depuradora, como en algunas de las capas de tapada de las zanjas en las cuales se colocaba la cañería de los colectores troncales

Human and veterinary pharmaceuticals have been recognized as ubiquitous water microcontaminants with potential subtle detrimental effects on aquatic organisms. The majority of pharmaceutical compounds, after being consumed and excreted, end up in municipal WWTPs, which are not typically designed for complete pharmaceutical removal. Therefore, effluents from WWTPs constitute a low concentration, but continuous source of pharmaceutically active compounds to the aquatic environment. The main objective of the thesis is to acquire and provide with knowledge not only on the occurrence of pharmaceutical compounds in wastewater, but on their biodegradation within WWTPs and their discharge into the receiving media. The obtained results demonstrate conventional wastewater treatment’s variable efficiency when removing the pharmaceutical compounds load and the advance treatment’s contribution to their overall removal. It has also been possible to model the behaviour of a selected pharmaceutical and its transformation products. And it also includes investigation of an antibiotic’s impact on the bacterial community performance, and the antibiotic resistance genes phenomenon. Finally, the role and usefulness of proteomics when investigating the possible proteins involved on the biodegradation pathways of certain pharmaceutical compounds<br>Els compostos farmacèutics d’ús humà i animal s’han identificat com a microcontaminants aquàtics omnipresents amb possibles efectes nocius sobre el medi ambient. La major part d’aquests compostos, un cop consumits i excretats, van a parar a les EDARs, que no estan dissenyades per eliminar-los completament. En conseqüència, els efluents d’aquestes esdevenen un flux, poc concentrat però constant, de fàrmacs cap al medi aquàtic. L’objectiu principal d’aquest treball és el d’adquirir i proporcionar coneixement pel que fa tant a la presència d’aquests compostos farmacèutics a les aigües residuals, com a la seva degradació en EDARs i la seva descàrrega al medi receptor. Els resultats obtinguts demostren la variabilitat en l’eficàcia dels tractaments convencionals d’aigües residuals i la contribució dels processos avançats a l’hora d’eliminar els fàrmacs. També s’ha aconseguit modelar el comportament d’un fàrmac i dels seus productes de transformació. S'ha abordat també, l’impacte d’un antibiòtic sobre la comunitat bacteriana a nivell microbiològic i el fenomen dels gens de resistència antibiòtica. I, finalment, el paper de tècniques proteòmiques a l’hora de buscar possibles proteïnes involucrades en el procés de biodegradació de certs compostos farmacèutics

The presence of several pharmaceutical active compounds (PhACs) in water bodies has garnered increasing attention and worldwide concern. The effluents from wastewater treatment plants (WWTPs) are one of the main sources of PhACs in aquatic environments. Advanced tertiary treatments are required to improve the quality of WWTP effluents discharged into sensitive receiving water bodies. This thesis has focused on biological activated carbon coupled with ultrafiltration (BAC-UF) and UV-C activated peroxydisulfate and peroxymonosulfate (UV/PDS and UV/PMS). The BAC-UF technology has been evaluated at pilot-scale during one year of operation, assessing the removal of 15 PhACs at environmentally relevant concentration. With respect to UV/PDS and UV/PMS technologies, they were preliminarily assessed with a set of lab-scale experiments and then, validated at pilot-scale simulating real operating conditions. Finally the comprehensive evaluation of these advanced treatment technologies identified some of the practical factors limiting the potential application of BAC-UF, UV/PDS and UV/PMS technologies.<br>La presencia de varios compuestos activos farmacéuticos (PhACs) en las masas de agua ha ganado una atención creciente y preocupación mundial. Los efluentes de las depuradores son una de las principales fuentes de PhAC en entornos acuáticos. Se requieren tratamientos terciarios avanzados para mejorar la calidad de los efluentes de las depuradoras que abocan en masas de agua receptoras sensibles. Esta tesis se focaliza en la tecnologias de carbón activo biológico combinado con la ultrafiltración (BAC-UF) y el peroxidisulfato y el peroximonosulfato activados por UV-C (UV/PDS y UV/PMS). La tecnología BAC-UF se ha evaluado a escala piloto durante un año de operacion, evaluando la eliminación de 15 PhACs. Con respecto a UV/PDS y UV/PMS, se evaluaron preliminarmente a escala de laboratorio y luego se validaron a escala piloto, simulando condiciones reales de operación. Finalmente, la evaluación integral de estas tecnologías de tratamiento avanzadas identificó algunos de los factores prácticos que limitan la aplicación potencial de las tecnologías BAC-UF, UV/PDS y UV/PMS.

La empresa brinda el servicio de agua potable y alcantarillado a la ciudad de Chiclayo. El tratamiento al cual se somete el agua cruda que ingresa a su planta de producción incluye las operaciones de coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección; obteniendo efluentes generados en el lavado de los equipos de filtración y la evacuación de los lodos que quedan retenidos en los sedimentadores. Estos efluentes son vertidos al Canal Cois sin ningún tratamiento previo, generando un impacto ambiental negativo sobre esta fuente de agua. La presente investigación tiene como objetivo principal proponer un sistema de tratamiento de los lodos residuales de esta planta potabilizadora y así poder minimizar su impacto ambiental. Para ello se realizó un análisis físico-químico del efluente, obteniendo como resultado un DBO = 300 mg/L; DQO = 480 mg/L y SST = 720 mg/L, además con la ayuda de la matriz de Leopold y la valorización del impacto ambiental se pudo identificar y valorizar los factores ambientales más importantes como son la generación de efluentes el consumo de agua y la calidad de las fuentes de agua. Para determinar los tratamientos necesarios para la propuesta se utilizó el método de factores ponderados, dando como resultado: la homogeneización, decantación, espesamiento por gravedad y la deshidratación mediante un filtro prensa. Permitiendo así poder cumplir con los LMP y disminuir el porcentaje de SST. Finalmente en el análisis costo-beneficio se obtuvo una ganancia de $0,60 por cada dólar invertido en la implementación de la propuesta. Además se logró disminuir el impacto ambiental en un 60,36%.<br>Tesis

La present tesi proposa una metodologia de disseny conceptual d'estacions depuradores d'aigües residuals (EDAR) mitjançant la combinació del procés de decisió jeràrquic i l'anàlisi de decisions multicriteri. El document s'inicia amb una breu introducció als principals camps abordats pel treball: el disseny dels processos químics en general, el disseny de les estacions depuradores d'aigües residuals en particular, i l'anàlisi de decisions multicriteri aplicada a la gestió ambiental. Seguidament, es fixen els objectius del treball i es descriuen tant la metodologia com el material de suport informàtic utilitzats. Per validar i contrastar la metodologia de disseny presentada, es desenvolupa un cas d'estudi on es porta a terme el disseny conceptual d'una EDAR que presenta els mateixos requeriments que l'EDAR que opera actualment al municipi de Granollers. Inicialment es presenta la informació de partida i tot seguit es defineixen els objectius de disseny, així com el conjunt de criteris que s'utilitzaran per avaluar en quina mesura es compleixen aquests objectius. Els objectius de disseny són de diferents tipus: ambientals, tècnics, socials i econòmics, i el conjunt de criteris utilitzats, concretament 33, també es classifica segons aquestes quatre categories. Cadascun dels criteris presenta un determinat pes d'importància relativa en la presa de decisions. Finalment, es desenvolupa tot el procés de decisió fins a obtenir el disseny complet de l'EDAR. El procés de decisió s'ha dividit en dues parts diferenciades però que alhora s'entrellacen: la línia d'aigua i la línia de fang. El procés de decisió presenta un total de divuit qüestions amb un màxim de quatre alternatives per pregunta (dotze qüestions corresponen a la línia d'aigua, i sis a la línia de fangs). Per solucionar cadascuna d'aquestes qüestions, s'avaluen les alternatives proposades respecte a un conjunt de criteris triats de la llista inicial. Aplicant el procés de decisió multicriteri anomenat SMART (simple multiattribute rating technique), es combinen els resultats de les alternatives respecte a cada criteri, tenint en compte la importància de cada criteri per obtenir un sol valor per alternativa. Per quantificar els criteris referents a l'operació del procés i les de tipus econòmic s'han utilitzat els programes GPS-X i CapdetWorks respectivament. Pel que fa als criteris no quantificats mitjançant aquests programes, s'han resolt de manera qualitativa i <br/>mitjançant manuals de disseny i també tenint en compte l'opinió d'experts en aquest camp. L'alternativa que obté un pes més elevat és la recomanada per al procés de decisió. El cas d'estudi finalitza un cop s'obté el disseny complet de l'EDAR. Per integrar tots aquests elements que hem esmentat i donar suport al desenvolupament del procés de decisió s'ha utilitzat el programa DRAMA (Design Rationale Management). A continuació, es fa una anàlisi comparativa entre l'EDAR que hi ha actualment al municipi de Granollers i l'EDAR resultat del cas d'estudi. Es descriu el diagrama de flux que conforma l'EDAR de Granollers i el diagrama de flux de l'EDAR resultat de l'estudi, se'n fa una anàlisi comparativa justificant cadascuna de les decisions preses en el cas d'estudi i, finalment, es fa una discussió de resultats on es reflecteixen els avantatges associats d'aplicar la metodologia de disseny conceptual proposada. Finalment, es presenten les conclusions de la tesi. Els principals resultats de la tesi es van publicar el 2002 a la revista internacional Industrial and Engineering Chemistry Research (N. Vidal, R. Bañares-Alcántara, I. Rodríguez-Roda i M. Poch: "Design of wastewater treatment plants using a conceptual design methodology", Industrial and Engineering Chemistry Research, 41 (20), pàg. 4993-5005) i la continuació de la línia de recerca al Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental de la UdG ha comportat la presentació del treball de recerca de Xavi Flores "Procés de decisió jeràrquic combinat amb anàlisi multicriteri per al suport al disseny conceptual de sistemes de fangs actius d'una estació depuradora d'aigües residuals" i la presentació dels resultats parcials al congrés internacional de la 9th IWA Conference on Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment, que va tenir lloc el setembre passat a Praga ("Combining hierarchical decision process with multi-criteria analysis for conceptual design of WWTP", X. Flores, N. Vidal, A. Bonmatí, J. B. Copp i I. Rodríguez-Roda).<br>This thesis proposes a methodology for the conceptual design of wastewater treatment plants (WWTP) via a combination of a hierarchical decision process and multicriteria decision analysis. We begin with a brief introduction into the main fields of study involved in this work: the design of chemical processes in general; the design of wastewater treatment plants in particular and multicriteria decision analysis as applied to environmental management. We go on to outline the objectives of the study and then describe our methodology as well as the computer-based support tools used. In order to evaluate and contrast our design methodology, we present a study case in which a conceptual design is developed for a WWTP which has the same requirements as the actual WWTP currently in operation in the town of Granollers. First, we present the initial information and then define the design objectives, as well as the set of criteria that will be used in order to evaluate the degree to which the objectives have been met.<br/>The design objectives are of different types: environmental, technical, social and economical; the set of criteria, of which there are 33 in all, are also classified into these four categories. Each of the criteria has a specific weighting in terms of their importance in taking decisions. Next, we go through the whole decision process leading to the completion of the design of the WWTP. The decision process has been divided into two parts which are differentiated but at the same time, interconnected: the water line and the sludge line. The decision process involves a total of eighteen questions (twelve for the water line and six for the sludge line) with a maximum of four alternatives per question. In order to answer each question, the proposed alternatives are evaluated in relation to a set of criteria chosen from the initial list. Applying the multicriteria decision process known as SMART (simple multiattribute rating technique), the results for the alternatives with respect to each criteria are combined, bearing in mind the importance of each criteria, in order to get a single value for each alternative. To get the results for those alternatives relating to the operation of the process and those to do with economical factors, we used the GPS-X and CapdetWorks programmes, respectively. The criteria not quantified by means of these programmes were resolved by qualitative means and through the use of design manuals, in addition to taking expert opinion into account. The alternative that obtains the highest weighting is the one which is recommended by the decision process. The study case is completed once a complete design of the WWTP is obtained. In order to integrate all the elements we have mentioned, and to assist the development of the decision process, we employed the programme known as DRAMA (Design Rationale Management). We then go on to give a comparative analysis between the real WWTP in Granollers and the WWTP resulting from our study case. We describe and compare the flow diagrams in both cases, providing justification for each of the decisions taken in the study case and then discuss the results, reflecting on the advantages to be gained from using the methodology of conceptual design we propose. Finally, we present the conclusions of our thesis.<br/>The main results of this thesis were published, in 2002, in the international magazine, Industrial and Engineering Chemistry Research (N. Vidal, R. Bañares-Alcántara, I. Rodríguez-Roda and M. Poch: "Design of wastewater treatment plants using a conceptual design methodology", Industrial and Engineering Chemistry Research, 41 (20), pages 4993-5005). Continuing work in this line of research at the Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental at the University of Girona has led to the research work by Xavi Flores, Procés de decisió jeràrquic combinat amb anàlisi multicriteri per al suport al disseny conceptual de sistemes de fangs actius d'una estació depuradora d'aigües residuals (A hierarchical decision process combined with multicriteria analysis to assist conceptual design of active sludge systems in a wastewater treatment plant) and the presentation of the preliminary results at the 9th IWA Conference on Design, Operation and Economics of Large Wastewater Treatment, which took place in September, 2003, in Prague ("Combining hierarchical decision process with multi-criteria analysis for conceptual design of WWTP", X. Flores, Núria Vidal, August Bonmatí, J. B. Copp and Ignasi Rodríguez-Roda).

Pharmaceuticals have been detected in natural waters for more than forty years, but with improvements in sample preparation procedures and analytical instrumentation, the number of scientific publications on the issue has increased significantly. Even though the concentration of pharmaceutical residues in surface and drinking water is not critical for human health according to the present level of knowledge, the consequences for the environment are not clear. Wastewater treatment plants (WWTPs) have been identified as the primary route of pharmaceuticals to the environment, with households as the major source point for most of the over-the-counter and prescription drugs. In this thesis, the first aim was to study the occurrence, fate and removal of 43 pharmaceuticals during conventional wastewater treatment. The target compounds were selected on the basis of their high consumption in Spain or/and frequently reported detection in wastewaters and the possibility to be analyzed under the same experimental conditions. They belong to different therapeutic classes, i.e. nonsteroidal anti-inflammatory agents and analgesics, lipid modifying agents, psycholeptic and antiepileptic drugs, beta-blocking agents, beta-2-adrenoreceptor agonists, H2-receptor antagonists, antibiotics, angiotensin converting enzyme agents, diuretics and antidiabetic drugs. A wide variation in removal efficiencies was observed even for individual compounds, and across therapeutic classes and treatment processes, without clear conclusion on the removal of any particular compound. According to mass balance calculations and estimated partition coefficients, the loss of the selected pharmaceuticals during biological wastewater treatment can be fully attributed to biodegradation/biotransformation. None of the studied compounds was entirely biodegraded and/or transformed during biological wastewater treatment, but the measured concentrations were below the levels of concern according to available toxicity data. Conventional WWTPs cannot be expected to be the only mechanism for controlling the entry of pharmaceuticals into the environment because they were neither designed nor can provide their complete removal. Therefore, the challenge is to look for solutions that would be the most economical and effective means of preventing further pollution of natural waters by pharmaceuticals. More appropriate management of sewage waters before they enter treatment plants as well as a stricter control of effluent discharges, along with an in-depth investigation on the development of new designs and strategies for the improvement of existing wastewater treatments should be considered. In light of this, as the second objective of this thesis, alternative approaches for the removal of the antiepileptic carbamazepine (CBZ) were studied in aqueous media in two laboratory scale experiments: a) biodegradation using white rot fungus T. versicolor in an air-pulsed fluidized bioreactor operated in batch and continuous modes, and b) advanced oxidation using TiO2-heterogeneous photocatalysis under simulated solar and UV-A irradiation, and under the combined use of ultrasound and UV-A irradiation (sonophotocatalysis). We selected CBZ as a representative example of compounds that are found to be refractory to biological treatment and ubiquitous in various environmental matrices. Both, the fungal and UVA-driven TiO2-photocatalytic treatments, very different in their nature, have been shown to be very effective in degrading carbamazepine in aqueous media. The fungal treatment resulted in average removals of 54 and 96% in batch and continuous reactor, respectively. Acute toxicity test using the bioluminescent marine bacterium Vibrio fischeri showed a decrease in toxicity during the treatment in both types of bioreactor. In the other study, initial CBZ concentrations were reduced for 95% during 120 min of the UV-driven photocatalytic experiment and sonophotocatalysis, while only 10 % of CBZ was photodegraded during under solar irradiation. A slight increase in toxicity in Daphnia magna acute toxicity testing was observed over the time-course of the photocatalytic experiments, which can be associated with the formation of transformation products of CBZ. Ultraperformance liquid chromatography coupled to a quadrupole-time-of-flight mass spectrometry was used for a tentative identification of the transformation products of CBZ formed during the performed experiments. Most of the tentatively identified intermediates exhibited only slight modifications of the CBZ molecular structure. The fungal as well as the photocatalytic processes yielded oxygenated transformation products. In the biological treatment using T. versicolor, transformation products were formed by enzymatic epoxidation and hydroxylation of seven-membered heterocyclic ring of the carbamazepine molecule. During the photocatalytic experiments, CBZ-related transformation products emerged from hydroxylation and further oxidation of different parts of the molecule of carbamazepine. The generated transformation products appeared to be more persistent than their parent compound, as they were present, although at low concentration, until the end of the experiments. The results of the thesis contribute to a better understanding of a) the magnitude of the selected pharmaceuticals that reach the environment through the wastewater and sludge discharge, b) the efficiency of typical conventional wastewater treatment plants regarding the removal of these compounds from raw wastewater, and c) possible developments of alternative technologies for their enhanced elimination.<br>Desde hace más de cuarenta años se ha detectado la presencia de fármacos en el ciclo de aguas, sobre todo debido a los avances en la química analítica que han permitido el desarrollo de nuevas metodologías analíticas para la determinación de estos compuestos de modo fiable y a bajas concentraciones. Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) han sido identificadas como la ruta principal de entrada de fármacos de origen humano en el medioambiente. Por tanto, el principal objetivo de esta tesis ha sido el estudio de la presencia, destino y eliminación de 43 fármacos seleccionados, durante el tratamiento convencional realizado en las EDARs. Los compuestos estudiados fueron seleccionados en base a los índices de consumo en España, a la frecuencia de detección en aguas residuales y además en base a la posibilidad de ser analizados bajo las mismas condiciones experimentales. Estos compuestos pertenecen a diferentes clases terapéuticas, i.e. antiinflamatorios no esteroideos , los agentes que reducen los lípidos séricos, ansiolíticos y antiepilépticos, los agentes bloqueadores beta-adrenérgicos, agonistas β2 adrenérgico, antagonistas H2 , antibióticos, inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina, diuréticos y antidiabéticos. Para el análisis cuantitativo se utilizó la cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS), empleando un sistema híbrido triple quadrupolo/trampa de iones lineal. Como segundo objetivo hemos considerado evaluar tratamientos avanzados alternativos al tratamiento convencional para la eliminación de un fármaco antiepiléptico, la carbamazepina, uno de los compuestos más recalcitrantes al tratamiento biológico convencional. Se procedió a estudiar su degradación en medio acuoso mediante dos procedimientos a escala laboratorio: a) biodegradación utilizando el hongo ligninolitico Trametes Versicolor en un reactor fluidizado por pulsos de aire operando en modo batch y continuo, y b) oxidación avanzada mediante un tratamiento fotocatalitico en presencia de TiO2 bajo irradiación UV-A y solar, y aplicando la radiación UV en combinación con ultrasonidos (sonofotocatálisis). Para la evaluación de los tratamientos alternativos, se identificaron los productos de transformación de la carbamazepina, y se evaluó la toxicidad de las muestras tratadas. Se utilizó la LC-MS/MS con analizador de tipo cuadrupolo-tiempo de vuelo. También se evaluó la toxicidad de las muestras tratadas.

Existen diversos tipos de industrias que generan aguas residuales que contienen una elevada carga de nitrógeno amoniacal, tales como petroquímicas, farmacéuticas, de fertilizantes o alimentarias. Por esta razón la eliminación de nitrógeno de las aguas residuales no es sólo deseable sino que está explícitamente exigida por la Directiva Europea 91/271/EEC sobre tratamiento de aguas residuales urbanas. El proceso biológico de nitrificación-desnitrificación es el más empleado en la eliminación de nitrógeno.<br/>Una de las industrias que produce efluentes muy cargados en amonio es la de esmerilado de botellas de vidrio. El tratamiento biológico de este tipo de aguas residuales amoniacales presenta numerosas incógnitas y problemas, debido básicamente a tres motivos. Primero, la concentración de nitrógeno amoniacal de estos efluentes es de 5000 mg N·L-1, es decir, son aguas residuales con alta carga de nitrógeno. Además, no contienen materia orgánica, y no se puede realizar un proceso de desnitrificación sin contar con una fuente de carbono. Finalmente, estas aguas residuales contienen fluoruro, que es eliminado en su casi totalidad en un tratamiento físico-químico previo al biológico. No obstante, cabe la posibilidad de que, debido a algún problema en la depuración físico-química, llegue fluoruro al proceso biológico y actúe como un tóxico para los microorganismos. <br/>El trabajo se ha desarrollado en una planta piloto que trabajó ininterrumpidamente durante casi tres años, tratando efluentes industriales reales y con dos configuraciones diferentes. Durante este periodo se determinó la necesidad de adicionar dos reactivos al proceso. Se precisa carbonato sódico porque no hay suficiente alcalinidad en el agua residual para realizar la nitrificación y, además, se necesita materia orgánica fácilmente biodegradable porque tampoco hay suficiente para realizar la desnitrificación. <br/>Esta tesis doctoral tiene dos objetivos principales. El primero de ellos es el diseño de un sistema de tratamiento biológico para el efluente industrial. El segundo objetivo consiste en la realización de un estudio genérico de los principales parámetros que afectan a la eliminación biológica de nitrógeno en alta carga en un sistema de lodos activos.<br/>Los primeros cuatro capítulos de la tesis forman el apartado del estudio de los parámetros del proceso. En estos capítulos se estudia: <br/>- El efecto de la relación DQO/N del afluente sobre la nitrificación y la desnitrificación.<br/>- La nitrificación y el efecto de la temperatura sobre el proceso en un sistema de lodos activos nitrificantes.<br/>- La desnitrificación y el efecto de la fuente de carbono y de la temperatura sobre el proceso en un sistema desnitrificante. <br/>- La inhibición de la nitrificación por tres sustancias diferentes: amonio, nitrito y fluoruro.<br/>Los siguientes capítulos describen el desarrollo de un sistema de control y un modelo matemático del proceso. <br/>En conclusión, con los resultados obtenidos de este trabajo, se diseñó un sistema eficaz de tratamiento biológico para un agua residual con alta carga de nitrógeno. Este diseño se ha convertido en un proyecto de ingeniería que ha finalizado con la construcción de una depuradora a escala industrial.<br>There are many different kinds of human activity that generate wastewater with large quantities of ammonium: petrochemical, pharmaceutical, fertiliser and food industries, leachates produced by urban solid waste disposal sites or waste from pig farms. For this reason, the European Directive for the treatment of urban wastewater 91/271/EEC explicitly demands the removal of ammonium from wastewater. The BNR process is the most common method for removing ammonium from wastewater.<br/>The industries that frost bottles produce high-strength ammonium wastewater. There are three reasons to consider the biological treatment of this wastewater as a very complex process. First of all, the ammonium concentration is 5000 mg N·L-1. Secondly, it hasn't organic matter and it is not possible to achieve a complete denitrification. Finally, this wastewater contains fluoride, which is removed by a physical-chemical process. However, if there is any problem in this process, the fluoride could enter to the biological treatment and could inhibit the nitrification process.<br/>The study has been developed in a pilot plant. The pilot plant worked in continuous for three years with two different configuration: single and two-sludge systems. In the first configuration, the requirement of two new compounds was assessed: sodium bicarbonate as alkalinity source for the nitrification and biodegradable organic matter as carbon source for the denitrification. <br/>The main objectives of this PhD are: the design of a biological treatment for this wastewater and the study of the most important parameters of the biological nitrogen removal (BNR) process with high-strength ammonium wastewaters.<br/>The first four chapter explain the study of the most important parameters of the BNR:<br/>- Effect of the influent COD/N ratio on BNR process.<br/>- Effect of temperature on nitrification of high-strength ammonium wastewater.<br/>- Effect of temperature and external carbon source on denitrification of high-strength ammonium wastewater.<br/>- Inhibition of the nitrification by ammonium, nitrite and fluoride.<br/>The others chapters explain the development of an control system of the process and a mathematical model.<br/>Finally, a biological treatment system for this wastewater was designed.

Sewage sludge is a high volume, potentially toxic waste generated during the decontamination process of wastewater. Improved solutions for waste disposal require its conversion into an end product or at least a raw material for new applications. The chemical composition of sewage is similar to that of a basalt enriched in P and Ca, hence it may be inertized by vitrification. The experimental strategy is based on producing glasses from mixtures containing basalt, P and/or Ca to study the production of glass from sewage sludge. Selected glass compositions are then doped with toxic elements (Ba, Cr, Cu, Ni and Zn) to assess the possibility of using the SS like glass as an inertization matrix for hazardous wastes. Part of these glasses are taken as parent compositions to obtain glass-ceramics, which may offer improved properties. The characterization of the glasses and glass-ceramics includes the study of their composition (electron microprobe), texture (scanning and transmission electron microscopy), structure (Raman and Mössbauer spectroscopies), thermal behavior (differential thermal analysis) and crystallization (X-Ray diffraction) macroscopic properties (density, viscosity, glass transition temperature and microhardness) and the chemical resistance (leaching tests). These analyses have shown that the solubility of each element in the basalt glass is limited by either crystallization or phase separation processes. Their large Fe contents cause a pervasive nucleation that has a large influence in the glass transition temperature, crystal growth, viscosity and microhardness and texture. It is of particular importance the delay caused by crystallization in the decrease of viscosity with increasing temperature. However, all the glasses have a viscosity low enough to be melted at temperatures about 1450 ºC . The presence of nuclei also causes the formation of a fine-grained texture of mostly diopside (together with akermanite and nepheline) in the glass-ceramics. In particular, the magnetite nuclei are the germ for the crystallization of diopside. All the compositions seem to effectively bind the elements in the corresponding glass structure, as the leaching levels comply with the limits for them to be considered inert. Moreover, their microhardness is in the range of commercial glasses and glass-ceramics used in the construction industry. In conclusion, sewage sludge compositions show potential to be used as raw material for the production of commercial glasses and glass<ceramics following the spirit of circular economy.<br>Els llots de depuradora són un residu de volum elevat i potencialment tòxic que es genera durant el procés de descontaminació de les aigües. Millorar el processament dels residus implica convertir­los en un material reutilitzable o en una matèria primera. Aquests llots es poden assimilar a un basalt enriquit en P i Ca;; per tant, és possible inertitzar-­los mitjançant la vitrificació. Es proposa un estudi de l’efecte del P, el Ca i els dos elements combinats per determinar quin efecte tenen en la formació del vidre. Certes composicions escollides es doparan amb elements tòxics (Ba, Cr, Cu, Ni, Zn) per determinar la possibilitat d’usar una matriu basada en els llots per a la inertització de residus perillosos. També s’estudia l’obtenció de vitroceràmics a partir d’aquests vidres per millorar­ne les propietats. La caracterització dels vidres i els vitroceràmics inclou la composició química (microsonda electrònica), textura (microscòpia electrònica de rastreig i transmissió), estructura (espectroscòpies Raman i Mössbauer), anàlisi tèrmica diferencial, cristal·lització (Difracció de Raigs X), propietats macroscòpiques (viscositat, densitat, temperatura de transició vítria i microduresa) i la resistència a l’atac químic (assajos de lixiviació). Els elevats continguts en Fe dels vidres generen una nucleació extensiva que influeix en la transició vítria, el creixement cristal·lí, la viscositat i la microduresa. Els vidres es poden elaborar a temperatures inferiors a 1450 ºC. La nucleació també permet la formació d’una textura de gra fi en els vitroceràmics; la magnetita actua com a nucli per a la formació del diòpsid. Totes les composicions inertitzen adequadament els elements potencialment tòxics de manera que es poden considerar inerts. La microduresa està en el rang dels materials vitris i vitroceràmics usats en construcció. Per tant, tenen potencial per ser usades com a matèria primera per a la producció de vidres i vitroceràmics comercials complint amb els principis de l’economia circular.

Pharmaceuticals are ubiquitous water contaminants that have shown detrimental effects on aquatic organisms at low concentrations. National authorities are starting to plan and implement measures (Wastewater treatment plants (WWTP) upgrades and source control) to reduce pharmaceutical concentrations in rivers. Decision-makers use models to predict the fate and transport of pharmaceuticals and to evaluate measures for the reduction of pharmaceuticals. However, there is still large uncertainty in the predictions which compromises decision-making. The cost of implementing WWTP upgrades at catchment level can be daunting, hence the development of tools that optimize the costs are indeed required. Moreover, there is little scientific information on the effectiveness of source control measures for the reduction of pharmaceutical concentrations at catchment scale. The aim of this thesis is to provide decision-makers with modelling tools for the evaluation of measures to reduce pharmaceutical concentrations in rivers. The modelling tools include uncertainty in the whole decision-making process<br>Els fàrmacs són substàncies contaminants de l'aigua que han mostrat efectes perjudicials en organismes aquàtics a concentracions baixes. Alguns països estan començant a planificar i implementar mesures (millores en les EDARs i control de les fonts de la contaminació) per reduir les concentracions de fàrmacs en rius. Els responsables en la presa de decisions utilitzen models per a estimar concentracions de fàrmacs i per a avaluar mesures orientades a reduir aquestes concentracions. Malgrat això, encara existeix molta incertesa en les predictions, la qual cosa compromet la presa de decisions. A més, es requereix desenvolupar eines per optimitzar els costos que se'n deriven. Existeix poca informació científica sobre l'efectivitat de les mesures de control de les fonts per a la reducció de concentracions de fàrmacs en rius. L'objectiu d'aquesta tesi és proporcionar eines de modelització als responsables en la presa de decisions per avaluar mesures incloent incerteses en tot el procés de presa de decisions

The objective of this thesis is to develop and apply to a real case study a method to allow easier WWTP development planning and implementation of circular economy related processes in the wastewater treatment sector. In the WWTP system, sewage sludge is the main waste produced. Hence, the processes regarding its production and transformation are the focus of the thesis<br>El objetivo de la tesis es desarrollar y aplicar a un caso de estudio real un método que permita facilitar la planificación del desarrollo de EDAR y la implementación de procesos relativos a la economía circular en el sector del saneamiento. En el sistema de la EDAR, el fango de depuración es el principal residuo producido. Por tanto, los procesos relativos a su producción, transformación y valorización son el foco de la tesis

La implementació de la Directiva Europea 91/271/CEE referent a tractament d'aigües residuals urbanes va promoure la construcció de noves instal·lacions al mateix temps que la introducció de noves tecnologies per tractar nutrients en àrees designades com a sensibles. Tant el disseny d'aquestes noves infraestructures com el redisseny de les ja existents es va portar a terme a partir d'aproximacions basades fonamentalment en objectius econòmics degut a la necessitat d'acabar les obres en un període de temps relativament curt. Aquests estudis estaven basats en coneixement heurístic o correlacions numèriques provinents de models determinístics simplificats. Així doncs, moltes de les estacions depuradores d'aigües residuals (EDARs) resultants van estar caracteritzades per una manca de robustesa i flexibilitat, poca controlabilitat, amb freqüents problemes microbiològics de separació de sòlids en el decantador secundari, elevats costos d'operació i eliminació parcial de nutrients allunyant-les de l'òptim de funcionament. Molts d'aquestes problemes van sorgir degut a un disseny inadequat, de manera que la comunitat científica es va adonar de la importància de les etapes inicials de disseny conceptual. Precisament per aquesta raó, els mètodes tradicionals de disseny han d'evolucionar cap a sistemes d'avaluació mes complexos, que tinguin en compte múltiples objectius, assegurant així un millor funcionament de la planta. Tot i la importància del disseny conceptual tenint en compte múltiples objectius, encara hi ha un buit important en la literatura científica tractant aquest camp d'investigació. L'objectiu que persegueix aquesta tesi és el de desenvolupar un mètode de disseny conceptual d'EDARs considerant múltiples objectius, de manera que serveixi d'eina de suport a la presa de decisions al seleccionar la millor alternativa entre diferents opcions de disseny. Aquest treball de recerca contribueix amb un mètode de disseny modular i evolutiu que combina diferent tècniques com: el procés de decisió jeràrquic, anàlisi multicriteri, optimació preliminar multiobjectiu basada en anàlisi de sensibilitat, tècniques d'extracció de coneixement i mineria de dades, anàlisi multivariant i anàlisi d'incertesa a partir de simulacions de Monte Carlo. Això s'ha aconseguit subdividint el mètode de disseny desenvolupat en aquesta tesis en quatre blocs principals: (1) generació jeràrquica i anàlisi multicriteri d'alternatives, (2) anàlisi de decisions crítiques, (3) anàlisi multivariant i (4) anàlisi d'incertesa. El primer dels blocs combina un procés de decisió jeràrquic amb anàlisi multicriteri. El procés de decisió jeràrquic subdivideix el disseny conceptual en una sèrie de qüestions mes fàcilment analitzables i avaluables mentre que l'anàlisi multicriteri permet la consideració de diferent objectius al mateix temps. D'aquesta manera es redueix el nombre d'alternatives a avaluar i fa que el futur disseny i operació de la planta estigui influenciat per aspectes ambientals, econòmics, tècnics i legals. Finalment aquest bloc inclou una anàlisi de sensibilitat dels pesos que proporciona informació de com varien les diferents alternatives al mateix temps que canvia la importància relativa del objectius de disseny.<br/>El segon bloc engloba tècniques d'anàlisi de sensibilitat, optimització preliminar multiobjectiu i extracció de coneixement per donar suport al disseny conceptual d'EDAR, seleccionant la millor alternativa un cop s'han identificat decisions crítiques. Les decisions crítiques són aquelles en les que s'ha de seleccionar entre alternatives que compleixen de forma similar els objectius de disseny però amb diferents implicacions pel que respecte a la futura estructura i operació de la planta. Aquest tipus d'anàlisi proporciona una visió més àmplia de l'espai de disseny i permet identificar direccions desitjables (o indesitjables) cap on el procés de disseny pot derivar. El tercer bloc de la tesi proporciona l'anàlisi multivariant de les matrius multicriteri obtingudes durant l'avaluació de les alternatives de disseny. Específicament, les tècniques utilitzades en aquest treball de recerca engloben: 1) anàlisi de conglomerats, 2) anàlisi de components principals/anàlisi factorial i 3) anàlisi discriminant. Com a resultat és possible un millor accés a les dades per realitzar la selecció de les alternatives, proporcionant més informació per a una avaluació mes efectiva, i finalment incrementant el coneixement del procés d'avaluació de les alternatives de disseny generades. En el quart i últim bloc desenvolupat en aquesta tesi, les diferents alternatives de disseny són avaluades amb incertesa. L'objectiu d'aquest bloc és el d'estudiar el canvi en la presa de decisions quan una alternativa és avaluada incloent o no incertesa en els paràmetres dels models que descriuen el seu comportament. La incertesa en el paràmetres del model s'introdueix a partir de funcions de probabilitat. Desprès es porten a terme simulacions Monte Carlo, on d'aquestes distribucions se n'extrauen números aleatoris que es subsisteixen pels paràmetres del model i permeten estudiar com la incertesa es propaga a través del model. Així és possible analitzar la variació en l'acompliment global dels objectius de disseny per a cada una de les alternatives, quines són les contribucions en aquesta variació que hi tenen els aspectes ambientals, legals, econòmics i tècnics, i finalment el canvi en la selecció d'alternatives quan hi ha una variació de la importància relativa dels objectius de disseny. En comparació amb les aproximacions tradicionals de disseny, el mètode desenvolupat en aquesta tesi adreça problemes de disseny/redisseny tenint en compte múltiples objectius i múltiples criteris. Al mateix temps, el procés de presa de decisions mostra de forma objectiva, transparent i sistemàtica el perquè una alternativa és seleccionada en front de les altres, proporcionant l'opció que més bé acompleix els objectius marcats, mostrant els punts forts i febles, les principals correlacions entre objectius i alternatives, i finalment tenint en compte la possible incertesa inherent en els paràmetres del model que es fan servir durant les anàlisis. Les possibilitats del mètode desenvolupat es demostren en aquesta tesi a partir de diferents casos d'estudi: selecció del tipus d'eliminació biològica de nitrogen (cas d'estudi # 1), optimització d'una estratègia de control (cas d'estudi # 2), redisseny d'una planta per aconseguir eliminació simultània de carboni, nitrogen i fòsfor (cas d'estudi # 3) i finalment anàlisi d'estratègies control a nivell de planta (casos d'estudi # 4 i # 5).<br>The implementation of EU Directive 91/271/EEC concerning urban wastewater treatment promoted the construction of new facilities and the introduction of nutrient removal technologies in areas designated as sensitive. The need to build at a rapid pace imposed economically sound approaches for the design of the new infrastructures and the retrofit of the existing ones. These studies relied exclusively on the use of heuristic knowledge and numerical correlations generated from simplified activated sludge models. Hence, some of the resulting wastewater treatment plants (WWTPs) were characterized by a lack of robustness and flexibility, bad controller performance, frequent microbiology-related solids separation problems in the secondary settler, high operating and maintenance costs and/or partial nutrient removal, which made their performance far from optimal. Most of these problems arose because of inadequate design, making the scientific community aware of the crucial importance of the conceptual design stage. Thus, these traditional design approaches should turn into more complex assessment methods in order to conduct integrated assessments taking into account a multiplicity of objectives an hence ensuring a correct plant performance. Despite the importance of this fact only a few methods in the literature addressed the systematic evaluation of conceptual WWTP design alternatives using multiple objectives. Yet, the decisions made during this stage are of paramount importance in determining the future plant structure and operation. The main objective pursued in this thesis targets the development of a systematic conceptual design method for WWTP using multiple objectives, which supports decision making when selecting the most desirable option amongst several generated alternatives. This research work contributes with a modular and evolutionary approach combining techniques from different disciplines such as: a hierarchical decision approach, multicriteria decision analysis, preliminary multiobjective optimization using sensitivity functions, knowledge extraction and data mining techniques, multivariate statistical techniques and uncertainty analysis using Monte Carlo simulations. This is accomplished by dividing the design method into 4 different blocks: (1) hierarchical generation and multicriteria evaluation of the design alternatives, (2) analysis of critical decisions, (3) multivariate analysis and, finally, (4) uncertainty analysis. The first block of the proposed method, supports the conceptual design of WWTP combining a hierarchical decision approach with multicriteria analysis. The hierarchical decision approach breaks down the conceptual design into a number of issues that are easier to analyze and to evaluate while the multicriteria analysis allows the inclusion of different objectives at the same time. Hence, the number of alternatives to evaluate is reduced while the future WWTP design and operation is greatly influenced by environmental, technical, economical and legal aspects. Also, the inclusion of a sensitivity analysis facilitates the study of the variation of the generated alternatives with respect to the relative importance of the objectives. The second block, analysis of critical decisions, is tackled with sensitivity analysis, preliminary multiobjective optimization and knowledge extraction to assist the designer during the selection of the best alternative amongst the most promising alternatives i.e. options with a similar overall degree of satisfaction of the design objectives but with completely different implications for the future plant design and operation. The analysis provides a wider picture of the possible design space and allows the identification of desirable (or undesirable) WWTP design directions in advance.<br/>The third block of the proposed method, involves the application of multivariate statistical techniques to mine the complex multicriteria matrixes obtained during the evaluation of WWTP alternatives. Specifically, the techniques used in this research work are i) cluster analysis, ii) principal component/factor analysis, and iii) discriminant analysis. As a result, there is a significant improvement in the accessibility of the information needed for effective evaluation of WWTP alternatives, yielding more knowledge than the current evaluation methods to finally enhance the comprehension of the whole evaluation process. In the fourth and last block, uncertainty analysis of the different alternatives is further applied. The objective of this tool is to support the decision making when uncertainty on the model parameters used to carry out the analysis of the WWTP alternatives is either included or not. The uncertainty in the model parameters is introduced, i.e input uncertainty, characterising it by probability distributions. Next, Monte Carlo simulations are run to see how those input uncertainties are propagated through the model and affect the different outcomes. Thus, it is possible to study the variation of the overall degree of satisfaction of the design objectives, the contributions of the different objectives in the overall variance to finally analyze the influence of the relative importance of the design objectives during the selection of the alternatives. Thus, in comparison with the traditional approaches the conceptual design method developed in this thesis addresses design/redesign problems with respect to multiple objectives and multiple performance measures. Also, it includes a more reliable decision procedure that shows in a systematic, objective and transparent fashion the rationale way a certain alternative is selected and not the others. The decision procedure provides to the designer/decision maker with the alternative that best fulfils the defined objectives, showing its main advantages and weaknesses, the different correlations between the alternatives and evaluation criteria and dealing with the uncertainty prevailing in some of the model parameters used during the analysis. A number of case studies, selection of biological nitrogen removal process (case study #1), optimization of the setpoints in two control loops (case study #2), redesign to achieve simultaneous organic carbon, nitrogen and phosphorus removal (case study #3) and evaluation of control strategies at plant wide level (case studies #4 and #5), are used to demonstrate the capabilities of the conceptual design method.

In this thesis, it is presented a research for the implementation of a supervisory system that integrates different technical to complement and improve the management of Waste Water Treatment Plants. The protocol proposed synthetizes the experiences for the last years in the development of the different technical in the following Waste Water Treatment Plants: Manresa and Saint Joan de Vilatorrada, Cassà de la Selva-Llagostera, Sils-Vidreres and Girona<br>La present tesi recull una proposta de protocol per a la implementació d’un sistema supervisor que integri diferents tècniques per complementar i millorar la gestió que actualment es porta a terme a les estacions depuradores d’aigües residuals. El protocol proposat sintetitza i destil·la les pròpies experiències dels darrers anys en el desenvolupament de les diferents tècniques per a les estacions depuradores de Manresa i Sant Joan de Vilatorrada, Cassà de la Selva-Llagostera, Sils-Vidreres i Girona

El aumento de la cantidad de lodos y las dificultades inherentes a su aplicación agrícola y/o disposición en vertederos, hace necesario encontrar nuevas alternativas para su gestión. A nivel europeo, hoy en día se tiende hacia la aplicación de tratamientos térmicos (incineración, pirólisis y gasificación) que permiten una valoración energética de los lodos, si bien generan un residuo sólido que sigue siendo necesario gestionar. <br/>El problema medioambiental provocado por (malos) olores resulta difícil de abordar de una manera genérica, teniendo en consideración la propia naturaleza del olor y sus posibles causas. Los olores en las EDARs son provocados básicamente por la degradación de la materia orgánica en condiciones anaeróbicas y se detectan en todas las operaciones unitarias en diferentes niveles de concentración. <br/>Esta tesis incidiendo en ambos aspectos, tiene por objeto investigar la valorización de lodos como materiales precursores de adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de olores en el entorno de las EDARs, maximizando la reutilización de los lodos.<br/>Para la realización de los experimentos se han seleccionado lodos procedentes de tres EDARs situadas en la región de Girona (SC, SB, SL) que difieren en cuanto al tratamiento de los lodos. Ambas muestras han sido caracterizadas con el fin de determinar las diferencias más importantes en los lodos de partida. Los parámetros de caracterización incluyen el análisis de composición química (análisis elemental e inmediato, determinación contenido en cenizas, medida pH, DRX, FT-IR, SEM / EDX) así como análisis de superficie (adsorción de N2 y CO2). <br/>En primer lugar los lodos caracterizados han sido sometidos a diferentes tratamientos térmicos de gasificación y pirólisis y los adsorbentes/ catalizadores obtenidos se han probado como adsorbentes para la eliminación de H2S. Como consecuencia de este estudio, se ha desechado el uso de uno de lodos (SC) puesto que se obtenían resultados muy similares a (SB), a continuación el estudio se centró en el lodo de SL. Con este objetivo se han preparado 12 muestras 6 de ellas pirolizadas y 6 gasificadas en el rango de temperaturas que comprende 600-1100 ºC. Posteriormente las muestras han sido caracterizadas y se ha determinado la capacidad de eliminación (x/M) del H2S. Los resultados muestran que hemos sido capaces de obtener unos materiales que si bien, presentan un bajo desarrollo de porosidad dan lugar a valores de capacidades de eliminación elevados y comparables a carbones y materiales adsorbentes comerciales (Centaur, Sorbalit). Las elevadas eficiencias de eliminación se atribuyen básicamente a la presencia de especies catalíticamente activas tales como los óxidos mixtos de calcio y hierro determinados por DRX en las muestras tratadas térmicamente. <br/>El segundo bloque de resultados se centra la mejora de las propiedades texturales de estos materiales adsorbentes. Con este objetivo se llevaron acabo procesos de activación física con CO2 y química con H3PO4 e hidróxidos alcalinos (NaOH y KOH), que hasta el momento no se había probado con este tipo de precursores. <br/>Los resultados indican que la activación física (CO2) y química (H3PO4) no son unos buenos métodos para la obtención de adsorbentes altamente porosos con este tipo de materia prima bajo las condiciones probadas, sin embargo la activación con hidróxidos alcalinos da lugar a materiales adsorbentes con superficies específicas de hasta 1600 m2g-1. En el caso de la activación con hidróxidos, tanto el incremento de la relación agente activante/ precursor como el incremento de la temperatura producen un descenso del rendimiento, al mismo tiempo que incrementan el valor de SBET.<br/>Los materiales resultantes de la activación con hidróxidos alcalinos se han probado como adsorbentes/ catalizadores para la eliminación de H2S. Los resultados indican que un incremento del área superficial no es indicativo de un aumento de la capacidad de eliminación dada la naturaleza ácida de estos materiales obtenidos. Con el fin de contrarrestar el efecto ácido de estos materiales se han realizado los mismos ensayos añadiendo NaOH al lecho de reacción llegando a valores de x/M de hasta 450 mgg-1. Posteriormente también se han realizado ensayos de eliminación de NH3 con algunas de estas muestras, y los resultados obtenidos de x/M son del orden de carbones activados comerciales. <br/>Los materiales adsorbentes obtenidos tras la activación con hidróxidos alcalinos se convierten en materiales muy atractivos para ser utilizados como adsorbentes/ catalizadores de múltiples contaminantes (COVs, Hg...).<br>During the last years there has been an increase in the number of wastewater treatment plants arising after the implementation of regulatory policies focused on sustainable development of contemporary societies. A large quantity of sewage sludge is produced and in addition, some traditional disposal routes are coming under pressure and others are being phased out. Therefore, it is necessary to seek cost-effective and innovate solutions to the problem incurred by sewage sludge disposal. Nowadays, the tendency in Europe is to use this residue to obtain energy by thermal treatments, such as incineration, pyrolysis and gasification, though during this treatment a residue that needs to be disposed is generated.<br/>Furthermore, the environmental problems prompted by odors are difficult to solve take considering the different origin and reasons for these bad smells. Bad smell in waste water treatment plants is produced basically by organic matter degradation. <br/>This thesis takes into account these two aspects. The aim of this work focuses on the revalorization of sewage sludge to obtain / prepare adsorbents / catalysts from various sewage-based precursors and their application in H2S and in NH3 abatement at ambient temperature. These two latter compounds are paradigmatic in odor related problems.<br/>The sewage sludge samples used in this study were obtained from three Spanish WWTPs located in Girona (SC, SB, SL). The influent of these selected facilities is mainly of domestic origin and differs in sludge treatment schemes. A detailed characterization of the solids under consideration is carried out, as a purpose to define the main differences. The techniques used to characterize precursors include chemical characterization (elemental analysis, ash content, pH determination, DRX, FT-IR, SEM / EDX), as well as their porosity characterization (physical adsorption of N2 and CO2).<br/>In the first part of the study we focused on dried samples that were subjected to different thermal treatments such as pyrolysis and gasification at different temperatures. The adsorbents/catalysts obtained were used for H2S removal. Afterwards, 12 samples were prepared from SL, 6 of them gasified between 600 - 1100 ºC and 6 pyrolysed at the same temperatures. The samples were characterized and used as an adsorbents for H2S removal. The results shown that we were able to obtain adsorbents with high removal efficiencies despite their low porosity development. These adsorption capacities values (x/M) are in the same range or even higher than x/M values from commercial active carbons (Centaur, Sorbalit). These high x/M values have been prompted to catalytic species such as dicalcium ferrite, identified by XRD.<br/>The second part of the study was focused on the preparation of adsorbents from these sewage sludge-based precursors (SB, SL) using different activation processes. Specifically, physical activation with CO2, H3PO4 activation and alkaline hydroxide activation were explored. It is worth noticing that, as far as we know, there are no previous studies in the literature dealing with the activation of sewage sludge by alkaline hydroxides (NaOH or KOH), whereas CO2 and H3PO4 have been scarcely used for the activation of this precursor. The results of the textural characterization of the materials prepared from physical activation by CO2 and chemical activation by H3PO4 show that, these precursors are not a suitable for the preparation of adsorbents by these two methods. Nevertheless, chemical activation by alkaline hydroxides can be a suitable method to develop porosity and surface areas higher than 1600 m2g-1 can be obtained from both sewage sludge precursors (SB, SL). An increase in the hydroxide: precursor ratio leads to an enhancement of the adsorption capacity of the adsorbents. <br/>The resultant materials were tested as adsorbents/catalyst for H2S abatement. The results shown that we are been able to obtain adsorbents from sludge-based materials with high surface areas but with relatively low adsorption capacities as a consequence of its acidic nature. NaOH was added to the adsorption bed to counteract the acidic nature of these materials. The x/M values obtained are higher than 450 mgg-1. In addition, some of these materials were used for NH3 removal being the results obtained comparable to those for commercial activated carbons x/M values, tested under similar experimental conditions. These "new" activated materials can be used as adsorbents for many environmental applications such as VOC, Hg removal, etc.

Volatile Organic Compounds (VOCs) are one of the main groups of odour causing compounds in Waste Water Treatment Plants (WWTP). Adsorption technology is already established, in recent years the interest for the optimization of the costs associated with this technique has grown significantly. In particular, there are different options, from the use of low cost adsorbents, to reducing costs associated with carbon regeneration process. In this thesis, the adsorption of the three VOCs on sewage sludge based adsorbents was studied. It was proved that adsorbents obtained by chemical activation of sewage sludge with alkaline hydroxides are comparable to commercial activated carbons (ACs). Likewise, the adsorption of multicomponent gaseous streams was also studied. Related to the ACs regeneration, it was proposed a regeneration treatment of VOC saturated ACs with H2O2 based on advanced oxidation processes (AOP). The influence of the surface chemistry of ACs in this regeneration process was also studied.<br>Los compuestos orgánicos volátiles (COVs) son unos de los principales compuestos causantes de olores en las emisiones de EDARs. La adsorción es una técnica ampliamente utilizada para la eliminación de COVs en corrientes gaseosas y en los últimos tiempos ha crecido significativamente el interés para la optimización de los costes relacionados con esta técnica. En esta tesis se estudió el proceso de adsorción tres COVs en adsorbentes preparados a partir de lodos de EDAR, comprobando que adsorbentes obtenidos mediante activación química de lodos de depuradora son comparables a carbones activados comerciales (CAs). También se estudió la adsorción de corrientes multicomponente de COVs. En referencia a la regeneración del carbón activado, se propuso un tratamiento de regeneración con H2O2 de CAs saturados con COVs basado en los procesos avanzados de oxidación. Asimismo se estudió la influencia de la química superficial de los CAs en el proceso de regeneración con H2O2.

El presente trabajo académico describe y analiza la problemática de la gestión de las aguas residuales domésticas. El diagnóstico del que se parte –elaborado en el 2015– evidencia que en el país existen 204 sistemas de tratamiento de aguas residuales que operan las Entidades Prestadoras de Servicios de Saneamiento (EPS), de los cuales solo 163 están operativos y más del 90% carece de autorización de vertimiento, por lo que no existe un control adecuado de las descargas que se producen en las fuentes naturales de agua. El objetivo de la investigación es conocer la regulación que establece el ordenamiento jurídico peruano para el control y supervisión de las aguas residuales domésticas, así como identificar los niveles de intervención de las instituciones involucradas a partir de una perspectiva histórica considerando los cambios producidos hasta la actualidad, los cuales han sido introducidos básicamente por el Decreto Legislativo N° 1280 que aprueba la Ley Marco de la Gestión y Prestación de los Servicios de Saneamiento (que establece el saneamiento de aguas residuales como servicio público), como por el Decreto Legislativo N° 1285 que modifica el artículo 79 de la Ley N° 29338 - Ley de Recursos Hídricos (que establece disposiciones para la adecuación progresiva a la autorización de vertimientos y a los instrumentos de gestión ambiental en el sector saneamiento). El trabajo está orientado por las disciplinas del Derecho Administrativo, Derechos de Aguas y el Derecho Ambiental, y se ha desarrollado a partir de un trabajo de gabinete con una metodología dogmática. El tema es de suma importancia para el desarrollo del país; toda vez, que hasta la fecha no se cuenta con una herramienta que contenga un diagnóstico y establezca mecanismos consensuados para lograr el objetivo del tratamiento y reuso de las aguas residuales domésticas.<br>Trabajo académico

This thesis is focused on two environmental issues. The first one is the recovery of different wastes, such as sewage sludge and fly ashes, and the second one is related to the removal of odour causing compounds which are generated in the same waste water treatment plant (WWTP), like NH3 and H2S. Direct alkaline activation with NaOH and KOH of two sludges which have different specific treatments in the sewage sludge line, has been studied, and it has been compared with the activation of their chars. Two different heating mechanisms were applied: conventional heating and microwave oven heating. All the sewage sludge-derived materials are tested for NH3 removal adsorption experiments. On the other hand it has been studied the preparation of adsorbents by mixing on sewage sludge with fly ashes heated in a microwave oven. The materials adsorbents have a limited development of porosity and are tested for H2S removal.<br>Esta tesis se centra en dos problemáticas medioambientales. Una es la valorización de residuos, como son los lodos de depuradora y cenizas volantes, y la otra incide en la eliminación de compuestos causantes de malos olores que se generan en las estaciones depuradoras de agua residual (EDARs), como son el NH3 y el H2S. Se ha estudiado la activación alcalina directa con NaOH y KOH de dos lodos, que emplean procesos diferentes en su línea de lodos, y se ha comparado con la activación de sus respectivos pirolizados, usando dos tipos de calentamiento: convencional y microondas. Todos estos materiales se han aplicado a la eliminación de NH3. Por otro lado se estudió la obtención de adsorbentes a partir de un lodo mezclado con distintas proporciones de cenizas volantes en un horno microondas. Estos materiales presentan un desarrollo de la porosidad limitado, y han sido empleados para la eliminación de H2S.

[EN] The aim of this PhD is to study the search alternatives treatments, based on solar photocatalysis, for detoxification of effluents from metal finishing industry. This type of wastewater contains cyanides and metals, namely copper, what results in a high toxicity and hence, they cannot be discharged without a previous treatment. Different advanced oxidation processes have been studied at laboratory scale using synthetic effluents containing 100 mg/L of free cyanide: solar photocatalysis with TiO2, oxidation with hydrogen peroxide or persulfate and photo-Fenton-like processes with iron, manganese, zonc, silver, cobalt, chromium or copper (in all coses at a pH above 12, which is compatible with the presence of cyanide in solution ). Those treatments involving silver, cobalt and copper were very efficient under the studied experimental conditions. As real effluents contains important amounts of copper, further experiments were performed using this metal. The possible interferences of different anions with the treatment involving copper and peroxide were investigated: carbonate, sulphate, fluoride and nitrate. Its presence has been demenstrated to inhibit the removal of free cyanide, although detoxification is finally achieved. Experiments were scaled up to a pilot plant able to treat 4 liters of real wastewater from a metal finishing factory. The were submitted to the following processes: photocatalysis with titanium dioxide, photo-Fenton-like processes with iron or copper. The efficiency of hydrogen peroxide in the presence of metals already present in the effluent was tested and then, the process was scaled up to 50 L. During the process, removal of total and free cyanide, copper concentration, variation of TC, pH, conductivity and toxicity (inhibition of respiration of activated sludge and luminescence of Vibrio fischeri) were monitored. Assessment of the analyzed parameters showed that best results were reached in a photo-Fenton-like process with copperA complete removal of cyanide is achieved, involving detoxification of the effluent. Final precipitation of copper allows its removal from the effluent by filtration.<br>[ES] La presente Tesis Doctoral pretende buscar nuevas alternativas basadas en la fotocatálisis solar a los tratamientos existentes para la detoxificación de las aguas procedentes de la industria metalúrgica. Estas aguas contienen cianuro y metales como el cobre que les confiere elevadas toxicidades y hace imprescindible su tratamiento previo a vertido. Se han ensayado diferentes técnicas de oxidación avanzada a escala de laboratorio con aguas modelo que contenían 100 mg/L de cianuro libre: fotocatálisis solar con TiO2, tratamientos con peróxido de hidrógeno y persulfato como oxidantes y procesos tipo foto-Fenton con hierro, manganeso, cinc, plata, cobalto, cromo y cobre (en todos estos casos se ha respetado el pH mayor a 12 para evitar problemas con el cianuro presente en disolución). Los tratamientos con plata, cobalto y cobre se mostraron muy eficaces en las condiciones de trabajo. Puesto que las aguas reales contenían cantidades considerables de cobre como residuo del proceso de fabricación, se dio mayor relevancia a los tratamientos empleando este metal. Se han determinado posibles interferencias en el tratamiento con cobre y peróxido de hidrógeno de aniones presentes comunmente en las aguas: carbonatos, sulfatos, fluoruros y nitratos. Su presencia ralentiza el proceso de eliminación del cianuro libre, aunque finalmente se consigue la detoxificación de las muestras. Se realizaron estudios en planta piloto de 4 litros de aguas reales de empresa de recubrientos metálicos con los siguientes procesos: fotocatálisis con dióxido de titanio, procesos tipo foto-Fenton con cobre o hierro y adición de peróxido de hidrógeno sin más catalizadores. Se determinó la eficacia de la adición de peróxido de hidrógeno al actuar con los metales presentes en las aguas y se escaló el proceso a la planta de 50 litros ubicada en una empresa del sector. Durante el tratamiento se midió la degradación del cianuro libre y total, variación en la concentración del cobre, la evolución del TC, pH, conductividad y toxicidad (inhibición de fangos activos y de la luminiscencia de Vibrio fischeri). El análisis global de los tratamientos aplicados determina que los mejores resultados se obtienen mediante el proceso tipo foto-Fenton con cobre (metal ya presente en las aguas). Se consigue la total degradación del cianuro, con la consiguiente detoxificación de las aguas. La precipitación final del cobre favorece además su eliminación del efluente mediante aplicación de un filtro prensa.<br>[CAT] La present Tesi Doctoral pretén buscar noves alternatives basades en la fotocatálisis solar als tractaments existents per a la detoxificació de les aigües procedents de la indústria metal·lúrgica. Estes aigües contenen cianur i metalls com el coure que els conferix elevades toxicitats i fa imprescindible el seu tractament previ a l'abocament. S'han assajat diferents tècniques d'oxidació avançada a escala de laboratori amb aigües model que contenien 100 mg/L de cianur lliure: fotocatálisis solar amb TiO2, tractaments amb peròxid d' hidrogen i persulfat com a oxidants i processos tipus foto-Fenton amb ferro, manganés, zinc, plata, cobalt, crom i coure (en tots estos casos s'ha respectat el pH major a 12 per a evitar problemes amb el cianur present en dissolució). Els tractaments amb plata, cobalt i coure es van mostrar molt eficaços en les condicions de treball. Ja que les aigües reals contenien quantitats considerables de coure com a residu del procés es va donar major rellevància als tractaments emprant este metall. S'han determinat possibles interferències en el tractament amb coure i peròxid d' hidrogen d' anions presents comunmente en les aigües: carbonats, sulfats, fluorurs i nitrats. La seua presència ralentitza el procés d'eliminació del cianur lliure, encara que finalment s'aconseguix la detoxificación de les mostres. Es van realitzar estudis en planta pilot de 4 litres d' aigües reals d'empresa de recubrients metàl·lics amb els processos següents: fotocatálisis amb diòxid de titani, processos tipus foto-Fenton amb coure o ferro i addició de peròxid d' hidrogen sense més catalitzadors. Es va determinar l' eficàcia de l' addició de peròxid d' hidrogen al actuar amb els metalls presents en les aigües i es va escalar el procés a la planta de 50 litres ubicada en una empresa del sector. Durant el tractament es va mesurar la degradació del cianur lliure i total, variació en la concentració del coure, l' evolució del TC, pH, conductivitat i toxicitat (inhibició de fangs actius i de la lluminiscència de Vibrio fischeri). L' anàlisi global dels tractaments aplicats determina que els millors resultats s'obtenen per mitjà del procés tipus foto-Fenton amb coure (metall ja present en les aigües). S' aconseguix la total degradació del cianur, amb la consegüent detoxificación de les aigües. La precipitació final del coure afavorix a més la seua eliminació de l' efluent per mitjà d'aplicació d'un filtre premsa.<br>Silvestre Mira, M. (2015). Detoxificación de aguas residuales provenientes de plantas metalúrgicas [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58988<br>TESIS

La presente tesis tiene como propósito identificar la alternativa óptima de tratamiento de efluentes de mina tomando como base la caracterización física-química de los drenajes, la caracterización geoquímica de materiales mineros y la evaluación en laboratorio de alternativas de tratamiento. En el Capítulo 1 a modo de Introducción se realiza una breve descripción de la situación actual del país respecto de los drenajes de mina, abarcando desde el daño ambiental producido por pasivos mineros hasta los distintos conflictos sociales que hoy en día han detenido más de 20,000 millones de dólares de inversiones en el sector. En el Capítulo 2 se desarrolla el Marco Teórico del tema donde se describe los mecanismos de formación del drenaje ácido, su caracterización, control y la descripción de sus distintos tratamientos tanto activos como pasivos. En el Capítulo 3 se describe el Marco Legal actual del país en relación al manejo de efluentes en el Sector Minero. Teniendo en cuenta que para el desarrollo de la tesis se han utilizado materiales y efluentes de dos unidades mineras, en el Capítulo 4 se describe la ubicación de estas y sus características ambientales más representativas. En el Capítulo 5 se describe el Desarrollo Experimental de la tesis que abarca la caracterización de materiales y efluentes provenientes de cada unidad minera, los ensayos de laboratorio a los que fueron sometidos los efluentes para determinar los rangos de operación de los procesos de neutralización, precipitación y remoción de las fases solidas formadas y la elección de la alternativa de tratamiento óptima para cada efluente. Para finalizar en el Capítulo 6 se plasman las conclusiones y recomendaciones planteadas luego del desarrollo de la presente tesis.<br>Tesis

El agua es el recurso natural más valioso de la tierra, sin ella no existiría vida. Alrededor del 71% de la corteza terrestre está cubierta por agua. A pesar de ser tan abundante, solo un reducido porcentaje es utilizable para el consumo humano. Si se quisiera describir el término “consumo humano”, se diría que es el uso del agua para el contacto con los seres humanos. El término es muy amplio ya que al considerar contacto humano se refiere a beber el agua, utilizarla para la limpieza de alimentos, limpieza de materiales, entre otras actividades. El agua es un recurso muy cuidadoso, a pesar de ello se desperdicia este líquido vital en actividades rutinarias con menor importancia y no se cuida que el ciclo regular de ésta llegue a completarse adecuadamente, por lo que cada vez se va reduciendo el volumen de agua potable. Se está viviendo una época crucial donde el correcto y racional uso del agua podría cambiar el curso de la vida de las personas dentro de los próximos años. El Perú es un país que tiene la suerte de contar con agua subterránea que proporciona y llega a satisfacer una considerable cantidad de personas con este vital líquido. Además, el precio del agua es económicamente reducido con respecto a muchos países, ésta puede ser una de las razones por las que no se sabe emplear de manera correcta y consciente el agua. En el Perú no se ha logrado solucionar el tema de la obstrucción del ciclo correcto de utilización del agua, debido a que el agua debe pasar por procesos de tratamiento después de ser empleada, para finalmente destinarla por efluentes adecuados hacia sus orígenes. En algunos lugares se han centrado solo en almacenar aguas residuales domésticas que producen no solo problemas de salud, sino también en el medio ambiente y una falta de control operacional por las entidades prestadoras de agua. En el presente trabajo se dará un alcance de la situación real del Perú en el tema de saneamiento. Se plantearán vías para la reutilización del agua y se buscará mediante una estructura de investigación alternativas de soluciones viables y rentables en el Perú. Las soluciones no solo tendrán como fondo principal el uso racional del agua sino brindar calidad de vida en urbanizaciones sostenibles a las personas.<br>Tesis

En el presente trabajo se evalúan comparativamente indicadores de contaminación por aguas servidas del río Huatanay (Cusco), río Torcoma (Sicuani-Cusco) y río Mariño (Abancay-Apurímac). Los parámetros determinados fueron:temperatura, pH, demanda bioquímica de oxígeno, demanda de carbono orgánico, sólidos en suspensión, sólidos totales, nitrógeno amoniacal, nitrógeno total, fosfatos y dureza total [1, 2]. Los resultados fueron comparados conlos estándares para aguas residuales.

La propuesta de un sistema de tratamiento y reutilización del agua de teñido de la Empresa Textil Hilados Richard’s S.A.C., a partir del actual manejo ineficiente de las aguas residuales y su arrojo directo hacia las redes de alcantarillado. Con la ayuda de un examen físico – químico, se comprobó que los parámetros de salida, como la dureza y los Sólidos Suspendidos, del agua residual están fuera tanto de los Valores Máximos Admisibles para la evacuación de efluentes, como de los estándares para la reutilización dentro del proceso de teñido. La dureza con que sale el agua es de 127,75 mg CaCO3/L y 994 mg/L de SST. Teniendo los valores de los parámetros de salida del agua residual, y utilizando un diagrama de decisiones, se escogió el sistema de tratamiento que consta de un tratamiento primario: la sedimentación, que haciendo uso de floculante y coagulante, permite remover los sólidos disueltos en un 70%; obteniendo un valor menor a los 500 mg/L de SST en el agua. Y un tratamiento secundario: la adsorción mediante zeolita, con el cual se reduce los gramos de dureza a 12 mg CaCO3/L. Con dichos valores, se podrá reutilizar el 85% del agua residual. Esta propuesta de sistema resulta rentable, como lo demuestra el estudio de costo – beneficio, se determinó que el beneficio de la propuesta es 5,6 veces mayor que la inversión, con un periodo de recuperación de 2,2 años; y en caso sea financiado el proyecto, el período de recuperación se reduce a 1,7 años.<br>Tesis

La industria Textil genera gran cantidad de aguas residuales, estos efluentes poseen elevadas concentraciones de colorantes y otros compuestos tóxicos. La Hilandería La Inmaculada S.A.C. es una empresa de la región de Lambayeque que no cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales, y sus efluentes son vertidos directamente a la red de alcantarillado. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales en la Hilandería La Inmaculada S.A.C., para su reutilización en el proceso productivo. Para ello se determinó la cantidad de efluente de manera experimental, midiendo los volúmenes utilizados en el proceso productivo; también se determinaron las características fisicoquímicas de las aguas residuales, por medio de análisis de pH, Demanda Biológica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Sólidos Totales en Suspensión, temperatura y conductividad. Luego, se identificó que el tratamiento más adecuado para las aguas residuales, tomando como criterio de evaluación y selección las características obtenidas en los análisis físico-químicos, la viabilidad desde el punto de vista económico y técnico, y la posibilidad de reutilización del agua tratada, es el proceso de Ozonización. Con el tratamiento del efluente mediante ozonización, se alcanza una reducción del consumo de agua, superior al 80%, pues dichas aguas se pueden reutilizar hasta en 06 ocasiones, en el mismo proceso de teñido. Finalmente en el estudio económico-financiero, se determinó la viabilidad económica del proyecto, y se obtuvieron valores de la Tasa Interna de Retorno de 15% y Valor Actual Neto $ 18 740,23.<br>Tesis

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2017<br>Trata de una obra denominada "Nexo cloacal Duarte Quirós", donde la función de la misma es actuar como aliviador de la red colectora existente y como bien dice su nombre se ubica en la calle Duarte Quirós de la ciudad de Córdoba Capital. Esta obra se decide llevar a cabo por el reiterado colapso de los distintos tramos de la red existente siendo el gran causante el aumento de la población lo que produjo un gran desarrollo inmobiliario en la zona

Publicación a texto completo no autorizada por el autor<br>Describe y analiza mediante el cálculo de la dilución del efluente como el proceso de vertido a través del emisario submarino logra mejorar las condiciones del medio receptor, aguas marinas de la Bahía del Callao y su entorno, dentro del marco normativo correspondiente y en base al criterio del ciclo integral del agua. Para ello identifica las características del efluente proveniente de la PTAR Taboada que es descargado mediante el emisario submarino y las características del cuerpo receptor donde se descarga el efluente, describe las componentes, parámetros y características del emisario submarino, y calcula el valor de la dilución del efluente vertido a través del emisario submarino en el cuerpo receptor determinando la reducción del nivel de concentración de los contaminantes.<br>Trabajo de suficiencia profesional

Estas aguas residuales o llamado comúnmente como purín de cerdo, que se generan en dicha granja, contribuyen directamente a la contaminación ambiental, específicamente a los suelos. Anualmente se le da una limpieza a la posa de oxidación 01 donde se almacenan estas aguas residuales con un costo anual de $ 9 957,75. Es por ello que se trataron estas aguas residuales, para obtener un combustible llamado biogás, y reemplazarlos por el GLP que se usa en los sistemas de calefacción de las áreas de maternidad. El trabajo propio de esta investigación consistió en dar una solución a esta problemática, alcanzando los objetivos planteados con la finalidad de establecer una solución a los problemas que se presentaron. Para ello en primer lugar se realizó la caracterización del agua residual de la Empresa Rico Cerdo F&G S.A.C. El punto de muestreo en donde se recolectó la muestra de agua residual, fue en la tubería de descarga del efluente de la fosa de oxidación 01, en esta fosa es en donde se concentran todas aguas residuales provenientes de todas las etapas productivas de la granja. Se enviaron 2 botellas de 1 litro al laboratorio de agua, suelo, medioambiente y fertirriego de la facultad de ingeniería agrícola de la Universidad Nacional Agraria la Molina, obteniendo los siguientes resultados: un pH de 6,96; DQO de 22210 mg/l, DBO5 de 250 mg/l, fósforo total de 149,30 y nitrógeno total de 621,26 mg/l. Concluyendo que el agua residual es un efluente totalmente contaminante, debido a su elevada carga orgánica. Posteriormente se estimó el consumo de gas (GLP) del sistema de calefacción de las dos áreas de maternidad, obteniendo un consumo promedio de 227,21 m3 al mes de GLP, generando un costo anual de $ 5 977,67. Teniendo este dato se propuso el diseño del biodigestor tipo laguna cubierta para la obtención de biogás; este biodigestor produce en promedio 8 633,4 m3 biogás al mes (80% metano y 20% CO2), abasteciendo al 100% el sistema de calefacción de las áreas de maternidad y generando un sobrante de biogás en promedio de 6 409,72 m3/mes, que será vendido generando ingresos anuales a la granja de $ 123 066,6. Para finalizar el sistema de biodigestión propuesto para la obtención de biogás, generó una inversión inicial de $ 110 876,56. El cual recién en el 2 año de su puesta en marcha, podrá recuperar su inversión.<br>Tesis

Práctica Supervisada (IC)--FCEFN-UNC, 2016<br>Facilita la construcción del sistema de conducciones de efluentes cloacales que constituyen el Sistema de cloacas de los edificios Comedor Universitario, los laboratorios de la Facultad de Ciencias Químicas y la Secretaría de Relaciones Internacionales, en Ciudad Universitaria. La futura operación y mantenimiento, con todas las instalaciones necesarias para que preste un eficiente servicio de desagote de efluentes cloacales de la cañeria colectora ubicada en la vereda , satisfaciendo los caudales requeridos a los que será sometido.

Biological nutrient removal has been studied and applied for decades in order to remove nitrogen and phosphorus from wastewater. However, more anthropogenic uses and the continued demand for water have forced the facilities to operate at their maximum capacity. Therefore, the goal of this thesis is to obtain more compact systems for nutrient removal from domestic wastewater. In this sense, optimization and long-term stabilization of high volume exchange ratios reactors, treating higher volumes of wastewater, have been investigated. With the same target, aerobic granular sludge was proposed as a reliable alternative to reduce space and increase loading rates in treatment plants. However, the low organic loading rate from low-strength influents (less than 1 Kg COD•m-3d-1) results in slower granular formation and a longer time to reach a steady state. Because of that, different methodologies and operational conditions were investigated in order to enhance granulation and nutrient removal from domestic wastewater.<br>L’estudi de l’eliminació biològica de nutrients s’ha dut a terme durant dècades. Tot i això, la influencia de l’home i l’augment de la demanda d’aigua han forçat a les instal•lacions a treballar a la seva capacitat màxima. Així, l’objectiu de la tesi és obtenir sistemes més compactes per a l’eliminació de nutrients de les aigües residuals. En aquest sentit, s’ha investigat l’optimització i estabilització de reactors amb alts volums d’intercanvi, tractant més aigua. Amb el mateix objectiu, el fang granular aeròbic va ser proposat com una alternativa fiable per tal de reduir l’espai i incrementar les càrregues de les depuradores. Tot i això, la granulació amb influents de baixa càrrega (menors a 1 Kg dQO•m-3d-1) resulta més lenta i més dificultosa alhora d’obtenir l’estat estacionari. Per aquesta raó es van investigar diferents metodologies i condicions d’operació per tal de millorar la granularció i l’eliminació de nutrients de les aigües urbanes.

El presente trabajo tiene como finalidad la valorización de los lodos que se generan en las lagunas de estabilización de la empresa Epsel S.A., partiendo de la falta de tratamiento sobre estos lodos; debido a que este tipo de residuos son causantes de contaminación al ambiente, creando uno de los retos a los que la sociedad se enfrenta, en su preocupación por la disposición de lodos. Así se plantea la valoración de lodos para obtener abono orgánico, por lo cual se analizó la situación actual del mercado de fertilizantes en la región de Lambayeque, encontrando una gran demanda sobre el uso de este producto. Se realizó la caracterización de los lodos para fijar y evaluar las condiciones fisicoquímicas y microbiológicas que posee, fijándose dentro de los parámetros para su uso como enmienda de suelos. Se estableció la metodología para obtener el abono orgánico a partir de los lodos, resultando el proceso de compostaje por pilas de volteo como el más viable; para la ubicación de la planta se tuvo en cuenta factores como disponibilidad de materia prima, teniendo un área de 3 483,23 m2. Por último se determinó la viabilidad económica y financiera de la producción de abono a fin de establecer la factibilidad para la aplicación en suelos agrícolas de la región. De esta manera se pretende reducir la contaminación ambiental y contribuir con el desarrollo sustentable de Lambayeque, para lo cual se establece una propuesta de manejo adecuada de lodos para la planta de tratamiento de aguas residuales de Epsel S.A.<br>Tesis

Trata de dar una solución a la contaminación del agua mediante el fenómeno de adsorción empleando biomaterial de Zea mays para la eliminación de iones de cobre, hierrro y zinc asimismo se pretende dar una alternativa diferente para el tratamiento de aguas residuales derivadas de talleres de herrerias y soldaduras en la localidad de San Francisco Cheje perteneciente al municipio de Jocotitlán.

Tesis de pregrado<br>La industria Textil genera gran cantidad de aguas residuales, estos efluentes poseen elevadas concentraciones de colorantes y otros compuestos tóxicos. La Hilandería La Inmaculada S.A.C. es una empresa de la región de Lambayeque que no cuenta con un sistema de tratamiento de aguas residuales, y sus efluentes son vertidos directamente a la red de alcantarillado. El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo proponer un sistema de tratamiento de aguas residuales en la Hilandería La Inmaculada S.A.C., para su reutilización en el proceso productivo. Para ello se determinó la cantidad de efluente de manera experimental, midiendo los volúmenes utilizados en el proceso productivo; también se determinaron las características fisicoquímicas de las aguas residuales, por medio de análisis de pH, Demanda Biológica de Oxígeno, Demanda Química de Oxígeno, Sólidos Totales en Suspensión, temperatura y conductividad. Luego, se identificó que el tratamiento más adecuado para las aguas residuales, tomando como criterio de evaluación y selección las características obtenidas en los análisis físico-químicos, la viabilidad desde el punto de vista económico y técnico, y la posibilidad de reutilización del agua tratada, es el proceso de Ozonización. Con el tratamiento del efluente mediante ozonización, se alcanza una reducción del consumo de agua, superior al 80%, pues dichas aguas se pueden reutilizar hasta en 06 ocasiones, en el mismo proceso de teñido. Finalmente en el estudio económico-financiero, se determinó la viabilidad económica del proyecto, y se obtuvieron valores de la Tasa Interna de Retorno de 15% y Valor Actual Neto $ 18 740,23.

La propuesta de un sistema de tratamiento y reutilización del agua de teñido de la Empresa Textil Hilados Richard’s S.A.C., a partir del actual manejo ineficiente de las aguas residuales y su arrojo directo hacia las redes de alcantarillado. Con la ayuda de un examen físico – químico, se comprobó que los parámetros de salida, como la dureza y los Sólidos Suspendidos, del agua residual están fuera tanto de los Valores Máximos Admisibles para la evacuación de efluentes, como de los estándares para la reutilización dentro del proceso de teñido. La dureza con que sale el agua es de 127,75 mg CaCO3/L y 994 mg/L de SST. Teniendo los valores de los parámetros de salida del agua residual, y utilizando un diagrama de decisiones, se escogió el sistema de tratamiento que consta de un tratamiento primario: la sedimentación, que haciendo uso de floculante y coagulante, permite remover los sólidos disueltos en un 70%; obteniendo un valor menor a los 500 mg/L de SST en el agua. Y un tratamiento secundario: la adsorción mediante zeolita, con el cual se reduce los gramos de dureza a 12 mg CaCO3/L. Con dichos valores, se podrá reutilizar el 85% del agua residual. Esta propuesta de sistema resulta rentable, como lo demuestra el estudio de costo – beneficio, se determinó que el beneficio de la propuesta es 5,6 veces mayor que la inversión, con un periodo de recuperación de 2,2 años; y en caso sea financiado el proyecto, el período de recuperación se reduce a 1,7 años.