Supervisory systems in waste water treatment plants: sistematise their implementation

La implantació de Sistemes de Suport a la presa de Decisions (SSD) en Estacions Depuradores d'Aigües Residuals Urbanes (EDAR) facilita l'aplicació de tècniques més eficients basades en el coneixement per a la gestió del procés, assegurant la qualitat de l'aigua de sortida tot minimitzant el cost ambiental de la seva explotació. Els sistemes basats en el coneixement es caracteritzen per la seva capacitat de treballar amb dominis molt poc estructurats, i gran part de la informació rellevant de tipus qualitatiu i/o incerta. Precisament aquests són els trets característics que es poden trobar en els sistemes biològics de depuració, i en conseqüència en una EDAR. No obstant, l'elevada complexitat dels SSD fa molt costós el seu disseny, desenvolupament i aplicació en planta real, pel que resulta determinant la generació d'un protocol que faciliti la seva exportació a EDARs de tecnologia similar. L'objectiu del present treball de Tesi és precisament el desenvolupament d'un protocol que faciliti l'exportació sistemàtica de SSD i l'aprofitament del coneixement del procés prèviament adquirit. El treball es desenvolupa en base al cas d'estudi resultant de l'exportació a l'EDAR Montornès del prototipus original de SSD implementat a l'EDAR Granollers. Aquest SSD integra dos tipus de sistemes basats en el coneixement, concretament els sistemes basats en regles (els quals són programes informàtics que emulen el raonament humà i la seva capacitat de solucionar problemes utilitzant les mateixes fonts d'informació) i els sistemes de raonament basats en casos (els quals són programes informàtics basats en el coneixement que volen solucionar les situacions anormals que pateix la planta en el moment actual mitjançant el record de l'acció efectuada en una situació passada similar). El treball està estructurat en diferents capítols, en el primer dels quals, el lector s'introdueix en el món dels sistemes de suport a la decisió i en el domini de la depuració d'aigües. Seguidament es fixen els objectius i es descriuen els materials i mètodes utilitzats. A continuació es presenta el prototipus de SSD desenvolupat per la EDAR Granollers. Una vegada el prototipus ha estat presentat es descriu el primer protocol plantejat pel mateix autor de la Tesi en el seu Treball de Recerca. A continuació es presenten els resultats obtinguts en l'aplicació pràctica del protocol per generar un nou SSD, per una planta depuradora diferent, partint del prototipus. L'aplicació pràctica del protocol permet l'evolució del mateix cap a un millor pla d'exportació. Finalment, es pot concloure que el nou protocol redueix el temps necessari per realitzar el procés d'exportació, tot i que el nombre de passos necessaris ha augmentat, la qual cosa significa que el nou protocol és més sistemàtic.

Control basat en lògica difusa per sistemes de fangs activats. Disseny, implementació i validació en EDAR reals

En aquesta tesi es presenten dues propostes de Sistemes de Control basats en Lògica Difusa (SCLD), des del seu disseny fins a la seva implementació i validació en dues instal·lacions: l'EDAR Granollers i l'EDAR Taradell. El capítol 1 explica els conceptes bàsics per comprendre el desenvolupament dels dos SCLD i el resum d'una revisió d'articles que relacionen la lògica difusa amb aigües residuals. A continuació, s'estableixen els objectius. En el capítol 3 es presenten els materials i mètodes. Els capítols 4 i 5 exposen el treball realitzat per arribar a la implementació dels dos SCLD. Ambdós capítols presenten la mateixa estructura: presentació, definició dels objectius del SCLD, descripció de l'EDAR on s'implementa el SCLD, desenvolupament d'índexs d'avaluació, explicació del disseny del SCLD i la seva avaluació mitjançant estudis de simulació, implementació i validació del SCLD a l'EDAR i, finalment discussió del treball realitzat. En el capítol 6 s'enumeren les conclusions obtingudes.

Contaminació atmosfèrica pels municipis de Granollers i Santa Coloma de Gramanet pels anys 2005-2006 dels contaminants SO2, NO2, NO, CO i O3

El Govern de la Generalitat de Catalunya va aprovar, el 23 de maig de 2006, el Decret 226/2006, que declara diferents municipis zones de protecció especial i estableix que s’ha d’elaborar el pla d’actuació per millorar la qualitat de l’aire. El departament de Medi Ambient i Habitatge ha elaborat una memòria en relació al projecte de Decret per a la declaració de les zones de protecció especial pels contaminants diòxid de nitrogen i partícules en suspensió inferior a 10 micres. Aquest projecte però s’ha enfocat a avaluar l’impacte de contaminants que no estan esmentats en la memòria elaborada pel Departament de Medi Ambient i Habitatge de la Generalitat en relació al projecte del Decret 226/2006 i s’han considerat igual d’importants els precursors de la pluja àcida, de l’efecte hivernacle i de l’smog fotoquímic (CO2, NO, NO2, SO2, O3). Per tant el treball pretén la comparativa d’aquests contaminants que no entren dins aquest decret per a dues zones en dos anys consecutius 2005 i 2006. La zona 1 (Barcelona), que és la més problemàtica, i la zona 2, que és la que pertoca a l’Ajuntament de Granollers. Es van agafar el municipi de Granollers ja que es un projecte vinculat a l’Ajuntament d’aquest municipi i un municipi amb característiques semblants a Granollers però situat en la zona 1, Zona de Barcelona, per fer la comparativa.

Avaluació del risc ambiental de productes farmacèutics en l'àmbit català

S’ha dut a terme una Avaluació del Risc Ambiental dels productes farmacèutics més consumits en l’àmbit català treballant sobre un model de planta de tractament d’aigües residuals determinat. La Concentració ambiental estimada (PEC) pel medi aquàtic s’ha calculat a partir de dades fisicoquímiques dels fàrmacs tenint en compte una sèrie d’hipòtesis i suposicions prèvies. La Concentració estimada de no-efecte (PNEC) s’ha estimat mitjançant dades d’ecotoxicitat extretes de l’ECOSAR. Es considera que hi ha afecció al medi quan la relació PEC/PNEC excedeix d’1; en aquest estudi s’ha obtingut que l’Ibuprofèn, el Diclofenac i l’Atorvastatina superen aquest valor suposant, per tant, un risc per al medi ambient. D’aquesta manera es mostra que l’eliminació dels fàrmacs durant el procés de la depuració de les aigües residuals no resulta totalment eficient.

Estudi de la degradació anaeròbia de tres contaminants emergents: àcid clofíbric, carbamazepina i ibuprofè

En el present estudi s’ha fet un seguiment baromètric de la producció de biogàs de tres compostos farmacèutics mitjançant tests de degradació anaeròbia. El llot del digestor anaerobi de l’estació depuradora d’aigües residuals (EDAR) de Granollers s’ha emprat com a inòcul. En un primer experiment, s’ha fet l’estudi de l’etapa metanogènica, amb metanol com a substrat i les concentracions de 5, 10 i 20 mg·L-1 d’àcid clofíbric (CLOFI, regulador lípid), ibuprofè (IBU, anti-inflamatori) i carbamazepina (CARBA, antiepilèptic/analgèsic). En un segon experiment, s’ha estudiat l’etapa acetogènica, amb àcid propiònic com a substrat i amb concentracions de 20 i 100 mg·L-1 dels mateixos fàrmacs. Per una banda, en el primer experiment, no s’ha observat degradació dels fàrmacs i cap d’ells presenta toxicitat pel llot anaerobi. CARBA i IBU s’adsorbeixen majoritàriament a la fase sòlida. Per altra banda, en l’etapa acetogènica ni CARBA ni IBU s’han degradat i tampoc presenten toxicitat en cap de les concentracions provades. Com en el cas anterior, la majoria d’aquests fàrmacs queda adsorbit en el llot. En canvi, CLOFI es degrada en 100 mg·L-1 de concentració donant com a producte intermedi un metabòlit.

El bosc dels fartets o la història d'una depuradora ecològica

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Aquest treball té per objectiu plantejar el disseny d’una depuradora ecològica i un petit bosc de ribera amb la finalitat de divulgar i reivindicar el paper crucial que juguen les zones humides en el gran ecosistema de la Terra. Davant l’imminent esgotament de les principals energies fòssils i la manca de recursos tant bàsics com l’aigua, es pretén insistir en els molts avantatges d’importar la capacitat depuradora de les zones humides com a tecnologia alternativa per tractar aigües residuals industrials, agrícoles i urbanes, amb una despesa energètica pràcticament nul•la i uns beneficis ecològics, econòmics i de cost de la oportunitat més que evidents. El reciclatge d’aigües residuals es presenta com un dels reptes més importants de les societats actuals. La denominada fitodepuració aprofita el poder refinador de la vegetació present en les zones humides per reduir o eliminar contaminants de l’aigua mitjançant una sèrie de complexos processos biològics i fisicoquímics que la natura, en la seva dinàmica perfecte, ha dissenyat durant 4500 milions d anys. I és en base a aquestes qualitats depuradores d’aquests ecosistemes aquàtics que sorgeix la figura de l’aiguamoll artificial.

Anàlisi ambiental de les platges de Sitges: evolució de la qualitat del litoral i estudi d'impactes

L’explosió del sector turístic experimentat en les costes catalanes des de principis dels anys 60 ha provocat un important impacte sobre el medi litoral català i el seu principal atractiu turístic, les platges. Sitges és un municipi annex a una important zona urbana (Barcelona), i s'ofereix com a indret de segona residència i ciutat de vacances, sobretot a l’estiu, incrementant fortament la pressió sobre el medi. L'objectiu principal d'aquest projecte ha estat estudiar les pertorbacions sobre alguns aspectes del sistema litoral Sitgetà: el perfil litoral i la dinàmica sedimentària, la qualitat microbiològica de les aigües i la sorra, els cabals d'aigües residuals tractades i els residus de les platges. A partir dels registres de neteja en platges, proposem el rebuig i envasos en sorra (concentració de residus, kg/m2) com a nou indicador de presència d’usuaris a les platges (usuaris/m2). La diagnosi realitzada indica que l'estat físic de les platges de Sitges respon a les actuacions en matèria d'obres marítimes en interacció amb les dinàmiques sedimentaries. Pel que fa als anàlisis microbiològics de l'aigua i la sorra trobem una situació regulada a excepció de pics provocats per pluges puntuals. Malauradament hem vist com es podrien potenciar el valors ambientals de totes les parts treballades si es fomentessin figures de protecció del medi, la regeneració d’espècies vegetals tan fora com dins de l'aigua i es garantís una gestió de l’aigua 100% eficient i sense causar intromissions en el desenvolupament dels ecosistemes.

Neither Private nor Public: The Effects of Communal Provision of Water on Child Health in Peru

The literature on local services has focused on the effects of privatization and, if anything, has compared the effects of private and mixed public-private systems versus public provision. However, alternative forms of provision such as cooperatives, which can be very prevalent in many developing countries, have been completely ignored. In this paper, we investigate the effects of communal water provison (Comités Vecinales and Juntas Administrativas de Servicios de Saneamiento) on child health in Peru. Using detailed survey data at the household- and child-level for the years 2006-2010, we exploit the cross-section variability to assess the differential impact of this form of provision. Despite controlling for a wide range of household and local characteristics, the municipalities served by communal organizations are more likely to have poorer health indicators, what would result in a downward bias on the absolute magnitude of the effect of cooperatives. We rely on an instrumental variable strategy to deal with this potential endogeneity problem, and use the personnel resources and the administrative urban/rural classi fication of the municipalities as instruments for the provision type. The results show a negative and signi cant effect of comunal water provision on diarrhea among under- five year old children. Keywords: water utilities, cooperatives, child health, regulation, Peru. JEL Classi fication Numbers: L33; L50; L95

Projecte d’instal·lacions sostenibles d’una masia rural aïllada

En aquest projecte es vol donar solució a la contaminació que es produeix a les llars ja sigui en forma de gasos d’efecte hivernacle o la contaminació d’aqüífers i rius per les aigües residuals d’aquestes. Els objectius a aconseguir són la disminució del consum d’energia de la llar, reduint així el consum de combustibles fòssils, amb la conseqüent disminució de gasos d’efecte hivernacle i l’estalvi econòmic que això suposa. I per altra banda la depuració de les aigües residuals, tot i que actualment totes les grans poblacions de Catalunya de més de 10.000 habitants ja disposen de EDARS i en pocs anys en tindran totes les de més de 2000 habitants. Però en aquest cas es tracta d’una població molt petita que no disposa de xarxa de clavegueram. En primer lloc s’ha plantejat un sistema de calefacció d’energia geotèrmica que ens permet aprofitar l’energia tèrmica que es va emmagatzemant a la terra degut a l’escalfor del sol i que ens permet extreure d’aquesta fins a ¾ parts de l’energia tèrmica necessària per el sistema de calefacció. En segon lloc es planteja un sistema de producció d’energia elèctrica per panells fotovoltaics que produeixi el consum elèctric anual familiar, tot i que no de forma directe, sinó venent l’energia a la xarxa elèctrica i comprant-la després de la xarxa. Per últim es projecta un sistema de depuració d’aigües per mitjà d’un aiguamoll artificial que permetrà a la casa, que no disposa de xarxa de clavegueram, retornar les aigües residuals en bones mediambientals a l’entorn rural que envolta l’edificació, sense perjudicar la fauna i els rius que l’envolten

Adsorció de crom (VI) i crom (III) en solució amb closca de cranc

En l’eliminació del crom en suspensió de les aigües residuals de les indústries es realitzen dos processos: una precipitació en medi àcid on es redueix el crom (VI) a crom (III) en què s’elimina la major part del crom, i el següent tractament es fa per bescanvi iònic o per adsorció. Els adsorbents emprats actualment tenen un elevat cost i s’està estudiant nous adsorbents, com a substituts dels tradicionals, de baix cost. Dins d’aquest adsorbents de baix cost es troben els bioadsorbents, biomaterials amb gran capacitat d’adsorció. L’objectiu del projecte es va centrar en l’estudi de l’adsorció de crom trivalent i hexavalent en solucions aquoses utilitzant com a adsorbent el residu industrial de closca de cranc, provinent d’una indústria alimentària de barretes de cranc

Projecte d’una estació depuradora d’aigües residuals generades en un escorxador porcí amb una capacitat de sacrifici de 3.000 porcs diaris, al terme municipal d’Argentona, comarca del maresme (Barcelona)

Disseny i dimensionament de les obres i instal·lacions d’una depuradora per a un escorxador de porcí amb una capacitat de sacrifici de 3.000 porcs diaris. El present projecte es localitza al polígon Nord, al terme municipal d’Argentona, a la comarca del Maresme (Barcelona)

Implantació de la digestió anaeròbia a la EDAR de Castell-Platja d’Aro

Estudi de la viabilitat tècnica i econòmica de la implantació de la digestió anaeròbia a l’EDAR de Castell-Platja d’Aro per tal de portar a terme un sistema de cogeneració. S’ha estudiant el funcionament actual amb digestió aeròbia i s’ha valorat mitjançant balanços de matèria, energia i econòmics els avantatges i desavantatges de substituir la digestió aeròbia per anaeròbia

Projecte de millora del clavegueram del casc antic d'Arbúcies (Torrent dels Capellans)

Arbúcies és una població d’aproximadament 6.100 habitants, situada a l’oest de lacomarca de la Selva. El seu terme municipal fa de límit amb la comarca d’Osona i s’esténdes de la Serralada del Montseny.El fet és que al ser un poble situat al mig d’una vall, fa que el seu creixement urbanístic esdesenvolupi al llarg de les seves vessants.Antigament, un dels motors econòmics del poble era l’explotació agrària. Això fa que elpoble estigui envoltat de regs els quals, a part de subministrar aigua als cultius de lazona, també es feien servir com a canalitzacions d’abastament d’aigua potable del poble.La població d’Arbúcies, anys enrere, tampoc estava dotada d’una xarxa de clavegueram iper això s’utilitzaven aquestes canalitzacions, la majoria naturals, com a infraestructuresper a l’evacuació de les aigües residuals del poble.Una d’aquestes infraestructures, l’anomenat Torrent dels Capellans, zona la qual hemestudiat, és la que s’encarrega d’evacuar el conjunt d’aigües, blanques i negres, del cascantic d’Arbúcies, a més dels cabals d’aigua provinents dels regs circumdants de la zona.L’estat actual de la xarxa de clavegueram del nucli urbà d’Arbúciesés el següent:una xarxa unitària amb unes infraestructures descompensades pel que faals cabals previstos d’aigua, on el seu principal problema és l’aigua depluja i l’aigua provinent dels regs que alimenten els conreus situats alvoltant del nucli urbà, una mancança d’un inventari que identifiqui i localitzi els pous de registre de la xarxa.Es proposa com a objectiu del projecte la millora d’aquesta xarxa de clavegueram del casc antic