Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Traballo do Alumno/a ECTS: 51 Horas de Titorías: 3 Clase Expositiva: 9 Clase Interactiva: 12 Total: 75
Linguas de uso Castelán, Galego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Enxeñaría Química
Áreas: Enxeñaría Química
Centro Escola Técnica Superior de Enxeñaría
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Sen docencia (Extinguida)
Matrícula: Non matriculable | 1ro curso (Si)
O obxectivo da materia é que todos os estudantes do Máster Universitario en Enxeñaría Química e de Bioprocesos troquen o seu concepto das plantas de tratamento de augas residuais como sistemas ambientais nos que se consumen materias primas e enerxía a consideralas como sistemas sostibles (EDAR do século XXI) para a produción de recursos, enerxía, auga reutilizable, produtos de valor engadido (nutrientes, biopolímeros...), que poidan ser producidos e utilizados de forma económicamente viable.
Os contidos que se desenvolven no curso son os contemplados de forma sucinta no descritor da materia:
“Estudio de distintas opcións para a transformación de EDARs como sumidoiro de recursos en fontes de produción de enerxía, auga e nutrientes. Optimización enerxética operacional. Xeración e aproveitamento de enerxía. Recuperación de recursos: nitróxeno, fósforo, biopolímeros. Reutilización de augas. Novos desafíos: eliminación de contaminantes emerxentes e gases de efecto invernadoiro” tal como sinala a memoria do Máster.
O programa da materia dividirase en 5 bloques que engloban os ítems anteriormente sinalados no descritor.
O desenvolvemento da materia estruturase en cinco temas para os que se indican as horas de Clases Expositivas (C.E.) e Clases Interactivas (C.I.) correspondentes:
Tema 1. Troco de paradigma: das plantas para a depuración a plantas de recuperación de recursos da auga residual (2 h C.E + 2 h C.I.)
EDAR, balances de materia e enerxía asociados. Enerxía asociada a bombeo e equipos asociados. Enerxía asociada aos sistemas de aeración. Medidas para a redución de requirimentos de enerxía en plantas convencionais, optimización enerxética. Novos esquemas para o deseño de plantas de recuperación de recursos. Novos retos para a concepción da EDAR do século XXI (diminución da produción de lamas, contaminantes emerxentes, gases de efecto invernadoiro). Obxectivos de desenvolvemento sostible. Economía circular no sector do tratamiento de augas residuais.
Caso de estudio: optimización enerxética da operación dunha planta de tratamento de augas residuais.
Tema 2. Reutilización de augas residuais (2 h C.E + 2 h C.I.)
A calidade da auga para a reutilización. Aspectos sanitarios na reutilización de augas. Lexislación e normativa. Tecnoloxías para a reutilización de augas: Coagulación-floculación, filtración en leitos granulares, uso de membranas de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración e osmose inversa. Desinfección de augas para a reutilización. Reutilización de augas na industria, uso urbano e agricultura. Recarga de acuíferos.
Caso de estudio: Aplicación de tecnoloxías para a eliminación de compostos emerxentes con fins de reutilización.
Tema 3. Estratexias para a optimización da produción e aproveitamento de enerxía (2 h C.E + 2 h C.I.)
Optimización do uso da materia orgánica da auga residual para producir biogás. Dixestión anaerobia psicrófila. Alternativas para a eliminación do nitróxeno da liña de retorno de lamas e na liña principal dunha EDAR enfocados a minimizar as necesidades biolóxicas de materia orgánica. Ruta do nitrito. Proceso Anammox. Desnitrificación autótrofa. Produción de gases de efecto invernadoiro.
Caso de estudio: Aplicacións na liña de lamas e na liña de augas dunha EDAR. Implicacións enerxéticas na operación das EDARs (I).
Tema 4. Sistemas biolóxicos avanzados de alta carga con baixas taxas de produción de biomasa (2 h C.E + 2 h C.I.)
Sistemas granulares. Formación de gránulos anaerobios. Procesos biolóxicos: anaerobios ou anóxicos. Criterios de deseño. Reactores de alta carga. Parámetros implicados na formación de gránulos aerobios. Operación de sistemas secuenciais. Procesos biolóxicos: aerobios, anaerobios e anóxicos. Parámetros fundamentais para o deseño. Tipos de reactores empregados.
Caso de estudio: Aplicacións na liña de lamas e na liña de augas dunha EDAR. Implicacións enerxéticas na operación das EDARs (II).
Tema 5. Recuperación de produtos valorizables das augas residuais (2 h C.E + 4 h C.I.)
Compostos de acumulación bacteriana. Bioplásticos e polihidroxialcanoatos (PHA). Propiedades e usos de PHA. Compostos de acumulación asociados á eliminación biolóxica da materia orgánica ou de fósforo. Proceso Phostrip. Produción de PHA en cultivos puros e mediante cultivos microbianos mixtos. Parámetros operacionais. Uso de augas residuais como substrato para a produción de compostos de acumulación como os PHA. Produción de ácidos grasos volátiles. Produción de exopolímeros.
Caso de estudio: Aplicacións na liña de lamas e na liña de augas dunha EDAR. Implicacións enerxéticas na operación das EDARs (III).
Bibliografía básica
- METCALF & EDDY INC. Wastewater Engineering. Treatment and resource recovery. 5ª Edición (edición internacional). New York: Editorial Mc-Graw Hill Higher Education, 2014. ISBN: 978-1-259-01079-8 Código ETSE: A213 13
Bibliografía complementaria (artículos; normas)
- ARROJO, B. MOSQUERA-CORRAL, A., GARRIDO, J.M. e MÉNDEZ, R. Aerobic granulation with industrial wastewater in sequencing batch reactors. Water Research [en liña]. 2004, 38, 3389 – 3399 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/j.watres.2004.05.002
- ASANO, T. e BAHRI, A. Global challenges to wastewater reclamation and reuse. En: JAN LUNDQVIST (ed.). On the water front. World Water Week. Stockholm: Stockholm International Water Institute-SIWI, 2011, vol. 2, pp. 65-73. ISBN : 978-91-975872-8-0
- BEUN, J.J., HENDRIKS, A., VAN LOOSDRECHT, M.C.M., MORGENROTH, E., WILDERER, P.A. e HEIJNEN, J.J. Aerobic granulation in a sequencing batch reactor, Water Research [en liña]. 1999, 33(10), 2283-2290 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/S0043-1354(98)00463-1
- BLANCO, A., ORDÓÑEZ, R. e HERMOSILLA, D. 100% Reutilización de agua para fabricar 100% papel recuperado. Infoenviro [en liña]. 2009, 91-94 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: http://eprints.ucm.es/11887/1/Infoenviro2009Aguas_definitivo.pdf
- CAMPOS, J.L., VÁZQUEZ-PADÍN, J.R., FERNÁNDEZ, I., FAJARDO, C., SECA, I., MOSQUERA-CORRAL, A. e MÉNDEZ, R. Procesos avanzados de eliminación de nitrógeno: nitrificación parcial, Anammox, desnitrificación autótrofa. En: MOSQUERA-CORRAL A. (ed.). Tecnologías Avanzadas para el Tratamiento de Aguas Residuales. 2ª ed. Santiago de Compostela: Editorial Lápices 4, 2013, pp. 127-156. ISBN 13: 978-84-692-5028-0
- GARRIDO, J.M., FDZ-POLANCO, M. e FDZ-POLANCO, F. Working with energy mass balances: a conceptual framework to understand the limits of municipal wastewater treatment. Water Science and Technology [en liña]. 2013, 67(10), 2294-2301 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.2166/wst.2013.124
- GONZÁLEZ, Y., MEZA, J.C., GONZÁLEZ, O. e CÓRDOVA, J.A. Síntesis y biodegradación de polihidroxialcanoatos: plásticos de origen microbiano. Revista Internacional de Contaminación Ambiental [en liña]. 2013, 29(1), 77-115 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: http://www.scielo.org.mx/pdf/rica/v29n1/v29n1a7.pdf
- Guía para la aplicación del R.D. 1620/2007 por el que se establece el Régimen Jurídico de la Reutilización de las Aguas Depuradas [en liña]. España: Centro de publicaciones del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y Marino, 2010 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: https://www.miteco.gob.es/es/agua/publicaciones/GUIA%20RD%201620_2007__…
- HERNÁNDEZ, F., MOLINOS, M. e SALA-GARRIDO, R. Eficiencia energética, una medida para reducir los costes de operación en las estaciones depuradoras de agua residuales. Tecnología del Agua, 2011, 326, 46-54. ISSN 0211-8173
- HULSHOFF, L.W., DE CASTRO,S.I., LETTINGA, G. e LENS, P.N.L. Anaerobic sludge granulation. Water Research [en liña]. 2004, 38, 1376–1389 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/j.watres.2003.12.002
- LEE, W.S., MAY CHUA, A.S., YEOH, H.K. e NGOH, G.C. A review of the production and application of waste-derived VFA. Chemical Engineering Journal [en liña]. 2014, 235, 83-99 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/j.cej.2013.09.002
- LUO, Y., GUO, W., NGO, H.H., NGHIEM, L.D., HAI, F.I., ZHANG, J., LIANG, S., e WANG, X.C. A review on the occurrence of micropollutants in the aquatic environment and the fate and removal during wastewater treatment. Science of the Total Environment [en liña]. 2014, 472-474, 619-641 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/j.scitotenv.2013.12.065
- MELGAREJO, J. Efectos ambientales y económicos de la reutilización del agua en España. Clm. Economía [en liña]. 2009, 15, 245-270 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: http://www.clmeconomia.jccm.es/pdfclm/melgarejo_clm_15.pdf
- MORALEJO-GÁRATE H., MOSQUERA-CORRAL A., KLEEREBEZEM R., CAMPOS J.L. e VAN LOOSDRECHT M.C.M. Innovative processes for resources recovery from wastewaters: PHA production. En: OMIL PRIETO, F. y SUÁREZ MARTÍNEZ S. (eds.). Innovative technologies for urban wastewater treatment plants. Santiago de Compostela: Editorial Lápices 4, 2012, pp. 261-296. ISBN 978-84-695-3514-1
- MORALES,N., VAL DEL RÍO, A., VÁZQUEZ-PADÍN, J.R., MÉNDEZ R., MOSQUERA-CORRAL, A. e CAMPOS, J.L. Integration of the Anammox process to the rejection water and main stream lines of WWTPs [en liña]. Chemosphere, 2015, 140, 99-105 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1016/j.chemosphere.2015.03.058
- MOSQUERA-CORRAL, A., FIGUEROA, M., MORALES, N., VAL, A., CAMPOS, J.L. e MÉNDEZ, R. Tecnologías basadas en biomasa granular aerobia. En: MOSQUERA-CORRAL A. (ed.). Tecnologías Avanzadas para el Tratamiento de Aguas Residuales. 2ª ed. Santiago de Compostela: Editorial Lápices 4, 2013, pp. 47-68. ISBN 13: 978-84-692-5028-0
- PÉREZ-PARRA, J. Depuración y reutilización de aguas residuales para riego. Curso superior de especialización. Mejora de la eficiencia del uso del agua en cultivos protegidos, Cajamar, 447-469 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: https://www.publicacionescajamar.es/publicacionescajamar/public/pdf/ser…
- REAL DECRETO 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas. BOE 294, 50639-50661. [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2007-21092
- REHM, B.H.A. Bacterial polymers: biosynthesis, modifications and applications. Nature Reviews, Microbiology, Advance online publication [en liña]. 2010, 1-15 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.1038/nrmicro2354
- SARPONG G., GUDE V.G. e MAGBANUA B.S.Energy autarky of small scale wastewater treatment plants by enhanced carbon capture and codigestion – A qualitative analysis Energy Conversion and Management [en liña]. 2019, 199, 111999 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en doi: 10.1016/j.enconman.2019.111999
- SIEGRIST, H., SALZGEBER, D., EUGSTER, J. e JOSS, A. Anammox brings WWTP closer to energy autarky due to increased biogas production and reduced aeration energy for N-removal. Water Science and Technology [en liña]. 2008, 57(3), 383-388 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: 10.2166/wst.2008.048
- SIMÓN, P., LARDÍN, C. e ABELLÁN, M. Optimización energética en EDAR de la región de Murcia. Ingeniería Civil [en liña]. 2012, 168, 93-112 [consultado 20 de maio 2021]. Dispoñible en: http://hispagua.cedex.es/sites/default/files/hispagua_articulo/Ingcivil…
- VAN HAANDEL, A.C. e LETTINGA, G. Anaerobic sewage treatment. A Practical Guide for Regions with a Hot Climate. Chichester, England: John Wiley & Sons Ltd., 1994. ISBN 978-0471951216
Nesta materia o alumno adquirirá ou practicará unha serie de competencias xenéricas e específicas, propias da enxeñaría en xeral e específicas da ciencia e tecnoloxía de tratamento de augas en particular.
Competencias xerais e básicas:
CB7 - Que os estudantes saiban aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en entornas novas ou pouco coñecidas dentro de contextos mais amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa súa área de estudio
CB10 - Que os estudantes posúan as habilidades de aprendizaxe que lles permitan continuar estudando dun xeito que haberá de ser en grande medida autodirixido ou autónomo.
CG1.- Ter adquirido coñecementos avanzados e demostrado, nun contexto de investigación científica e tecnolóxica ou altamente especializado, unha comprensión detallada e fundamentada dos aspectos teóricos e prácticos e da metodoloxía de traballo nun ou mais campos de estudio.
CG3.- Ser capaces de predicir e controlar a evolución de situacións complexas mediante o desenvolvemento de novas e innovadoras metodoloxías de traballo adaptadas ao ámbito científico/investigador, tecnolóxico ou profesional concreto, en xeral multidisciplinar, no que se desenvolve a súa actividade.
CG6.- Ter habilidade para solucionar problemas que son pouco familiares, incompletamente definidos, e teñen especificacións en competencia, considerando os posibles métodos de solución, incluídos os mais innovadores, seleccionando o mais axeitado, e poder corrixir a posta en práctica, avaliando as diferentes solucións de deseño.
CG8.- Realizar a investigación axeitada, emprender o deseño e dirixir o desenvolvemento de solucións de enxeñaría, en entornas novas ou pouco coñecidas, relacionando creatividade, orixinalidade, innovación e transferencia de tecnoloxía.
CG15.- Adaptarse aos trocos estruturais da sociedade motivados por factores ou fenómenos de índole económico, enerxético ou natural, para resolver os problemas derivados e aportar solucións tecnolóxicas cun elevado compromiso de sostibilidade.
Competencias específicas:
CE3.- Aplicar os coñecementos adquiridos e a súa capacidade de resolución de problemas en entornos novos ou pouco coñecidos dentro de contextos mais amplos (ou multidisciplinares) relacionados coa área de estudio de Enxeñaría Química.
CE4.- Capacidade para aplicar o método científico e os principios da enxeñaría e economía, para formular e resolver problemas complexos en procesos, equipos, instalacións e servizos, nos que a materia experimente trocos na súa composición, estado ou contido enerxético, característicos da industria química e doutros sectores relacionados entre os que se encontran o farmacéutico, biotecnolóxico, materiais, enerxético, alimentario ou medioambiental.
Competencias transversais:
CT2.- Adaptarse aos trocos, sendo capaz de aplicar tecnoloxías novas e avanzadas e outros progresos relevantes, con iniciativa e espírito emprendedor.
CT4.- Capacidade analítica, crítica e de síntese.
No apartado de avaliación indícanse as tarefas específicas nas que se avaliarán as diferentes competencias.
Antes do inicio do curso facilitarase aos alumnos unha guía onde se indicará a planificación detallada de actividades a realizar en cada unha das sesións das que consta a materia. Nesta indicaranse os diversos artigos, capítulos ou libros dos que é necesaria a súa lectura previa á clase.
Empregarase o Campus Virtual da materia (Moodle) para poñer dispoñible aos alumnos a documentación relacionada coas actividades dos seminarios e o caso práctico así como para a comunicación alumno – profesor. Realizaranse unha serie de casos prácticos por parte dos alumnos empregando a ferramenta Microsoft Excel.
Decripción da metodoloxía empregada en cada actividade e competencias asociadas:
• Clases expositivas (CB10): As clases realizaranse en forma de seminario onde o profesor tratará de facer fincapé nos aspectos mais destacables do estado da arte, e onde se verificará a asimilación dos contidos por parte dos alumnos.
• Seminarios (CG3, CT2, CT4): Empregaranse para resolver (empregando Microsoft Excel) os casos prácticos que se prantexen para cada un dos temas en que se divide a materia. Nunha das sesións de seminario haberá unha charla impartida por un profesional do sector empresarial e relacionada coa temática da materia. Esta actividade realizarase en colaboración coa materia Tecnoloxías innovadoras para o tratamento de efluentes.
• Visita técnica (CE3, CB7): Realizarase unha visita técnica a unha empresa relacionada coa materia, sempre que sexa posible. Esta actividade realizarase en colaboración coa materia Tecnoloxías innovadoras para o tratamento de efluentes.
• Prácticas de laboratorio (CG8, CE3, CE4): Realizarase 1 práctica de 4 horas nas que os alumnos aplicarán os contidos vistos en clase a unha etapa de tratamento ou recuperación dun producto dunha pranta depuradora co fin de optimizar o proceso, por exemplo:
-Seguimento de ciclos de acumulación nun reactor de produción de biopolímeros.
-Caracterización da actividade de biomasa Anammox como parámetro de control da operación dun reactor de eliminación autótrofa de nitróxeno.
-Determinación de actividades aerobias por respirometría.
• Titoría grupal (CG1, CG6, CG15): Realizarase 1 tutoría grupal para resolver dúbidas concretas sobre a realización de casos de estudio ou as prácticas de laboratorio.
A cualificación do alumno será unha media ponderada entre o rendemento do mesmo nos seguintes catro ítems: Informe do profesor sobre o rendemento na materia, calidade do traballo realizado, rendemento no laboratorio e o exame. No traballo a realizar os alumnos (en grupos de 2) resolverán os casos de estudio propostos polo profesor en cada tema. A importancia de cada un dos ítems a avaliar xunto coa competencia que se desenvolve en cada uno é a seguinte:
1. Titoría 5% (CG1, CG15)
2. Visita + Charla 5% (CE3, CB7)
3. Traballo equipo 45% (CG3, CT2, CT4)
4. Laboratorio 15% (CG8, CE3, CE4)
5. Exame 30% (CB7, CB10, CG6, CE3)
Para superar a materia é preciso obter, ao menos, o 50% da nota do Exame e obter unha cualificación global mínima de 5,0 puntos. No caso de non acadar o 50% da nota do exame, a nota global da materia corresponderá unicamente ao exame. As notas das actividades realizadas (titoría, visita técnica, charla, traballo en equipo e laboratorio) gardaranse para a segunda oportunidade.
En caso de non superar a materia na primeira oportunidade, na segunda oportunidade seguirase tendo en conta a cualificación obtida nos diferentes ítems e só haberá que realizar o exame. O exame da segunda oportunidade terá unha estrutura idéntica á da primeira oportunidade.
Consideraranse non presentados os estudantes que non participaranen ningunha das actividades propostas.
“Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación o recollido na Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudiantes e de revisión de cualificacións”.
Relación de avaliación de actividades e competencias:
Actividade.........................................Competencias
Titoría...............................................CG1, CG15
Visita+Charla empresa........................CE3, CB7
Traballo casos de estudio equipo.........CG3, CT2, CT4
Traballo na aula...............................CB7, CB10, CG6, CE3, CT4
Traballo no laboratorio......................CG8, CE3, CE4
Memoria laboratorio.............................CG8, CE3, CE4
A materia ten unha carga de traballo equivalente a 3 ECTS que se reparten da forma que se sinala na táboa. As horas presenciais indican o número de horas de clases da materia, a través das diversas actividades que se realizan, o factor indica a estimación de horas que ten que adicar o estudante por hora de actividade, sendo as horas de traballo autónomo un cómputo do produto do factor polas actividades e o total a carga de traballo que supón cada actividade.
Distribución da actividade formativa en ECTS
Actividade..............Horas presenciais.........H. traballo alumno ........ECTS
Clases maxistrais...........10,0............................10,0....................0,8
Seminarios....................12,0............................14,0....................1,04
Aula informática..............0,0..............................0,0.....................0,0
Prácticas laboratorio........4,0..............................5,0......................0,36
Titorías grupo.................1,0..............................4,0......................0,2
Subtotal........................27,0............................33,0......................2,4
Titorías individualizadas....1,0............................4,0.......................0,2
Exame e revisión..............2,0............................8,0......................0,4
Total..............................30,0.........................45,0........................3,0
É importante que o alumnado estude previamente aqueles textos, documentos ou artigos que se vaian sinalando na guía docente. É imprescindible ter un dominio medio ou alto do idioma inglés e de manexo de excel.
Profesorado
Anuska Mosquera Corral
Dpto. Ingeniería Química
Teléfono: 886816779
correo-e: anuska.mosquera [at] usc.es (anuska[dot]mosquera[at]usc[dot]es)
Para as prácticas de laboratorio o alumno ten que vir provisto de bata de laboratorio e gafas de seguridade.
A admisión e permanencia do alumnado matriculado no laboratorio de prácticas require que este coñeza e cumpra as normas incluídas no "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais" da Escola Técnica Superior de Enxeñería, dispoñible no apartado de seguridade da súa web, ó que se pode acceder do seguinte xeito:
1. https://www.usc.gal/gl/centro/escola-tecnica-superior-enxenaria
2. Acceder á intranet coas credenciais persoais.
3. Entrar en Documentación > Seguridade > Comisión Seguridade e Saúde > Formación.
4. Premer en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais".
En relación á seguridade e prevención de riscos laborais, para cada unha das prácticas o alumnado disporá dun manual básico de funcionamiento no que se recollen os aspectos máis rsalientables.
Empregarase o Campus Virtual como ferramenta para facilitar información/anuncios sobre a actividade docente ao longo do curso e materiais complementarios para o estudo da materia.
A materia impartirase en castelán.
Anuska Mosquera Corral
Coordinador/a- Departamento
- Enxeñaría Química
- Área
- Enxeñaría Química
- Teléfono
- 881816779
- Correo electrónico
- anuska.mosquera [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidade
| Venres | |||
|---|---|---|---|
| 12:00-14:00 | Grupo /CLE_01 | Castelán | Aula A5 |
| 05.06.2023 10:00-12:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A5 |
| 05.06.2023 10:00-12:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A5 |
| 05.06.2023 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A5 |
| 10.07.2023 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A5 |
| 10.07.2023 16:00-18:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A5 |
| 10.07.2023 16:00-18:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A5 |