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La Presidenta del Consejo Social de la Universidad de Almer

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Ya se ha abierto la cuarta y última campaña de acceso de S

Diversificando el uso de la Energía Solar

Combinación de tecnologías intensivas para la mejora de la calidad de los efluentes acuosos en PYMES. Diseño de un proceso integrado (AQUAPYME)
P10-RNM-5951

CIESOL responsiva
CONTACTOS
J. L. Casas
S. Malato
FUENTE DE FINACIACIÓN

Junta de Andalucía. Proyecto de Excelencia 2010.

FECHA DE INICIO

07/2011

FECHA DE FINALIZACIÓN

07/2016

Junta de Andaluca

Participantes:

  • Grupo de Inv. “Ingeniería de Bioprocesos y Tecnologías del Agua”.Universidad de Almería (BIO-263)

  • Unidad de “Tratamientos Solares de Agua”. PSA-CIEMAT

Situación: En curso

Resumen:

Existen actualmente nuevas tecnologías para la regeneración de aguas residuales que devuelven al agua la calidad adecuada al destino previsto (según RD 1620/2007), sin embargo, los diferentes costes y problemáticas en cuanto a su aplicación indican la necesidad de profundizar en su estudio teniendo en cuenta la minimización del coste energético y del riesgo ambiental que facilite su implementación. Además, es también necesario, para garantizar la calidad de las aguas regeneradas, evaluar estos tratamientos, incluyendo el estudio del riesgo potencial asociado a la reutilización del agua tratada.

El objetivo general del proyecto consiste en estudiar la combinación de tecnologías intensivas sostenibles para la mejora de la calidad de los efluentes acuosos en PYMES. Para tal fin se diseñará un nuevo proceso integrado basado en el uso de reactores de membrana anóxicos y fotocatálisis solar para la regeneración de aguas residuales industriales de PYMES que permita su reutilización según RD 1620/2007. En este sentido, debe prestarse atención tanto a la desinfección de las aguas depuradas como a la eliminación de contaminantes persistentes. Así mismo, también se llevará a cabo la aplicación de ultrasonidos para minimizar la producción de fangos.

Objetivos:

  • Evaluar la combinación de diferentes tecnologías intensivas sostenibles basadas en el uso de membranas y fotocatálisis solar para el tratamiento de efluentes de PYMES.

  • Estudiar la eliminación de nutrientes de efluentes de EDARI de PYMES mediante biorreactores anóxicos de membrana.

  • Integrar tratamientos basados en ultrasonidos para minimizar la generación de fangos en biorreactores de membrana.

  • Evaluar los procesos propuestos desde el punto de vista económico y de aseguramiento de la calidad.

Resultados durante 2014:

Dentro de los objetivos de este proyecto, el estudio de la desinfección de aguas no pudo realizarse con los efluentes reales de la empresa colaboradora (Cítricos del Andarax) por la elevada salinidad de éstos. Por tanto, se utilizó agua real de secundario de la depuradora municipal de Almería. Se analizó el uso de foto-Fenton solar en CPC a pH neutro para la inactivación de Escherichia coli y coliformes totales. Se llevaron a cabo experimentos de control para averiguar los efectos individuales del estrés mecánico, pH, concentración de reactivos, y la radiación UVA así como sus efectos combinados. El efecto germicida sinérgico de UVA con 50 mg L-1 de H2O2 llevó la desinfección hasta el límite de detección de coliformes totales en 120 min. El proceso de desinfección se aceleró por foto-Fenton, logrando la inactivación total en 60 min. La reducción de la concentración de bicarbonato natural que se encuentra en el agua depurada 250-100 mg L-1 no dio lugar a una mejora significativa en la inactivación bacteriana. Además, se evaluó el efecto del peróxido de hidrógeno y la dosis de hierro. Las mejores condiciones fueron de 50 mg L-1 de H2O2 y 20 mg L-1 de Fe. Debido a la variabilidad del agua durante las estaciones de otoño e invierno, la constante cinética de inactivación varió entre 0,07 ± 0,04 y 0,17 ± 0,04 min-1. Por otra parte, el agua tratada por foto-Fenton cumplió con el requisito de calidad microbiológica para la reutilización de aguas residuales en el riego de acuerdo con las directrices de la OMS y en particular por la legislación española.

"inactivación-coliformes"

Figura 1. Inactivación de coliformes totales mediante foto-Fenton (50 mg H2O2 L-1 20 mg Fe2 L-1) en cinco réplicas de aguas depuradas recogidas durante un periodo de un año.

Otra tarea realizada en 2014 ha sido el estudio de la degradación de microcontaminantes (plaguicidas) adsorbidos en lodos de la depuradora industrial agroalimentaria mediante la desintegración del fango con ultrasonidos. La sonicación de lodos (24 kHz y 323 W) se realizó por lotes en un reactor de flujo acero inoxidable conectado a un tanque de recirculación. La máxima desintegración de lodos se alcanzó con una dosis de 0,87 MJ/L de ultrasonido dando lugar al 68,7% de solubilización del contenido de carbono en la biomasa desintegrada. El lodo sonicado era biodegradable, por lo tanto capaz de ser devuelto al tratamiento secundario de aguas residuales. El tratamiento por ultrasonidos dio lugar a una reducción significativa en el contenido de plaguicida de los lodos (se eliminó el 90% de la masa total de plaguicida). La investigación en el mecanismo de sono-degradación de los dos plaguicidas más abundantes (tiabendazol e imazalil) en disolución acuosa reveló que la degradación principal de microcontaminantes es debida al ataque de radicales hidroxilo.

Publicaciones:

  • Cabrera Reina, A., Santos-Juanes Jordá, L., García Sánchez, J. L., Casas López, J. L., Maldonado, M. I., Sánchez Pérez, J. A. Effects of environmental variables on the photo-Fenton plant design. Chemical Engineering Journal 2014. 237: 469–477
  • Rivas Ibáñez, G., Casas López, J. L., Esteban García, B., Sánchez Pérez, J. A. Controlling pH in biological depuration of industrial wastewater to enable micropollutant removal using a further Advanced Oxidation Process. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 2014. 89(8): 1274-1282
  • Ortega-Gómez, E., Esteban García, B., Ballesteros Martín, M.M., Fernández Ibáñez, P., Sánchez Pérez, J. A. Inactivation of natural enteric bacteria in real municipal wastewater by solar photo-Fenton at neutral pH. Water Research 2014. 63: 316-324
  • Cabrera Reina, A., Santos-Juanes Jordá, L., Casas López, J. L., Maldonado, M. I., García Sánchez, J. L., Sánchez Pérez, J. A. Biological oxygen demand as a tool to predict membrane bioreactor best operating conditions for a photo-Fenton pretreated toxic wastewater. Journal of Chemical Technology & Biotechnology 2015. 90 (1): 110-119