Nitrogen and phosphorus transformations in fixed-film biofilters subjected to aeration/no-aeration cycles

Despite recent developments in fixed-film combined biological nutrients removal (BNR) technology; fixed-film systems (i.e., biofilters), are still at the early stages of development and their application has been limited to a few laboratory-scale experiments. Achieving enhanced biological phosphorus removal in fixed-film systems requires exposing the micro-organisms and the waste stream to alternating anaerobic/aerobic or anaerobic/anoxic conditions in cycles. The concept of cycle duration (CD) as a process control parameter is unique to fixed-film BNR systems, has not been previously investigated, and can be used to optimise the performance of such systems. The CD refers to the elapsed time before the biomass is re-exposed to the same environmental conditions in cycles. Fixed-film systems offer many advantages over suspended growth systems such as reduced operating costs, simplicity of operation, absence of sludge recycling problems, and compactness. The control of nutrient discharges to water bodies, improves water quality, fish production, and allow water reuse. The main objective of this study was to develop a fundamental understanding of the effect of CD on the transformations of nutrients in fixed-film biofilter systems subjected to alternating aeration I no-aeration cycles A fixed-film biofilter system consisting of three up-flow biofilters connected in series was developed and tested. The first and third biofilters were operated in a cyclic mode in which the biomass was subjected to aeration/no-aeration cycles. The influent wastewater was simulated aquaculture whose composition was based on actual water quality parameters of aquacuture wastewater from a prawn grow-out facility. The influent contained 8.5 - 9:3 mg!L a111monia-N, 8.5- 8.7 mg/L phosphate-P, and 45- 50 mg!L acetate. Two independent studies were conducted at two biofiltration rates to evaluate and confirm the effect of CD on nutrient transformations in the biofilter system for application in aquaculture: A third study was conducted to enhance denitrification in the system using an external carbon- source at a rate varying from 0-24 ml/min. The CD was varied in the range of0.25- 120 hours for the first two studies and fixed at 12 hours for the third study. This study identified the CD as an important process control parameter that can be used to optimise the performance of full-scale fixed-film systems for BNR which represents a novel contribution in this field of research. The CD resulted in environmental conditions that inhibited or enhanced nutrient transformations. The effect of CD on BNR in fixed-film systems in terms of phosphorus biomass saturation and depletion has been established. Short CDs did not permit the establishment of anaerobic activity in the un-aerated biofilter and, thus, inhibited phosphorus release. Long CDs resulted in extended anaerobic activity and, thus, resulted in active phosphorus release. Long CDs, however, resulted in depleting the biomass phosphorus reservoir in the releasing biofilter and saturating the biomass phosphorus reservoir in the up-taking biofilter in the cycle. This phosphorus biomass saturation/depletion phenomenon imposes a practical limit on how short or long the CD can be. The length of the CD should be somewhere just before saturation or depletion occur and for the system tested, the optimal CD was 12 hours for the biofiltration rates tested. The system achieved limited net phosphorus removal due to the limited sludge wasting and lack of external carbon supply during phosphorus uptake. The phosphorus saturation and depletion reflected the need to extract phosphorus from the phosphorus-rich micro-organisms, for example, through back-washing. The major challenges of achieving phosphorus removal in the system included: (I) overcoming the deterioration in the performance of the system during the transition period following the start of each new cycle; and (2) wasting excess phosphorus-saturated biomass following the aeration cycle. Denitrification occurred in poorly aerated sections of the third biofilter and generally declined as the CD increased and as the time progressed in the individual cycle. Denitrification and phosphorus uptake were supplied by an internal organic carbon source, and the addition of an external carbon source (acetate) to the third biofilter resulted in improved denitrification efficiency in the system from 18.4 without supplemental carbon to 88.7% when the carbon dose reached 24 mL/min The removal of TOC and nitrification improved as the CD increased, as a result of the reduction in the frequency of transition periods between the cycles. A conceptual design of an effective fixed-film BNR biofilter system for the treatment of the influent simulated aquaculture wastewater was proposed based on the findings of the study.

La Depuradora del segle XXI

A partir de la reflexió sobre la situació actual i futura de les depuradores d’aigües, s’estudia l’obtenció d’un model conceptual de possible depuradora del segle XXI, entenent l’EDAR del segle XXI com a una instal•lació que gestioni de manera òptima les aigües residuals urbanes d’una població mitjana. (El cas pràctic es concreta en l’EDAR de Figueres)

Anàlisi comparativa dels processos emergents sharon i anammox per al tractament d’aigües amb una alta càrrega de nitrogen

Estudi de tractaments innovadors en aigües residuals amb elevada concentració de nitrogen mitjançant la tecnologia ANAMMOX (Anaerobic Ammonium Oxidation) i SHARON i posterior anàlisi teòrica de la gestió dels fangs residuals d’una EDAR

Proposta de millora de la qualitat de les aigües residuals de Sant Martí Sescorts

Diagnòsi de les aigües residuals de sant martí Sescorts i proposta de millora de la qualitat d' aquestes aigues residuals

Projecte d'infraestructures d'un sector residencial a Tossa de Mar

Projecte de millores d'infrastructures de la urbanització de Santa Maria de Llorell (Tossa de Mar

Gestió i tractament d’aigües residuals [versió html]

Sota el títol Gestió i tractament d’aigües residuals trobem un llibre que pretén ser una guia útil per a la comunitat que es mou a l’entorn de la gestió i tractament d’aigües residuals. El document es troba estructurat en 5 capítols, el primer dels quals és una presentació de la problemàtica associada a les aigües residuals, així com de les possibles actuacions a portar a terme per a solucionar aquesta qüestió. Ja entrant en la matèria trobem els capítols 2 i 3 on es descriu en detall el sistema de clavegueram i les diferents tecnologies de depuració disponibles. No més important que el disseny d’un sistema de sanejament, és la seva gestió, i per aquest motiu en el capítol 4 s’hi recullen les pautes bàsiques d’operació i manteniment. Finalment, el darrer dels capítols contempla el destí final de les aigües ja depurades: el medi receptor o bé la reutilització d’aquestes

Gestió i tractament d’aigües residuals [versió comprimida]

Sota el títol Gestió i tractament d’aigües residuals trobem un llibre que pretén ser una guia útil per a la comunitat que es mou a l’entorn de la gestió i tractament d’aigües residuals. El document es troba estructurat en 5 capítols, el primer dels quals és una presentació de la problemàtica associada a les aigües residuals, així com de les possibles actuacions a portar a terme per a solucionar aquesta qüestió. Ja entrant en la matèria trobem els capítols 2 i 3 on es descriu en detall el sistema de clavegueram i les diferents tecnologies de depuració disponibles. No més important que el disseny d’un sistema de sanejament, és la seva gestió, i per aquest motiu en el capítol 4 s’hi recullen les pautes bàsiques d’operació i manteniment. Finalment, el darrer dels capítols contempla el destí final de les aigües ja depurades: el medi receptor o bé la reutilització d’aquestes

Estudio y propuestas de tratamiento de PPCP’s en aguas residuales

La reutilización de las aguas residuales es una parte esencial del uso sostenible del agua. Sin embargo, las actuales plantas de tratamiento no están preparadas para tratar determinados compuestos como los llamados “contaminantes emergentes”. Los hábitos de consumo actuales estan generando una serie de residuos o microcontaminantes que hace tan solo unos años no existian. Entre esas nuevas sustancias aparecen los PPCP’s (Pharmaceuticals & Personal Care Products) que son un amplio grupo de compuestos químicos utilizados en veterinaria, prácticas agrícolas, salut humana y cosmetología. El mayor problema que presentan estas substancias en la actualidad es el parcial desconocimiento sobre sus efectos, la ausencia de reglamentaciones que determinen las concentraciones máximas admisibles en los cauces de vertido, la reducción en procesos de depuración convencionales, así como los tratamientos específicos aplicables a su eliminación. Los objetivos del presente proyecto són: estudiar las tipologías de PPCP’s y sus influencias para la salud humana y el medio ambiente, estudiar los diferentes sistemas de tratamiento de aguas existentes en plantas depuradoras y evaluar su eficiencia en la depuración de PPCP

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

Anammox contra el nitrogen

Les elevades concentracions de nitrogen en forma d’amoni que contenen determinats efluents industrials generats per l’activitat humana són un problema que actualment porta associat un alt consum energètic, la qual cosa n’encareix el procés de depuració. Un equip de la Universitat de Girona, amb el suport de l’empresa CESPA, és a punt de provar a escala real una solució per resoldre aquest problema. Al darrere hi ha sis anys a linvestigació, que va començar des del no-res i que ha estat un èxit gràcies als coneixements i la intuïció dels investigadors gironins, que van creure que serien capaços de trobar i fer créixer el microorganisme anammox

Implementació d’un sistema de control avançat en una estació depuradora d’aigües residuals

Aquest projecte té com a objectiu la implementació d'un sistema de control avançat en una estació depuradora d'aigües residuals a la Vall del Ges, Torelló

Estudi de producció energètica amb microalgues : la reutilització de CO2 d’incineradora i d’aigües de depuradora

Disseny d’una planta de producció de microalgues com a complement de depuració d’aigües residuals actuant com a tractament terciari i basant-se en l’aprofitament dels nutrients sortints de la depuració d’aigües convencionals, donant un segon ús al CO2 per tal de fer créixer les microalgues i utilitzant la biomassa resultant com a combustible. La principal millora seria el reciclatge dels nutrients i la reutilització del CO2 en biomassa aprofitable