Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process

Tesis por compendio[EN] Anaerobic membrane bioreactors for urban wastewater treatment present interesting advantages when compared with aerobic treatments, such as less sludge production, lower energy demand and biogas generation. However, the generated effluent cannot generally be discharged without further ammonium and phosphate elimination. This thesis studies the removal of these inorganic nutrients by means of microalgae cultivation. The main objective of this work is therefore to obtain an autochthonous microalgal culture and to investigate its ability to grow on an already existing anaerobic effluent, as well as to research the extent to which ammonium and phosphate can be removed. Moreover, this thesis aims at providing the kinetic expressions which reproduce the main processes involved, in order to provide the basis for process simulation and design. Microalgae were isolated from a local wastewater treatment plant and their ability to grow on the anaerobic effluent -while successfully removing ammonium and phosphate- was demonstrated. An excellent water quality was obtained with a semicontinuous cultivation mode under constant illumination. The Scenedesmus and Chlorococcum genus proliferated more efficiently and thus became predominant in the culture. Results also showed that phosphorus was the limiting nutrient in the anaerobic effluent to be treated. The influence of phosphorus limitation on ammonium and phosphate removal, as well as the influence of temperature in ammonium removal, were then studied under laboratory conditions. Kinetic expressions which reproduce the observed effects were proposed and validated, taking also into account the effect of light intensity. Additionally, a Scenedesmus-dominated culture was grown under varying light and temperature in an outdoor flat-plate photobioreactor, with constant monitoring of light intensity, temperature and ammonium concentration. Acceptable results were obtained in the reproduction of the experimental data, albeit with less accuracy than under laboratory conditions. The work here presented demonstrates the feasibility of coupling a microalgal cultivation system to an anaerobic membrane bioreactor for urban wastewater treatment. The basic factors affecting microalgal nutrient removal are researched, and mathematical models are provided which reproduce these effects. This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness entitled "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (MINECO project CTM2011-28595-C02-01/02). This research was also supported by the Spanish Ministry of Education, Culture and Sport via a pre doctoral FPU fellowship to the author (AP2009-4903)[ES] En el tratamiento de aguas residuales urbanas, los bioreactores anaerobios de membranas presentan ventajas interesantes frente a los tratamientos aerobios. Algunas de estas ventajas son la menor producción de fangos, un menor consumo energético y la producción de biogás. Sin embargo, y generalmente, el efluente obtenido no puede ser vertido al medio sin una etapa previa de eliminación de amonio y fosfato. La presente tesis estudia la eliminación de dichos nutrientes inorgánicos empleando para ello un cultivo de microalgas. El objetivo principal de este trabajo es, por tanto, la obtención de un cultivo autóctono de microalgas y la evaluación de la capacidad que éstas tienen tanto de crecer en un efluente anaerobio como de eliminar el amonio y el fosfato presentes. Asimismo, se pretenden proporcionar las bases para la simulación y el diseño del sistema de depuración propuesto, mediante la obtención de las expresiones cinéticas que reproducen los principales procesos involucrados. En primer lugar se ha demostrado la capacidad de las microalgas, aisladas en una estación depuradora de aguas residuales, de crecer en el efluente anaerobio y de eliminar con éxito el amonio y fosfato en éste presente. El agua tratada, obtenida a mediante un proceso semicontinuo y con iluminación constante, presenta una excelente calidad. Los géneros Scenedesmus y Chlorococcum han proliferado más eficientemente y han llegado a ser los predominantes en el cultivo. Los resultados obtenidos indican que el nutriente limitante en el efluente a tratar es el fósforo, y por tanto la influencia de la limitación de fósforo en la eliminación de nutrientes ha sido estudiada en condiciones de laboratorio, junto con la influencia de la temperatura en la velocidad de eliminación de amonio. Han sido propuestas y validadas las correspondientes expresiones cinéticas que reproducen los efectos observados, teniendo en cuenta en todo momento la influencia de la intensidad de la luz. Por otro lado, un cultivo de Scenedesmus ha sido cultivado en el exterior, bajo condiciones cambiantes de luz y temperatura, que a su vez han sido monitorizadas constantemente, junto con la concentración de amonio. Los datos obtenidos han sido reproducidos mediante modelación matemática con resultados aceptables, aunque la precisión obtenida es menor que en condiciones de laboratorio. La presente tesis demuestra la viabilidad de combinar un cultivo de microalgas con un bioreactor de membranas para el tratamiento de agua residual urbana. Se exponen asimismo los factores básicos que influyen en la velocidad de eliminación de nutrientes, y se presentan los modelos matemáticos necesarios para reproducir los efectos observados. La presente tesis doctoral se incluye en el marco de un proyecto nacional de investigación financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad de título "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La presente tesis doctoral ha sido también financiada por el Ministerio de Educación, Cultura y Deporte a través de una ayuda para contratos predoctorales de Formación del Profesorado Universitario (AP2009-4903).[CA] En el tractament d'aigües residuals urbanes, els bioreactors anaerobis de membrana tenen avantatges interessants respecte als tractaments aerobis. Alguns d'aquests avantatges són: menys producció de fangs, menys consum energètic i la producció de biogàs. No obstant això, i en general, l'efluent obtingut no es pot tornar al medi sense una etapa prèvia d'eliminació d'amoni i fosfat. Aquesta tesi estudia l'eliminació d'aquests nutrients inorgànics emprant per a fer-ho un cultiu de microalgues. L'objectiu principal d'aquest treball és, per tant, l'obtenció d'un cultiu autòcton de microalgues i l'avaluació de la capacitat que aquestes tenen tant de créixer en un efluent anaerobi com d'eliminar l'amoni i el fosfat presents. Així mateix, volem proporcionar les bases per a la simulació i el disseny del sistema de depuració proposat, mitjançant l'obtenció de les expressions cinètiques que reprodueixen els principals processos involucrats. En primer lloc, s'ha demostrat la capacitat de les microalgues, aïllades en una estació depuradora d'aigües residuals, de créixer en l'efluent anaerobi i d'eliminar amb èxit l'amoni i el fosfat presents. L'aigua tractada, obtinguda mitjançant un procés semicontinu i amb il·luminació constant, presenta una qualitat excel·lent. Els gèneres Scenedesmus i Chlorococcum han proliferat més eficientment i han arribat a ser els predominants en el cultiu. Els resultats obtinguts indiquen que el nutrient limitant en l'efluent per tractar és el fòsfor, i per tant la influència de la limitació de fòsfor en l'eliminació tant d'amoni com de fosfat ha sigut estudiada en condicions de laboratori, juntament amb la influència de la temperatura en la velocitat d'eliminació d'amoni. S'han proposat i validat les expressions cinètiques corresponents que reprodueixen els efectes observats, tenint en compte en tot moment la influència de la intensitat de la llum. D'altra banda, s'ha cultivat a l'exterior un cultiu predominat per Scenedesmus, sota condicions canviants de llum i temperatura, que al seu torn s'han monitorat constantment, juntament amb la concentració d'amoni. Les dades obtingudes s'han reproduït mitjançant simulació matemàtica amb resultats acceptables, encara que la precisió obtinguda és més baixa que en condicions de laboratori. La nostra tesi demostra la viabilitat de combinar un cultiu de microalgues amb un bioreactor de membrana per al tractament d'aigua residual urbana. La tesi exposa així mateix els factors bàsics que influeixen en la velocitat d'eliminació de nutrients, i presenta els models matemàtics necessaris per a reproduir els efectes observats. Aquesta tesi doctoral s'inclou en el marc d'un projecte nacional de recerca finançat pel Ministeri d'Economia i Competitivitat amb el títol "Estudio experimental de la recuperación como biogás de la energía de la materia orgánica y nutrientes del agua residual, acoplando un AnBRM y un cultivo de microalgas" (CTM2011-28595-C02-01/02). La tesi doctoral ha sigut també finançada pel Ministeri d'Educació, Cultura i Esport a través d'una ajuda per a contractes predoctorals de formació del professorat universitari (AP2009-4903).Ruiz Martínez, A. (2015). Nutrient removal from an anaerobic membrane bioreactor effluent using microalgae. Study and modeling of the process [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59409TESISCompendi

Condicionantes del alumno en el aprendizaje de la competencia gramatical

Dado el protagonismo que la enseñanza actual de lenguas extranjeras otorga al alumno como agente social y aprendiente autónomo, que al estudiar una nueva lengua pone en práctica los conocimientos, las habilidades y las estrategias que ya ha desarrollado en el aprendizaje de otras lenguas, nos proponemos con este trabajo revisar la presencia y el alcance que tienen algunos condicionantes del alumno de ELE en el proceso de aprendizaje de la competencia gramatical. Para llevar a cabo nuestra investigación, en primer lugar, vamos a ocuparnos del perfil que tiene el alumno en el Marco común europeo de referencia y en el Plan curricular del Instituto Cervantes. Para ello, abordaremos la importancia de la aparición del enfoque curricular y de la creación de la noción de análisis de necesidades para poder comprender el significado de la enseñanza centrada en el alumno. A continuación, nos ocuparemos del perfil del aprendiente-usuario que exige el enfoque orientado a la acción que promueve el Consejo de Europa. En segundo lugar, presentaremos las principales orientaciones que desde el Marco se han propuesto a la hora iniciar y desarrollar el proceso de enseñanza y aprendizaje de la gramática. Una vez establecido cuál es el perfil del usuario del Marco y cómo se ha enfocado desde este documento la didáctica de la gramática en ELE, estaremos en disposición de conocer cuáles son los factores que condicionan al estudiante en el proceso de aprendizaje de la competencia gramatical

Analizando patrimonio y participación en el Barrio Gótico de Barcelona: Algunos apuntes metodológicos

Throughout this work, we will explore different methodologies applied for the study of the relation ship between the archaeological heritage located in public space, and the social fabric of the Gothic Quarter in Barcelona. The presence of archaeological elements confers a dialogue between the ruins and the quarter’s inhabitants that different agents can use at different times. This study explores avenues to know and establish new dialogues, that value not only the cultural good in itself, but also all of its spatial context. We expose a series of ethnographic techniques and analyse the use of them in different situations. This work is framed in a political moment wherein privileged participative practices in an incipient institutionalisation of participation is understood as a tool of social empowerment.A lo largo de este trabajo vamos a explorar distintas metodologías que hemos aplicado para el estudio de la relación del patrimonio arqueológico ubicado en el espacio público y el tejido social del Barrio Gótico de Barcelona. La presencia de elementos arqueológicos confiere un diálogo ruina-habitante que distintos agentes pueden utilizar en distintos momentos. Este estudio explora la forma de conocer y establecer nuevos diálogos que valoricen no solo el bien cultural en sí mismo, sino todo su contexto espacial. Para ello expondremos una serie de técnicas etnográficas y analizaremos el uso de las mismas en distintas situaciones. Este se contextualiza en un momento marcado por la llegada al poder de los partidos de abajo, y una incipiente institucionalización de la participación entendida como herramienta de empoderamiento social

Midiendo los resultados del comercio agropecuario mexicano en el contexto del TLCAN

La integración comercial del TLCAN puede tener efectos positivos y negativos en las economías que la promueven, dependiendo en gran medida del grado de apertura, el tipo de competencia que se genere y el nivel de desarrollo de los países. El propósito de este trabajo es medir los resultados del comercio agropecuario en el contexto del TLCAN. Se prueba el análisis en los indicadores de creación y desviación de comercio, de especialización comercial y competitividad y el impacto por el cambio en las exportaciones e importaciones agropecuarias y productos seleccionados

Programa de intervención psicológica para cuidadores primarios de enfermos crónicos en la comunidad de Apaxco, Edo. México.

Contiene cuadrosEl cuidar un enfermo en la familia puede llevar a sus integrantes a tomar nuevos roles, o en todo caso dejar a uno el cuidado del familiar enfermo, cuando esta persona ignora cómo manejar la situación puede generar sobrecarga en el cuidador primario pues ahora atiende sus actividades y las del familiar que cuida. Por ello, el objetivo fue implementar un programa de intervención psicológica para disminuir la sobrecarga y las repercusiones psicológicas y sociales de cuidadores primarios de enfermos crónicos en la comunidad de Apaxco. El método aplicado fue un estudio preexperimental mediante la aplicación del programa de apoyo psicológico para cuidadores primarios, por medio del diseño pre prueba- pos prueba, utilizando la escala de Zarit, Cuestionario de Percepción de estrés (CPE) y Cuestionario General de Salud (GHQ-28), para evaluar los efectos del programa bajo el modelo de dos etapas. En los resultadosse observó que la sobrecarga había disminuido, al igual que las participantes retomaron e implementaron actividades de forma individual y en equipo para su cuidado personal. Se concluye sobre la importancia de atender. Conclusión: se deben de realizar programas de prevención en los cuales se atiendan las necesidades del cuidador primario de forma individual y grupal, por lo que es de suma importancia apoyarse de un equipo multidisciplinario, en donde se retome la parte médica y psicológica con programas que se oriente a la población abierta

Los otros trabajos de AEVAL: análisis y desarrollos metodológicos

The article describes a set of works developed by AEVAL throughout its years of existence, which go beyond its two main functions: the evaluation of public policies and programs and the promotion of quality management in public administrations. The development of these works made possible to maintain AEVAL’s activity during the years in which evaluation work plans were not approved. But on the other hand, many of these works provided innovative solutions to old management problems and were very well received both by the organizations that had commissioned them and by other interested actors. However, the resistance to change and the reinforcement after the 2008 crisis of the most conservative aspects of the administrative and political culture meant that some of this work was never put into practice.El artículo describe un conjunto de trabajos desarrollados por AEVAL a lo largo de sus años de existencia, que van más allá de sus dos funciones principales: la evaluación de las políticas y los programas públicos y la promoción de la gestión de calidad en las administraciones públicas. El desarrollo de estos trabajos posibilitó el mantenimiento de la actividad de AEVAL durante los años en que no se aprobaban planes de trabajo de evaluación. Pero por otra parte, muchos de estos trabajos aportaron soluciones innovadoras a viejos problemas de gestión y tuvieron una acogida muy favorable tanto por parte de las organizaciones que los habían encargado como por parte de otros actores interesados. Sin embargo, la resistencia al cambio y el refuerzo tras la crisis de 2008 de los aspectos más conservadores de la cultura administrativa y política hizo que algunos de estos trabajos nunca se llevaran a la práctica

Puesta en marcha de un cultivo de microalgas para la eliminación de nutrientes de un agua residual urbana previamente tratada anaeróbicamente

El trabajo presentado comprueba la viabilidad de un cultivo de microalgas autóctonas en condiciones controladas de luz, temperatura y nutrientes. Se demuestra una eliminación en promedio del 59.7% de nitrógeno y el 77% de fósforo del agua efluente de un sistema de tratamiento anaerobio de aguas residuales ya existente.Ruiz Martínez, A. (2011). Puesta en marcha de un cultivo de microalgas para la eliminación de nutrientes de un agua residual urbana previamente tratada anaeróbicamente. http://hdl.handle.net/10251/12831Archivo delegad

Oportunidades y retos del sector textil en la economía del conocimiento: hacia un modelo de empresa red

[email protected] cambios sociales y económicos que han dado lugar al desarrollo de la sociedad y la economía del conocimiento han tenido una especial incidencia sobre las empresas. Éstas, como principal agente económico, se han visto forzadas al desarrollo de un importante proceso de transformación con el ánimo de adaptarse al nuevo entorno y dar respuesta a los nuevos retos que se plantean. Las TIC, como uno de los recursos internos de las organizaciones, han asumido un papel fundamental en este proceso y han propiciado la aparición de un nuevo modelo organizativo y de gestión conocido como empresa red. Dicho modelo se caracteriza por el establecimiento de estructuras organizativas más flexibles, procesos productivos más rápidos, eficientes y económicos, y modelos estratégicos fundamentados en la generación y uso de la información y el conocimiento.Por su importancia económica, el sector de la confección textil no ha sido ajeno al proceso de cambio producido y constituye un claro ejemplo de lo anteriormente expuesto. Actualmente las empresas de confección se encuentran entre las organizaciones mejor adaptadas al nuevo entorno competitivo, y es que las características particulares de la actividad y su elevada dependencia con respecto al mercado han convertido el nuevo modelo organizativo y de gestión en la piedra angular sobre la que se fundamenta su competitividad, y las tecnologías de la información y la comunicación en uno de los principales medios para conseguirlo.The social and economic changes that have given rise to the development of the knowledge society and economy have had a special impact on companies. As the principal economic agent, they have been forced to undergo a significant process of change with the spirit of adapting to the new environment and providing a response to the new challenges that are appearing. As one of the internal resources of organisations, ICT have taken on a fundamental role in this process, leading to the appearance of a new organisational and management model known as the network company. This model is characterised by the establishment of more flexible organisational structures, faster, more efficient and more economical production processes, and strategic models based on the generation and use of information and knowledge. Due to its economic importance, the clothing industry has not been outside the process of change that has occurred, constituting in fact a clear example of the above model. Today, clothing companies are among the organisations that have best adapted to the new competitive environment. As a matter of fact, the particular characteristics of the industry and their high dependency with regard to the market have led to the new organisational and management model becoming the cornerstone on which to base their competitiveness, and Information and Communication Technologies to become one of the principal resources for achieving this

A review of the past to face the future: the contents remembered by the Murcia University Pedagogy degree students 2005-2010

Este trabajo presenta algunos datos extraídos de los alumnos que van a permitir al docente deliberar y replantearse su propia práctica educativa, teniendo en cuenta el enfoque de enseñanza desarrollado en sus clases, estableciendo como referente los contenidos recordados por el alumnado tras su proceso de formación universitaria. Concretamente, trataremos de dar a conocer los contenidos que manifiesta haber aprendido el alumnado en las asignaturas troncales y obligatorias de la Licenciatura de Pedagogía de la Universidad de Murcia con ánimo de provocar en los docentes la atención a preguntas como: ¿Por qué recuerdan los alumnos unos contenidos y no otros? ¿Los contenidos recordados están más vinculados a conceptos teóricos o vinculados a prácticas de aula? ¿Estos recuerdos se ven favorecidos por algún tipo de metodología concreta? Además, se presentan algunas líneas futuras de investigación que tratarán de aportar algunas respuestas a la incertidumbre creada tras la implantación de los nuevos grados y el nuevo enfoque educativo basado en la adquisición de competencias: ¿Se ha producido un cambio metodológico real? ¿Se sigue trabajando a través de la diferenciación entre contenidos teóricos y prácticos