Estudio del tratamiento anaerobio de aguas residuales urbanas en biorreactores de membranas

Las aguas residuales urbanas (ARU) constituyen la fuente puntual de contaminantes más importante a escala global. Actualmente, un elevado porcentaje de las aguas residuales producidas a nivel mundial son vertidas al medio sin haber recibido ningún tipo de tratamiento, con consecuencias inmediatas, y en algunas ocasiones desastrosas, para la salud pública y la calidad del entorno natural. El tratamiento anaerobio está considerado como una de las alternativas más atractivas para el desarrollo de sistemas sostenibles de tratamiento de aguas residuales que ayuden a mitigar los efectos negativos de la urbanización y del desarrollo socioeconómico. El atractivo de estos sistemas reside en su mayor sostenibilidad, menor coste económico y energético, y menor impacto ambiental, comparado con los sistemas de tratamiento aerobios en los que se fundamenta el modelo actual de tratamiento de aguas residuales. Este tipo de sistemas pueden ser operados bajo configuraciones con demandas energéticas neutras o incluso negativas, dado que, por una parte, no requieren de un aporte energético para aireación, y por otra, poseen la capacidad de recuperar parte de la energía contenida en la materia orgánica en forma de metano. Adicionalmente, los organismos que intervienen en la degradación anaerobia de la materia orgánica se caracterizan por poseer un bajo rendimiento celular, por lo que la producción de fangos en sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales es muy inferior a la de sus análogos aerobios. Los elevados caudales y bajas concentraciones de DQO típicas de las aguas residuales urbanas, junto con las reducidas velocidades de crecimiento de los microorganismos que llevan a cabo la degradación anaerobia de la materia orgánica a temperaturas típicas de climas templados de latitudes medias, exigen el desarrollo de sistemas que permitan combinar elevados tiempos de retención celular con tiempos de retención hidráulicos reducidos, mediante la aplicación de métodos que faciliten la retención de la biomasa en el interior del sistema. Entre los diferentes sistemas anaerobios que cumplen con estas características, los biorreactores anaerobios de membranas (AnMBR) destacan por su excelente capacidad para retener el material particulado en el interior del sistema, permitiendo alcanzar elevados tiempos de residencia que compensen la reducida velocidad de crecimiento de los diferentes grupos de microorganismos, incluso al operar el sistema a baja temperaturas, y ofreciendo un efluente con elevada calidad y libre de patógenos. Como consecuencia del creciente interés suscitado por los AnMBR dentro de la comunidad científica, las referencias bibliográficas sobre este tipo de sistemas se han multiplicado en los últimos años. Sin embargo, la mayoría de estos estudios se han desarrollado en sistemas a escala laboratorio o piloto, utilizando aguas residuales sintéticas, por lo que la escalabilidad y reproducibilidad de los resultados obtenidos resulta cuestionable. Así pues, para poder avanzar en la implantación de este tipo de sistemas a escala industrial, es necesario disponer de datos del funcionamiento del proceso que proporcionen una base fiable sobre la que escalar el proceso de forma directa. El objetivo principal de esta tesis ha sido evaluar la influencia de diferentes parámetros operacionales (tiempo de retención hidráulico y celular, y temperatura) sobre el funcionamiento del proceso de tratamiento anaerobio de ARU en AnMBR. Para ello se operó una planta AnMBR a escala demostración, tratando ARU real procedente de la estación depuradora de aguas residuales del Barranco del Carraixet (Valencia), durante un periodo total de más de 700 días de operación, que se subdividió en 10 periodos en función de las condiciones operacionales seleccionadas. Una vez alcanzado el estado pseudo-estacionario en cada periodo, se caracterizó el funcionamiento del proceso mediante la obtención de diferentes parámetros indicadores (eficiencia de eliminación de DQO, producción de fangos, producción de metano y eficiencia de recuperación de metano), cuya selección se basó en las ventajas asociadas a los AnMBR con respecto a los sistemas aerobios convencionales para el tratamiento de ARU.Municipal wastewater is the most important punctual source of pollutants at global scale. Currently, a high percentage of globally produced wastewaters are still discharged without any treatment, causing immediate, and sometimes disastrous, consequences for public health and environmental quality. Anaerobic treatment is regarded as one of the most attractive options for the development of sustainable wastewater treatment systems for the mitigation of the negative effects derived from urbanization and socioeconomic development. Higher sustainability, lower economic and energetic costs, as well as a lower carbon footprint make these systems more attractive than the current aerobic-based ones. These systems can be operated under neutral to negative energy-demand configurations, since on the one hand, an external energy input for aeration is not required, and on the other hand, a fraction of the energy contained in the organic matter can be recovered as methane. Furthermore, microorganisms involved in the anaerobic degradation of organic matter have low growth yields, producing less sludge than their aerobic analogues. Municipal wastewater tipically exhibits high flow-rates and low COD-concentrations. On the other hand, given the low growth rates of organisms carrying out anaerobic degradation of organic matter at moderate temperatures (medium latitude temperate climates), large sludge retention times are required. Therefore, the success of the anaerobic treatment of municipal wastewater at low temperature depends on an efficient uncoupling of both solids and hydraulic retention time, by means of the application of biomass retention methods. Among the different systems able to retain biomass, anaerobic membrane bioreactors (AnMBR) exhibit an outstanding capacity for particulate matter retention. Therefore, AnMBR enable high residence times which offset the low growth rates of microorganisms, even at low temperature operation, as well as a pathogen-free, high-quality effluent. Literature references on AnMBR have increased in recent years as a result of the growing scientific interest in this subject. However, scaling-up and reproducibility of results is still questionable since most of these studies have been carried out treating synthetic wastewater in lab- or pilot-scale systems. Therefore, in order to increase knowledge at implementing AnMBR at industrial scale, it is necessary to have reliable process performance data that allow direct scaling-up. The main objective of this thesis has been to evaluate the influence of different operational parameters (solids and hydraulic retention times, and temperature) over the anaerobic municipal wastewater-treatment process performance in membrane bioreactors. To this aim, a demonstration-scale AnMBR treating real municipal wastewater coming from the Barranco del Carraixet wastewater treatment plant was operated for more than 700 days. The experimental period was subdivided in 10 periods depending on the selected operational conditions. Once a pseudo-steady state was achieved at each period, the process performance was characterized by means of different process performance indicators (COD removal efficiency, excess sludge production, methane production and methane recovery efficiency with biogas), which were selected based on the benefits of AnMBR compared to aerobic conventional systems for wastewater treatment

Anaerobic membrane bioreactors (AnMBR) treating urban wastewater in mild climates

Feasibility of an AnMBR demonstration plant treating urban wastewater (UWW) at temperatures around 25-30 ºC was assessed during a 350-day experimental period. The plant was fitted with industrial-scale hollow-fiber membranes and fed with the effluent from the pre-treatment of a full-scale municipal WWTP. Biodegradability of the UWW reached values up to 87%, although a portion of the biodegradable COD was consumed by sulfate reducing organisms. Effluent COD remained below effluent discharge limits, achieving COD removals above 90%. System operation resulted in a reduction of sludge production of 36-58% compared to theoretical aerobic sludge productions. The membranes were operated at gross transmembrane fluxes above 20 LMH maintaining low membrane fouling propensities for more than 250 days without chemical cleaning requirements. Thus, the system resulted in net positive energy productions and GHG emissions around zero. The results obtained confirm the feasibility of UWW treatment in AnMBR under mild and warm climates

Exploración de grafos para el análisis de datos

Se propone una técnica de análisis de datos a través de la exploración de redes que se forman con entidades existentes en la base de datos de estudio. El principal aporte del método es la exploración de la red a través de ambientes definidos por los demás atributos de la base de datos. Este método ha sido utilizado con éxito en el análisis de datos biológicos relacionados con el Mal de Río Cuarto virus. Se presenta además a Yatel, la herramienta en desarrollo que da soporte al análisis propuesto.Eje: Bases de Datos y Minería de DatosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Self-Concept in Entrepreneurs

Recepción: 31 de mayo de 2016 | Revisión: 15 de junio de 2016 | Aceptado: 12 de julio de 2016Correspondencia: [email protected] características de la población emprendedora están siendo muy estudiadas en la actualidad. Objetivo: El objetivo de esta investigación ha sido estudiar el autoconcepto entre una población emprendedora comparándola con un grupo de no emprendedores activos laboralmente del área de Granada, e intentar descubrir si esa motivación emprendedora fue impulsada por experiencias negativas en el ámbito laboral. Método: Contamos con un número total de 67 participantes, divididos en emprendedores (N= 34) y no emprendedores (N=33). A ambos grupos se les aplicó el cuestionario de evaluación del autoconceptoAF-5, un cuestionario sociodemográfico y una pregunta sobre experiencias negativas laborales. Resultados: Se hallaron resultados significativos en emprendedores en comparación con los no emprendedores, en una de las cinco dimensiones que se miden: el autoconcepto emocional. Conclusiones: El autoconcepto emocional es vital para un emprendedor ya que aporta mayor seguridad a la persona que se debate entre comenzar su propio proyecto laboral o no.The characteristics of the entrepreneur population are being investigated currently. Objective: The aim of this investigation was to study the self-concept a entrepreneur’s population comparing with an ocupationally active non-entrepreneurs group, in the area of Granada, and try to discover if that entrepreneur motivation was inspired by negative experiences in the working sphere. Method: We had a total number of 67 participants, divided in entrepreneurs (N=34) and non-entrepreneurs (N=33). Both groups were applied the AF-5 self-concept questionnaire, a sociodemographic questionnaire and a question about negative working experiences. Results: Significant results were found in entrepreneurs in comparison with non-entrepreneurs in one of the five dimensions measured: the emotional self-concept. Conclusions: The emotional self-concept is vital for an entrepreneur as provides more security to the person who wavers between start his own project or not.Universidad de Granada. Departamento de Psicología Social. Proyecto de Innovación Docente ReiDoCre

Exploración de grafos para el análisis de datos

Se propone una técnica de análisis de datos a través de la exploración de redes que se forman con entidades existentes en la base de datos de estudio. El principal aporte del método es la exploración de la red a través de ambientes definidos por los demás atributos de la base de datos. Este método ha sido utilizado con éxito en el análisis de datos biológicos relacionados con el Mal de Río Cuarto virus. Se presenta además a Yatel, la herramienta en desarrollo que da soporte al análisis propuesto.Eje: Bases de Datos y Minería de DatosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

A semi-industrial scale AnMBR for municipal wastewater treatment at ambient temperature: performance of the biological process

A semi-industrial scale AnMBR plant was operated for more than 600 days to evaluate the long-term operation of this technology at ambient temperature (ranging from 10 to 27 ºC), variable hydraulic retention times (HRT) (from 25 to 41 h) and influent loads (mostly between 15 and 45 kg COD·d−1). The plant was fed with sulfate-rich high-loaded municipal wastewater from the pre-treatment of a full-scale WWTP. The results showed promising AnMBR performance as the core technology for wastewater treatment, obtaining an average 87.2 ± 6.1 % COD removal during long-term operation, with 40 % of the data over 90%. Five periods were considered to evaluate the effect of HRT, influent characteristics, COD/-S ratio and temperature on the biological process. In the selected periods, methane yields varied from 70.2±36.0 to 169.0±95.1 STP L CH4·kg−1 CODinf, depending on the influent sulfate concentration, and wasting sludge production was reduced by between 8 % and 42 % compared to conventional activated sludge systems. The effluent exhibited a significant nutrient recovery potential. Temperature, HRT, SRT and influent COD/-S ratio were corroborated as crucial parameters to consider in maximizing AnMBR performance

Exploración de grafos para el análisis de datos

Se propone una técnica de análisis de datos a través de la exploración de redes que se forman con entidades existentes en la base de datos de estudio. El principal aporte del método es la exploración de la red a través de ambientes definidos por los demás atributos de la base de datos. Este método ha sido utilizado con éxito en el análisis de datos biológicos relacionados con el Mal de Río Cuarto virus. Se presenta además a Yatel, la herramienta en desarrollo que da soporte al análisis propuesto.Eje: Bases de Datos y Minería de DatosRed de Universidades con Carreras en Informática (RedUNCI

Impact of Pain Neuroscience Education Program in Community Physiotherapy Context on Pain Perception and Psychosocial Variables Associated with It in Elderly Persons: A Ranzomized Controlled Trial

This study investigated the long-term effect (six-months) of a Pain Neuroscience Education (PNE) program on pain perception, quality of life, kinesiophobia and catastrophism in older adults with multimorbidity and chronic pain. Fifty participants (n = 50) were randomly assigned to the pain education therapy group (PET; n = 24) and control group (CG; n = 26). The PET group received six sessions (i.e., once a week, 50 min) about neurophysiology of pain while the CG carried on with their usual life. Perception of pain through the visual analogue scale (VAS), quality of life (EQ-5D questionnaire), kinesiophobia (TSK-11) and catastrophism (PCS) were assessed after six months since the last PNE session. Statistically significant differences on VAS (t(48) = 44, p = 0.01, ES = 0.42 [0.13, 0.65]) was found in favor to PET group. No other statistically significant differences were found. This study found that the application of a PNE intervention in an isolated form was able to significantly reduce pain perception with low effect size in the long-term (six months after intervention) in elderly people with chronic pain.Medicin

New frontiers from removal to recycling of nitrogen and phosphorus from wastewater in the Circular Economy

[EN] Nutrient recovery technologies are rapidly expanding due to the need for the appropriate recycling of key elements from waste resources in order to move towards a truly sustainable modern society based on the Circular Economy. Nutrient recycling is a promising strategy for reducing the depletion of non-renewable resources and the environmental impact linked to their extraction and manufacture. However, nutrient recovery technologies are not yet fully mature, as further research is needed to optimize process efficiency and enhance their commercial applicability. This paper reviews state-of-the-art of nutrient recovery, focusing on frontier technological advances and economic and environmental innovation perspectives. The potentials and limitations of different technologies are discussed, covering systems based on membranes, photosynthesis, crystallization and other physical and biological nutrient recovery systems (e.g. incineration, composting, stripping and absorption and enhanced biological phosphorus recovery).Robles Martínez, Á.; Aguado García, D.; Barat, R.; Borrás Falomir, L.; Bouzas Blanco, A.; Bautista-Giménez, J.; Martí Ortega, N.... (2020). New frontiers from removal to recycling of nitrogen and phosphorus from wastewater in the Circular Economy. Bioresource Technology. 300:1-18. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2019.122673S11830

Maximizing resource recovery from urban wastewater through an innovative facility layout

[EN] This research work proposes an innovative layout for urban wastewater treatment based on anaerobic technology, microalgal cultivation and membrane technology. The proposed Water Resource Recovery Facility (WRRF) system can treat urban wastewater efficiently, complying with legal discharge limits and allowing for resource recovery, i.e. energy, nutrients and reclaimed water. In addition, the proposed layout produces less solid wastes than a conventional wastewater treatment plant (WWTP) and it is possible to recover energy as biogas, not only from the original wastewater sources but also from the biomass generated in the WRRF system