Aerobic granulation

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The biological treatment of wastewater in the waste water treatment plant often accomplished by means of the application of conventional activated sludge systems. These systems generally require large surface areas for implantation of the treatment and biomass separation units due to the usually poor settling properties of the sludge. In recent years, new technologies are being developed to improve this system. The use of aerobic granular sludge is one of them.


Aerobic Granules
Aerobic Granules

Aerobic granular biomass

A definition to discern between an aerobic granule and a simple floc with relatively good settling properties came out from the discussions which took place at the “1st IWA-Workshop Aerobic Granular Sludge” in Munich (2004) and literally stated that:

“Granules making up aerobic granular activated sludge are to be understood as aggregates of microbial origin, which do not coagulate under reduced hydrodynamic shear, and which settle significantly faster than activated sludge flocs”(de Kreuk et al. 2005[1])"

Formation of aerobic granules

SBR Reactor, with aerobic granules
SBR Reactor, with aerobic granules

Granular sludge biomass is developed in Sequencing Batch Reactors (SBR) and without carrier materials. These systems fulfil most of the requirements for their formation as:

Feast - Famine regime: short feeding periods must be selected to create feast and famine periods (Beun et al. 1999[2]), characterized by the presence or absence of organic matter in the liquid media, respectively. With this feeding strategy the selection of the appropriate micro-organisms to form granules is achieved. When the substrate concentration in the bulk liquid is high, the granule-former organisms can storage the organic matter in form of poly-β-hydroxybutyrate to be consumed in the famine period, being in advantage with the filamentous organisms.
Short settling time: This hydraulic selection pressure on the microbial community allows retaining granular biomass inside the reactor while flocculent biomass is washed-out. (Qin et al. 2004[3])
Hydrodynamic shear force : Evidences show that the application of high shear forces favours the formation of aerobic granules and the physical granule integrity. It was found that aerobic granules could be formed only above a threshold shear force value in terms of superficial upflow air velocity above 1.2 cm/s in a column SBR, and more regular, rounder, and more compact aerobic granules were developed at high hydrodynamic shear forces (Tay et al., 2001[4]).

Advantages

The development of biomass in the form of aerobic granules is being recently under study for its application to the removal of organic matter, nitrogen and phosphorus compounds from wastewater. Aerobic granules in aerobic SBR present several advantages compared to conventional activated sludge process such as:

Stability and flexibility: the SBR system can be adapted to fluctuating conditions with the ability to withstand shock and toxic loadings
Excellent settling properties: a smaller secondary settler will be necessary, which means a lower surface requirement for the construction of the plant.
Good biomass retention: higher biomass concentrations inside the reactor can be achieved, and higher substrate loading rates can be treated.
Presence of aerobic and anoxic zones inside the granules to perform simultaneously different biological processes in the same system (Beun et al. 1999[5] )
The cost of running a wastewater treatment plant working with aerobic granular sludge can be reduced by at least 20% and space requirements can be reduced by as much as 75% (de Kreuk et al., 2004[6]).

Treatment of industrial wastewater

Synthetic wastewater was used in most of the works carried out with aerobic granules. These works were mainly focussed on the study of granules formation, stability and nutrient removal efficiencies under different operational conditions and their potential use to remove toxic compounds. The potential of this technology to treat industrial wastewater is under study, some of the results:

  • Arrojo et al. (2004)[7] operated two reactors that were fed with industrial wastewater produced in a laboratory for analysis of dairy products (Total COD : 1500-3000 mg/L; soluble COD: 300-1500 mg/L; total nitrogen: 50-200 mg/L). These authors applied organic and nitrogen loading rates up to 7 g COD/(L·d) and 0.7 g N/(L·d) obtaining removal efficiencies of 80%.
  • Cassidy and Belia (2005)[8] obtained removal efficiencies for COD and P of 98% and for N and VSS over 97% operating a granular reactor fed with slaughterhouse wastewater (Total COD: 7685 mg/L; soluble COD: 5163 mg/L; TKN: 1057 mg/L and VSS: 1520 mg/L). To obtain these high removal percentages, they operated the reactor at a DO saturation level of 40%, which is the optimal value predicted by Beun et al. (2001) for N removal, and with an anaerobic feeding period which helped to maintain the stability of the granules when the DO concentration was limited.
  • Schwarzenbeck et al. (2004)[9] treated malting wastewater which had a high content of particulate organic matter (0.9 g TSS/L). They found that particles with average diameters lower than 25-50 µm were removed at 80% efficiency, whereas particles bigger than 50 µm were only removed at 40% efficiency. These authors observed that the ability of aerobic granular sludge to remove particulate organic matter from the wastewaters was due to both incorporation into the biofilm matrix and metabolic activity of protozoa population covering the surface of the granules.
  • Inizan et al. (2005)[10] treated industrial wastewaters from pharmaceutical industry and observed that the suspended solids in the inlet wastewater were not removed in the reactor.
  • Tsuneda et al. (2006)[11] , when treating wastewater from metal-refinery process (1.0-1.5 g NH4+-N/L and up to 22 g/L of sodium sulphate), removed a nitrogen loading rate of 1.0 kg-N/m3·d with an efficiency of 95% in a system containing autotrophic granules.

Pilot research in aerobic granular sludge

Aerobic granulation technology for the application in wastewater treatment is widely developed at laboratory scales. The large-scale experience is still limited but different institutions are making efforts to improve this technology:

  • Since 1999 DHV Water, Delft University of technology (TUD), STW (Dutch Foundation for Applied Technology) and STOWA (Dutch Foundation for Applied Water Research) have been cooperating closely on the development of the aerobic granular sludge technology (Nereda™). Based on the results obtained, a pilot plant was started up in September 2003 in Ede (Netherlands). The heart of the installation consists of two parallel biological reactors with each a height and diameter of 6 m and 0.6 respectively and a volume of 1.5 m3.
  • From the basis of the aerobic granular sludge but using a contention system for the granules, a sequencing batch biofilter granular reactor (SBBGR) with a volume of 3.1m3 was developed by IRSA (Istituto di Ricerca Sulle Acque, Italy). Different studies were carried out in this plant treating sewage at a Italian wastewater treatment plant.
  • The use of aerobic granules prepared in laboratory, as a starter culture, before adding in main system, is the base of the technology ARGUS® (Aerobic Granules Upgrade System) developed by EcoEngineering Ltd.. The granules are cultivated on-site in small bioreactors called propagators and fill up only 2 to 3% of the main bioreactor or fermentor (digestor) capacity. This system is being used in a pilot plant with a volume of 2.7 m3 located in one Hungarian pharmaceutical industry.
  • The Group of Environmental Engineering and Bioprocesses from the University of Santiago de Compostela is currently operating a 100 L pilot plant reactor.

The feasibility study showed that the aerobic granular sludge technology seems very promising (de Bruin et al., 2004[12]. Based on total annual costs a GSBR (Granular sludge Sequencing Batch Reactors) with pre-treatment and a GSBR with post-treatment proves to be more attractive than the reference activated sludge alternatives (6-16%). A sensitivity analysis shows that the GSBR technology is less sensitive to land price and more sensitive to rain water flow. Because of the high allowable volumetric load the footprint of the GSBR variants is only 25% compared to the references. However, the GSBR with only primary treatment cannot meet the present effluent standards for municipal wastewater, mainly because of exceeding the suspended solids effluent standard caused by washout of not well settleable biomass.

References

  1. ^ de Kreuk M.K., McSwain B.S., Bathe S., Tay S.T.L., Schwarzenbeck and Wilderer P.A. (2005). Discussion outcomes. Ede. In: Aerobic Granular Sludge. Water and Environmental Management Series. IWA Publishing. Munich, pp.165-169)
  2. ^ Beun J.J., Hendriks A., Van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A. and Heijnen J.J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, Vol. 33, No. 10, pp. 2283-2290.
  3. ^ Qin L. Liu Y. and Tay J-H (2004). Effect of settling time on aerobic granulation in sequencing batch reactor. Biochemical Engineering Journal, Vol. 21, No. 1, pp. 47-52.
  4. ^ Tay J.-H., Liu Q.-S. and Liu Y. (2001). The effects of shear force on the formation, structure and metabolism of aerobic granules. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 57, Nos. 1-2, pp. 227-233.
  5. ^ Beun J.J., Hendriks A., Van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A. and Heijnen J.J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, Vol. 33, No. 10, pp. 2283-2290.
  6. ^ de Kreuk, M.K., Bruin L.M.M. and van Loosdrecht M.C.M. (2004). Aerobic granular sludge: From idea to pilot plant.. In Wilderer, P.A. (Ed.), Granules 2004. IWA workshop Aerobic Granular Sludge, Technical University of Munich, 26-28 September 2004 (pp. 1-12). London: IWA.
  7. ^ Arrojo B., Mosquera-Corral A., Garrido J.M. and Méndez R. (2004) Aerobic granulation with industrial wastewater in sequencing batch reactors. Water Research, Vol. 38, Nos. 14-15, pp. 3389 – 3399
  8. ^ Cassidy D.P. and Belia E. (2005). Nitrogen and phosphorus removal from an abattoir wastewater in a SBR with aerobic granular sludge. Water Research, Vol. 39, No. 19, pp. 4817-4823.
  9. ^ Schwarzenbeck N., Erley R. and Wilderer P.A. (2004). Aerobic granular sludge in an SBR-system treating wastewater rich in particulate matter. Water Science and Technology, Vol. 49, Nos. 11-12, pp. 41-46.
  10. ^ Inizan M., Freval A., Cigana J. and Meinhold J. (2005). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor (SBR) for industrial wastewater treatment. Water Science and Technology, Vol. 52, Nos. 10-11, pp. 335-343.
  11. ^ Tsuneda S., Ogiwara M., Ejiri Y. and Hirata A. (2006). High-rate nitrification using aerobic granular sludge. Water Science and Technology, 53 (3), 147-154.
  12. ^ de Bruin L.M.M., de Kreuk M.K., van der Roest H.F.R., Uijterlinde C. and van Loosdrecht M.C.M. (2004). Aerobic granular sludge technology: and alternative to activated sludge. Water Science and Technology, Vol. 49, Nos. 11-12, pp. 1–7)

External links

  • USC University of Santiago de Compostela. (Biogrup)
  • DHV Water -
  • TUDELF - Delf University
  • STW Dutch Foundation for Applied Technology
  • STOWA Dutch Foundation for Applied Water Research
  • NEREDA
  • IRSA Istituto di Ricerca Sulle Acque
  • ARGUS

Granulación aerobia

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El tratamiento biológico de las aguas residuales en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) a menudo se lleva a cabo por medio de la aplicación de sistemas basados en lodos activos. Estos sistemas generalmente requieren grandes superficies para la implantación de las diversas unidades de tratamiento y posterior separación de la biomasa, debido a la pobre sedimentabilidad de los lodos. En los últimos años se han desarrollado nuevas tecnologías buscando mejoras en estos sistemas. El uso de lodo granular aerobio es una de ellas.

Gránulos Aerobios
Gránulos Aerobios

Biomasa aerobia granular

Una definición para distinguir entre un gránulo aerobio y un simple flóculo con buena sedimentabilidad se propuso en los debates que tuvieron lugar durante el “1er IWA-Workshop Aerobic Granular Sludge” en Munich (2004) y dice literalmente:

“Los gránulos que forman un lodo granular aerobio son agregados de origen microbiano que no coagulan en condiciones de bajo estrés hidrodinámico y que sedimentan significativamente más rápido que los flóculos de lodo activo.” (de Kreuk et al. 2005[1])"


Formación de gránulos aerobios

Reactor SBR, con gránulos aerobios
Reactor SBR, con gránulos aerobios

La biomasa granular aerobia se forma en reactores secuenciales (Sequencing Batch Reactors) (SBR) sin materiales de soporte. Estos sistemas cumplen los requerimientos necesarios para la formación de los gránulos, como son:

Periodos de saciedad-hambruna: Se utilizan tiempos cortos de alimentación para crear periodos de saciedad seguidos de periodos de hambruna (Beun et al. 1999[2]), caracterizados por la presencia o ausencia de materia orgánica en el medio líquido respectivamente. Con esta estrategia de alimentación se logra la selección de los microorganismos adecuados para la formación de los gránulos. Cuando la concentración de sustrato en el medio líquido es alta, los organismos que forman gránulos pueden almacenar materia orgánica en forma de [[poly-β-hidroxibutirato]] que pueden consumir en el periodo de hambruna, con lo que estos organismos estarán en ventaja en esas condiciones sobre los organismos filamentosos.
Tiempos cortos de sedimentación: Esta presión selectiva hidráulica sobre los microorganismos permite retener la biomasa granular dentro del reactor, mientras la biomasa floculenta es lavada. (Qin et al. 2004[3])
Estrés hidrodinámico: Las pruebas muestran que la aplicación de altas fuerzas de corte favorece la formación de gránulos aerobios y mejora las características físicas de los mismos. Los gránulos sólo se forman con valores de esfuerzo cortante superiores a un valor umbral de 1,2 cm/s en términos de velocidad superficial ascensional del aire en un reactor SBR. Se forman gránulos más regulares, más redondeados y más compactos cuanto más alta sea la fuerza de corte hidrodinámica. (Tay et al., 2001[4]).

Ventajas

El desarrollo de biomasa en forma de gránulos aerobios ha sido objeto de estudio debido a sus aplicaciones en la eliminación de materia orgánica y compuestos de nitrógeno y fósforo de las aguas residuales. Los gránulos aerobios en reactores SBR presentan varias ventajas comparados con los tratamientos convencionales de lodos activos:

Estabilidad y flexibilidad: los sistemas SBR pueden adaptarse a condiciones fluctuantes, permitiendo evitar sobrecargas y tóxicos.
Excelente sedimentabilidad: Se necesita un sedimentador secundario más pequeño en comparación con los lodos activos convencionales, lo que se traduce en menores requerimientos de superficie para la construcción de la planta de tratamiento.
Buena retención de la biomasa: Se pueden alcanzar concentraciones de biomasa más altas dentro del reactor con lo que se pueden tratar mayores cargas de sustrato.
Presencia de zonas aerobias y anóxicas dentro de los gránulos que permiten realizar diferentes procesos biológicos en el mismo sistema. (Beun et al. 1999[5])
El coste de operación de una planta de tratamiento de aguas residuales trabajando con lodo aerobio en forma granular puede ser un 20% menor que trabajando con lodos activos convencionales. La reducción de espacio requerido puede reducirse hasta un 75%. (de Kreuk et al., 2004[6]).

Tratamiento de aguas residuales industriales

En los trabajos realizados con gránulos aerobios se ha utilizado principalmente aguas sintéticas. Estos trabajos estaban enfocados principalmente en el estudio de la formación de gránulos, de su estabilidad y de la eficiencia en la eliminación de nutrientes bajo diferentes condiciones operacionales, además de su potencial en la eliminación de compuestos tóxicos. El potencial de esta tecnología para el tratamiento de aguas residuales industriales se encuentra bajo estudio. Algunos resultados de estos estudios son:

  • Arrojo et al. (2004)[7] operaron dos reactores alimentados con aguas industriales procedentes de un laboratorio de análisis de productos lácteos: DQO total: 1500-3000 mg/L; DQO soluble: 300-1500 mg/L; Nitrógeno total: 50-200 mg/L). Se aplicaron cargas orgánicas y de nitrógeno de 7 g DQO/(L·d) y 0,7 g N/(L·d) respectivamente, obteniendo eficacias de eliminación del 80%.
  • Cassidy y Belia (2005)[8] obtuvieron eficacias en la eliminación de la DQO y del fósforo de hasta el 98%. Para el nitrógeno y los sólidos solubles volátiles (SSV) de hasta el 97%. Se utilizó un reactor granular alimentado con aguas residuales de matadero. (DQO total: 7685 mg/L; DQO soluble: 5163 mg/L; TKN: 1057 mg/L y SSV: 1520 mg/L). Para obtener estas altas eficacias de eliminación se operó el reactor con un nivel de saturación de oxígeno disuelto (OD) del 40%, el cual es el valor óptimo determinado por Beun et al.(2001) para la eliminación de nitrógeno. Se utilizó un periodo de alimentación anaerobio, lo que ayuda a mantener la estabilidad de los gránulos cuando la concentración de OD está limitada.
  • Schwarzenbeck et al. (2004)[9] trataron aguas residuales procedentes de la industria cervecera, con una alta concentración de materia orgánica particulada (0,9 g SST/L). Se encontró que las partículas con diámetro medio menor que 25-50 µm se eliminaban con una eficacia del 80%, mientras que partículas con diámetros mayores que 50 µm sólo se alcanzaban eficacias del 40%. La capacidad de los gránulos aerobios de eliminar materia orgánica particulada se debe a la incorporación de estas partículas en la matriz de la biopelícula y a la actividad metabólica de la población de protozoos que cubren la superficie de los gránulos.
  • Inizan et al. (2005)[10] trataron aguas industriales procedentes de industrias farmacéuticas y observaron que los sólidos suspendidos en el agua de entrada del sistema no eran eliminados en el reactor.
  • Tsuneda et al. (2006)[11] , trataron aguas residuales procedentes de una refinería de metales (1.0-1.5 g NH4+-N/L y hasta 22 g/L de sulfato de sodio), obteniendo una eliminación de nitrógeno de 1,0 kg-N/m3·d con una eficacia del 95% en un sistema conteniendo gránulos autotróficos.

Estudios en planta piloto

La tecnología de granulación aerobia para la aplicación en el tratamiento de aguas residuales está ampliamente desarrollada a escala de laboratorio. La experiencia en sistemas a gran escala es más limitada, pero varias instituciones realizan esfuerzos para desarrollar esta tecnología.

  • Desde 1999, DHV Water, la Delft University of technology (TUD), la STW (Dutch Foundation for Applied Technology) y la STOWA (Dutch Foundation for Applied Water Research) han trabajado conjuntamente en el desarrollo de la tecnología de lodos granulares aerobios (Nereda™). Basándose en los resultados obtenidos, se puso en funcionamiento una planta piloto en septiembre de 2003 en Ede (Holanda). El corazón de la instalación consiste en dos reactores biológicos paralelos de 6 m de alto y 0,6 m de diámetro, operando con un volumen de 1,5 m3.
  • Partiendo de lodo granular aerobio, pero usando un sistema de retención para los gránulos, el IRSA (Istituto di Ricerca Sulle Acque, Italia) desarrolló un reactor granular con biofiltros operando por cargas secuenciales (SBBGR) con un volumen de 3,1m3. Diferentes estudios fueron llevados a cabo en una planta de tratamiento de aguas residuales ubicada en Italia.
  • La tecnología ARGUS Aerobic Granules Upgrade System se basa en el empleo de gránulos aerobios preparados en laboratorio, que posteriormente se añaden en el sistema principal. Los gránulos se forman en pequeños biorreactores llamados propagadores y llenan el 2 ó 3% del reactor principal. Este sistema se emplea en una planta piloto con un volumen de 2,7 m3localizado en una industria farmacéutica en Hungría.
  • El Grupo de Ingeniería Ambiental y Bioprocesos de la Universidad de Santiago de Compostela tiene en marcha desde inicios del 2008 una planta piloto de 100 L para la investigación de la granulación aerobia.

Los estudios de viabilidad muestran que la tecnología de lodos granulares aerobios puede ser muy prometedora (de Bruin et al., 2004[12] ). Basándose en el coste anual de un reactor granular (GSBR) con pre-tratamiento y un GSBR con post-tratamiento, estos sistemas son más viables en un 6-16% Un análisis de sensibilidad muestra que la tecnología de lodos granulares es menos sensible al precio del suelo, y más sensible a los flujos de aguas pluviales. Debido a la alta carga volumétrica que se puede tratar en un GSBR, la superficie necesaria es de sólo un 25% comparada con los sistemas tradicionales de referencia. Sin embargo, los sistemas GSBR solamente con tratamiento primario no pueden alcanzar los actuales estándares de depuración de aguas residuales urbanas, principalmente debido al exceso de sólidos en suspensión en el efluente que supera los valores límite de emisión. Estos sólidos provienen del lavado de la biomasa no fácilmente sedimentable.

Referencias

  1. de Kreuk M.K., McSwain B.S., Bathe S., Tay S.T.L., Schwarzenbeck and Wilderer P.A. (2005). Discussion outcomes. Ede. In: Aerobic Granular Sludge. Water and Environmental Management Series. IWA Publishing. Munich, pp.165-169)
  2. Beun J.J., Hendriks A., Van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A. and Heijnen J.J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, Vol. 33, No. 10, pp. 2283-2290.
  3. Qin L. Liu Y. and Tay J-H (2004). Effect of settling time on aerobic granulation in sequencing batch reactor. Biochemical Engineering Journal, Vol. 21, No. 1, pp. 47-52.
  4. Tay J.-H., Liu Q.-S. and Liu Y. (2001). The effects of shear force on the formation, structure and metabolism of aerobic granules. Applied Microbiology and Biotechnology, Vol. 57, Nos. 1-2, pp. 227-233.
  5. Beun J.J., Hendriks A., Van Loosdrecht M.C.M., Morgenroth E., Wilderer P.A. and Heijnen J.J. (1999). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor. Water Research, Vol. 33, No. 10, pp. 2283-2290.
  6. de Kreuk, M.K., Bruin L.M.M. and van Loosdrecht M.C.M. (2004). Aerobic granular sludge: From idea to pilot plant. In Wilderer, P.A. (Ed.), Granules 2004. IWA workshop Aerobic Granular Sludge, Technical University of Munich, 26-28 September 2004 (pp. 1-12). London: IWA.
  7. Arrojo B., Mosquera-Corral A., Garrido J.M. and Méndez R. (2004) Aerobic granulation with industrial wastewater in sequencing batch reactors. Water Research, Vol. 38, Nos. 14-15, pp. 3389 – 3399
  8. Cassidy D.P. and Belia E. (2005). Nitrogen and phosphorus removal from an abattoir wastewater in a SBR with aerobic granular sludge. Water Research, Vol. 39, No. 19, pp. 4817-4823.
  9. Schwarzenbeck N., Erley R. and Wilderer P.A. (2004). Aerobic granular sludge in an SBR-system treating wastewater rich in particulate matter. Water Science and Technology, Vol. 49, Nos. 11-12, pp. 41-46.
  10. Inizan M., Freval A., Cigana J. and Meinhold J. (2005). Aerobic granulation in a sequencing batch reactor (SBR) for industrial wastewater treatment. Water Science and Technology, Vol. 52, Nos. 10-11, pp. 335-343.
  11. Tsuneda S., Ogiwara M., Ejiri Y. and Hirata A. (2006). High-rate nitrification using aerobic granular sludge. Water Science and Technology, 53 (3), 147-154.
  12. de Bruin L.M.M., de Kreuk M.K., van der Roest H.F.R., Uijterlinde C. and van Loosdrecht M.C.M. (2004). Aerobic granular sludge technology: and alternative to activated sludge. Water Science and Technology, Vol. 49, Nos. 11-12, pp. 1–7)

Links

  • USC Universidad de Santiago de Compostela. (Biogrup)
  • DHV Water -
  • TUDELF - Universidad de Delf
  • STW Dutch Foundation for Applied Technology
  • STOWA Dutch Foundation for Applied Water Research
  • NEREDA
  • IRSA Istituto di Ricerca Sulle Acque
  • ARGUS

El principio de la separación de los residuos es una parte esencial de la recuperación efectiva y sostenible de los recursos naturales. Pero hasta ahora, este principio no se ha aplicado plenamente con las aguas residuales. Se pueden obtener muchos beneficios separando los flujos de residuos en origen, mediante WC específicamente diseñados.


ScienceDaily -- Although urine makes up only 1 percent of the total volume of wastewater, it accounts for 50-80 percent of the nutrient content. Nutrients have to be removed by resource-intensive processes at wastewater treatment plants. In the absence of these processes, nutrient discharges pose a risk of eutrophication - threatening in particular coastal waters and fish stocks.

Aunque la orina sólo sea el 1% del volumen total en las aguas residuales, aporta el 50-80% del contenido en nutrientes (principalmente compuestos de nitrógeno y fósforo). Estas sustancias deben ser eliminadas en las plantas de tratamiento de aguas residuales, para evitar riesgos de eutrofización en los cauces receptores. A los ríos y mares pueden llegar, además de estos nutrientes, otras sustancias como residuos de medicinas, hormonas... excretados también por la orina.

El Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (EAWAG) realiza estudios en los que se muestra que el tratamiento de la orina, por separado del resto de aguas residuales, puede contribuir a un mejor control de la contaminación acuática y a una recuperación de nutrientes. Para esto es necesario realizar una eliminación separada de la orina, utilizando las denominadas tecnologías "NoMix".
En la página de este centro se puede encontrar información más ampliada . NoMix Tool

Se han testado varios métodos para el procesamiento de la orina. Estos sistemas permitirían recuperar los nutrientes de las aguas residuales, y su posterior empleo como fertilizantes, al tiempo que se eliminarían los microcontaminantes asociados a la orina (restos de medicamentos). Se podría recuperar un alto porcentaje de fósforo mediante precipitación con magnesio (formando estruvita).

Algunos diseños para esta separación de la orina:




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  • Dr. Martin Strohrmann
Senior Vice President Process Engineering, BASF AG
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  • Mrs. Ángeles Santamaría
Directora de Mercados y Prospectiva
Iberdrola Renovables
Las Nuevas Alternativas Energéticas

  • Dr. Ignacio E. Grossmann
Department of Chemical Engineering
Carnegie Mellon University
Pittsburgh, PA 15213, USA
New Research Trends in Process Systems Engineering: Product and Process Design, Energy and Sustainability, Enterprise-wide Optimization

  • Dr. Sebastião Feyo de Azevedo
President of the Working Party EFCE Chemical Engineering Education
The Bologna Process and Innovation in Chemical Engineering

  • Dr. Wolfgang Schüller
Chief Financial Officer
EUCODIS GmbH, Vienna
Life of CFO in White Biotechnology


Mesas redondas:

• New Frontiers in Chemical Engineering
Chairperson: Dr. Francesc Gòdia
Participants: Dr. Nicholas A. Peppas, Dr. Martin Strohrmann, Dr. Antonio Parente

• El Uso Sostenible del Agua en la Industria
Chairperson: Dr. Juan Rodríguez
Participants: Dr. Inmaculada Ortiz, Dr. Antoni Ginebreda, Dr. Eloy Garcia

• Formación en Ingeniería Química
Chairperson: Dr. Jaume Giménez
Participants: Dr. José Luis Sotelo, Dr. Gaspar Roselló

Producción de cemento incluyendo vídeo.

La definición de cemento que figura en la Norma IRAM 50000 dice:

"Conglomerante hidráulico obtenido como producto en una fábrica de cemento, que contiene al clínker portland como constituyente necesario. Es un material inorgánico finamente dividido que, amasado con agua, forma una pasta que fragua y endurece en virtud de reacciones y procesos de hidratación y que, una vez endurecido, conserva su resistencia y estabilidad incluso bajo el agua".

Y en la misma Norma se da la definición de clinker de cemento portland:

"Producto que se obtiene por cocción hasta fusión parcial (clinquerización) de mezclas íntimas, denominadas crudos, preparadas artificialmente y convenientemente dosificadas a partir de materias calizas y arcillas, con la inclusión de otros materiales que, sin aportar elementos extraños a los de composición normal del cemento, facilitan la dosificación de los crudos deseada en cada caso".

El componente hidráulico por excelencia es el silicato tricálcico (SC3), en el cual el dióxido de silicio se presenta combinado con la máxima cantidad posible de óxido de calcio.

La proporción estequiométrica es 73,7 % CaO y 26,3 % SiO2 . Pero este compuesto es estable únicamente por debajo de 700 ºC o entre 1250 º C y 1900 ºC [Fig. 1]. Por debajo de 1250 ºC, el estado puro se descompone lentamente en silicato bicálcico + óxido de calcio. Esta tensión positiva de disociación es aumentada por la presencia de silicato bicálcico formado.

Por sobre 1250 ºC la formación de silicato tricálcico se cumple sólo muy lentamente. Para que esta reacción se desarrolle a una velocidad compatible con un proceso industrial, se debe incorporar al sistema una fase líquida en el intervalo de temperaturas en que el silicato tricálcico es estable, que disolviendo el SiO2 y el CaO transforme la reacción de estado sólido a estado líquido y, alcanzada la combinación, enfriar rápidamente el magma por debajo de 700º C para que el silicato tricálcico formado, cristalice como Alita sin descomponerse.

La alúmina (Al2O3) y el óxido férrico (Fe2O3 ) que se combinan con el óxido de calcio (CaO) para formar aluminato de calcio con punto de fusión 1455 ºC y ferroaluminato de calcio con punto de fusión 1338º C, conforman el medio líquido apto para acelerar la reacción buscada entre el dióxido de silicio y el óxido de calcio.

La presencia de magnesio y álcalis, como componentes menores en los minerales tratados, da lugar a la formación de eutécticos de menor punto de fusión que favorecen el proceso.

La libertad en este esquema de reacciones no es absoluta. La cantidad de fase líquida aceptable está limitada por el porcentaje de aluminato y ferroaluminato de calcio admisibles en el cemento final, ya que los aluminatos de calcio son los componentes más susceptibles a los medios agresivos con que puede entrar en contacto el hormigón, mientras que los ferroaluminatos no le confieren gran resistencia mecánica al cemento.

Además, durante el proceso de reacción en el horno, la plasticidad de la mezcla semifundida tiene que ser controlada a fin de que puedan formarse los gránulos de clinker durante la rotación del horno, sin que por ello se adhiera al revestimiento refractario mayor cantidad de material que la necesaria para formar un encostre protector del mismo. Cuando la cantidad de fase líquida aumenta incontrolablemente, el horno se recubre interiormente con un revestimiento cada vez más grueso que puede llegar a formar anillos obstructores.




En este enlace se puede ver con unas animaciones las distintas fases en la producción de cemento.

Y en el vídeo siguiente un fragmento de un documental sobre la producción de cementos.

El ranking 2008 de El Mundo: (ver ranking 2007)

1. Complutense de Madrid
ALUMNOS: 524
PROFESORES: 41
NOTA DE CORTE: 7,26
PLAZAS: 82
DURACIÓN: 5 años
PRECIO ORIENTATIVO: 805 euros.

Tiene una gran tradición docente en la titulación. Mediante optativas, el alumno puede especializarse en Medio Ambiente y Bioquímica. Imparte 10 asignaturas adaptadas al Espacio Europeo de Educación Superior.
RASGO DESTACADO: El Atlas de la Ciencia la sitúa como la primera universidad española en cuanto al impacto de sus investigaciones.


2. Politècnica de Catalunya
ALUMNOS: 389
PROFESORES: 104
NOTA DE CORTE: 6,48
PLAZAS: 75
DURACIÓN: 5 años
PRECIO ORIENTATIVO: 957 euros.

Su plantel de profesores goza de gran prestigio internacional, algunos de los cuales son referentes de primer nivel por sus investigaciones. El índice de inserción laboral de sus titulados es del 100%. Desarrolla experiencias piloto de adaptación al EEES en seis asignaturas.
RASGO DESTACADO: La exigencia del plan de estudios: contempla una fase selectiva y un proyecto de fin de carrera obligatorio y equivalente a 24 créditos.

3. Oviedo
ALUMNOS: 372
PROFESORES: 72
NOTA DE CORTE: 5
PLAZAS: Sin límite
DURACIÓN: 5 años
PRECIO ORIENTATIVO: 795 euros.

Imparte un máster oficial en Biotecnología Alimentaria y, desde hace varios años, organiza en verano un curso en inglés con alumnado internacional. Tiene en marcha 21 proyectos de investigación financiados.
RASGO DESTACADO: Su vinculación con empresas del sector, que se traduce en más de 35 contratos firmados.

4. País Vasco
Mantiene buena relación con la industria. Está en los puestos de cabeza en investigación.

5. Santiago de Compostela
Manifiesta interés por mejorar la docencia. El 97% del alumnado trabaja a los seis meses.


En la edición de este año se mantienen las tres de cabeza, Complutense de Madrid, Politécnica de Catalunya, y Oviedo. En el 5 puesto también se mantiene la Universidad de Santiago de Compostela. La única variación entre las 5 primeras es la Universidad del País Vasco, mientras que desaparece la Universidad de Zaragoza que en la anterior edición ocupaba el 4º puesto del ranking.





Existe una gran variedad de cementos según la materia prima base y los procesos utilizados para producirlo, que se clasifican en procesos de vía seca y procesos de vía húmeda.

El proceso de fabricación del cemento comprende cuatro etapas principales:

1. Extracción y molienda de la materia prima
2. Homogeneización de la materia prima
3. Producción del Clinker
4. Molienda de cemento.

La materia prima para la elaboración del cemento (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.

La etapa de homogeneización puede ser por vía húmeda o por vía seca, dependiendo de si se usan corrientes de aire o agua para mezclar los materiales. En el proceso húmedo la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce el clínker a temperaturas superiores a los 1500 °C. En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales. En este proceso el control químico es más eficiente y el consumo de energía es menor, ya que al no tener que eliminar el agua añadida con el objeto de mezclar los materiales, los hornos son más cortos y el clínker requiere menos tiempo sometido a las altas temperaturas.

El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.

(IECA, instituto español del cemento y sus aplicaciones)

(wikipedia)

El Agua.  

Publicado por Nico Morales Menéalo! Comparte!



Esta instalación está en Pau y tiene algo que ver con la exposición internacional Zaragoza 2008. Agua y Desarrollo Sostenible, 14 de junio - 14 de septiembre.

Música relacionada con el agua: humo en el agua.


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Escuchando ahora: Deep Purple - Smoke on the water
via FoxyTunes

Vídeo promocional de la carrera de Ingeniería Química en la universidad de Valladolid.
www.iq.uva.es