TRACTAMENT PER TRAMETES VERSICOLOR DE LLOTS MBR CONTAMINATS Estudi d’utilització de residus agrícoles com a substrat de colonització
Guillem Llorens Blanch
Directores: Paqui Blánquez i Gloria Caminal
Mòduls 41890, 40436 i 41891
Master Oficial en Estudis Ambientals
Especialitat en Tecnologia Ambiental
13 de Setembre de 2011
Depuració d’aigües residuals
EDAR’s
Tractament d’aigües residuals basat en processos físic-químics i biològics: Tract. Primari Tract. Secundari
Tract. Terciari
Separació de sòlids i eliminació de nutrients
Efluent final menys contaminat c o m p l i n t e l s p a r a m e t r e s establerts en la legislació vigent
Llots de depuradora
Principal residu generat en la separació sòlid-líquid
Composició, característiques i propietats variables
Alt contingut en nutrients i materia orgànica
D i v e r s e s o p c i o n s d e manipulació i disposició final, però cal tractament previ
Introducció
Depuració d’aigües residuals
Sistemes que combinen reactor de llots actius amb un procés de filtració, poden ser:
Configuració Interna
Configuració Externa
No necessitat d’un sedimentador
Elevada CRT
Elevada [Biomassa]
Reactors MBR
Introducció
Biodegradació contaminants orgànics afavorida
EDAR Terrassa (Les Fonts)
Captació d’aigües residuals urbanes i industrials
Capacitat de disseny de la planta: 15.000 m3/d
Planta equipada amb un reactor MBR
Membranes Zenon 0,10 μm
Cabal entrada: 7.200 m3/d (300 m3/h)
TRH: 0,79 d
TRC: 30 d
Introducció
EDAR Terrassa (Les Fonts)
Aplicació agrícola directe
Desbast Desarenador
Centrifugació Sedimetador
Llots Actius
Sedimentador
Digestor Anaeròbic
Deshidratació
MBR
Entrada
Descàrrega al riu
Introducció
XXX
XXX
Línia fangs
Línia aigües
Trac. Bio.
Trac. Fís.
Presa de mostres dels
llots
Productes Farmacèutics i de Cura Personal
Grup heterogeni de productes que engloba des de fàrmacs a cosmètics
Els PPCP’s arriben als sistemes de tractament d’aigües després de ser excretats/utilitzats
Assoleixen el medi ambient ja sigui per les aigües residuals com pels fangs produits a les EDAR’s
La baixa concentració en les aigües de consum i la falta d’informació fa difícil preveure els futurs impactes
La reutilització de les aigües tractades, l’aprofitament dels llots en sectors com l’agricultura i la millora en les tècniques de detecció i remediació comporta que la contaminació per PPCP’s guanyi en importancia
Introducció
Hidroclorotiazida (HZT)
Diurètic per reduïr el volum de sang mi t jançant la inhibició de la capacitat del ronyó per retindre l’aigua.
Mètode detecció basat en: Wankhede SB, Tajne MR, Gupta KR, Wadodkar SG. ( 2 0 0 7 ) – F a s e m ò b i l modificada.
Detectat en estudis previs en la mateixa planta (Barceló 2009).
Introducció
Fongs de podridura Blanca (WRF) Trametes versicolor
Els fongs ligninolítics poden despolimeritzar i mineralitzar la lignina gràcies al seu sistema enzimàtic extracel·lular inespecífic
T.versicolor és un basidiomicet que pot produir els enzims: lignina peroxidasa (LiP), manganés peroxidasa (MnP) i lacasa (Lac)
T.versicolor s’ha estudiat àmpliament en el tractament d’aigües residuals contaminades amb tints tèxtils, productes farmacèutics i disruptors endocrins
Introducció
Mètodes de tractament
Biopila
Sòls/llots contaminats es barregen amb esmenes
Aquests sistemes acostumen a incloure:
Sist. d’aeració Sist. d’irrigació/
aportació de nutrients
Paràmetres de control: Humitat, Mescla, Nutrients i pH
Bioslurry
Sòls/llots contaminats es barregen amb aigua en un reactor tancat
Mescla típica: 10 – 30 % en sòlids
Aportació de nutrients i control de parametres (Tº, mescla, etc) per afavorir l’eficàcia dels microorganismes
Introducció
Objectius
Determinar si el fong pot creixer en llots d’MBR, tant en biopila (medi sòlid) com en bioslurry (medi líquid)
Avaluar si el fong és capaç de degradar l’HZT
Objectius i Procediments
Procediment Degradació de l’HZT en medi líquid:
Spiked HZT Mesura Lacasa Mesura Glucosa
Tractament dels llots: En Biopila (medi sòlid):
Preparació dels llots (centrifugació + assecat [105º - 36h]) Spiked HZT Mesura Lacasa Mesura Ergosterol Mesura [HZT]
En bioslurry (medi líquid): Spiked HZT Mesura Lacasa Mesura Glucosa Mesura [HZT]
Objectius i Procediments
Caracterització dels llots d’MBR
Paràmetre Valor
pH 8.75
SST (g·L-1) 3.98 ± 0.04
SSV (g·L-1) 2.43 ± 0.03 Capacitat de camp
(gH2O·gLlots-1) 0.53 ± 0.04
[HZT] inicial (µg/mL) 0.02 ± 0.01
pH elevat
Corrent de recirculació del MBR pobre en sòlids
Alt contingut en M.O.
Resultats
Degradació de l’HZT en Medi Líquid
Mesura de:
Lacasa
Glucosa
[HZT]
Mostreig a temps 0, 1h, 1d, 2d, 3d, 4d, 7d i 9d
Cultius Característiques
Abiòtic 100 mL medi + 0.2 mL HZT
Experimental 100 mL medi + 20 g pèl·lets+ 0.2 mL HZT
Killed Control
100 mL medi + 20 g pèl·lets + 0.2 mL HZT + 4
mL azida sòdica
Resultats
Degradació de l’HZT en Medi Líquid
Resultats
Activitat Lacasa i Glucosa
Degradació de l’HZT en Medi Líquid
La [HZT] mesurada al cap d’una hora no és l’esperada
Resultats
Degradació
7% de l’HZT s’adsorbeix sobre la biomassa del fong
45% de l’HZT es degrada
Tractament dels llots en Biopila
Precultiu de 11 dies
Substrat: restes de poda d’olivera
Mesura de:
Lacasa
Ergosterol
[HZT]
Mostreig a temps 0, 7d i 15d
Cultius Característiques
Abiòtic 3g llots secs + 1g substrat
Experimental 3g llots secs + 1g substrat + 0.5mL pèl·lets
Killed Control 3g llots secs + 1g substrat + 0.5mL pèl·lets autoclavats
Resultats
Tractament dels llots en Biopila
Resultats
Tractament dels llots en Bioslurry
Mesura de:
Lacasa
Glucosa
[HZT]
Mostreig a temps 0, 1d, 2d, 3d, 4d, 7d i 10d
Experiment Cultius (rèpliques) pH
Medi complert
Exp (3)
4.50 Abio (1)
KC (1)
Medi glucosa
Exp (3)
4.50 Abio (1)
KC (1)
Resultats
Tractament dels llots en Bioslurry
Medi Complert Medi Glucosa
Activitat Lacasa i Glucosa
Resultats
Tractament dels llots en Bioslurry
Medi Complert Medi Glucosa
Degradació
Resultats
9% de l’HZT s’adsorbeix sobre la biomassa del fong
14% de l’HZT es degrada
71% de l’HZT es degrada
Conclusions
T.versicolor és capaç de degradar l’HZT i de creixer sobre llots de MBR, tant en biopila com en bioslurry
Tot i que el fong té poder oxidatiu en les biopiles, el procés d’assecatge dels llots fa que el tractament no sigui viable en aplicacions reals
En bioslurry tots dos medis han presentat activitat lacasa i consum de glucosa, però la major degradació de l’HZT es dóna pels cultius amb medi glucosa
T.versicolor es aplicable en tractaments de bioremediació de llots MBR amb contaminants emergents en bioslurry
Treball futur
Quantificar l’ergosterol i la degradació de l’HZT de les mostres de l’experiment en biopila (medi sòlid)
Estudiar la capacitat del fong per degradar contaminants emergents en llots d’MBR en bioslurry sense medi i en un reactor en continu
Identificar els productes de la degradació i els enzims implicats
Disseny d’un procés escalable, optimització dels parametres d’operació per la seva aplicació a condicions reals
Estudi econòmic i ambiental del procés mitjançant eines com el LCA i l’anàlisi de riscos
TRACTAMENT PER TRAMETES VERSICOLOR DE LLOTS MBR CONTAMINATS Estudi d’utilització de residus agrícoles com a substrat de colonització
Top Related