Knowledge-based modelling and simulation of operational problems of microbiological origin in wastewater treatment plants

The activated sludge and anaerobic digestion processes have been modelled in widely accepted models. Nevertheless, these models still have limitations when describing operational problems of microbiological origin. The aim of this thesis is to develop a knowledge-based model to simulate risk of plant-wide operational problems of microbiological origin.For the risk model heuristic knowledge from experts and literature was implemented in a rule-based system. Using fuzzy logic, the system can infer a risk index for the main operational problems of microbiological origin (i.e. filamentous bulking, biological foaming, rising sludge and deflocculation). To show the results of the risk model, it was implemented in the Benchmark Simulation Models. This allowed to study the risk model's response in different scenarios and control strategies. The risk model has shown to be really useful providing a third criterion to evaluate control strategies apart from the economical and environmental criteria.

Eliminación de compuestos causantes de olores mediante adsorbentes/catalizadores obtenidos a partir de lodos de depuradora

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. 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. 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. 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). 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. 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. 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. 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. 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...).

Origin and Availability of Large Cavities for Barrow’s Goldeneye (Bucephala islandica), a Species at Risk Inhabiting the Eastern Canadian Boreal Forest

Large secondary-nesting birds such as ducks rely on appropriate cavities for breeding. The main objective of this study was to assess the availability of large cavities and the potential of a managed boreal coniferous landscape to provide nesting trees within the breeding area of the eastern population of Barrow’s Goldeneye (Bucephala islandica), a cavity-nesting species at risk in Canada. Woodpecker surveys were conducted in both conifer and mixed-wood landscapes, and cavities were sought in line transects distributed in unharvested and linear remnant stands of balsam fir (Abies balsamea) and black spruce (Picea mariana) as well as in cutblocks. No Pileated Woodpeckers (Dryocopus pileatus) were detected in the breeding area of Barrow’s Goldeneye, but the species was present in the nearby lowland area in which trembling aspen (Populus tremuloides) is abundant. Only 10 trees (0.2% of those sampled) supported cavities considered suitable for Barrow’s Goldeneye in terms of dimensions and canopy openness. Most of the suitable cavities found during this study were nonexcavated apical (chimney) cavities in relatively short snags that showed advanced states of decay. A diameter-at-breast-height threshold was determined for each tree species, after which the probability of cavity occurrence was enhanced in terms of potential cavity trees for Barrow’s Goldeneye. Remnant linear forest sites had lower potential tree densities than did their unharvested equivalents. Large cavities were thus a rare component in this boreal landscape, suggesting that they may be a limiting factor for this population at risk. Current even-aged forest management that mainly relies on clear-cut practices is likely to further reduce the potential of this landscape to provide trees with suitable cavities.

A life less ordinary: The ritualization of the domestic sphere in later prehistoric Europe

This article, which is based on the fourteenth McDonald Lecture, considers two tensions in contemporary archaeology. one is between interpretations of specific structures, monuments and deposits as the result of either 'ritual' 'practical' activities in the past, and the other is between an archaeology that focuses on subsistence and adaptation and one that emphasizes cognition, meaning, and agency. It suggests that these tensions arise from an inadequate conception of ritual itself. Drawing on recent studies of ritualization, it suggests that it might be more helpful to consider how aspects of domestic life took on special qualities in later prehistoric Europe. The discussion is based mainly on Neolithic enclosures and other monuments, Bronze Age and Iron Age settlement sites and the Viereckschanzen of central Europe. it may have implications for field archaeology as well as social archaeology, and also for those who study the formation of the archaeological record.