Diseño de un proceso de desinfección del hogo Clostridium spp en aguas de salida de depuradora mediante fotocatálisis solar

Abstract

[ES] El tratamiento de aguas residuales es un tema de vital importancia para la salud pública y la preservación del medio ambiente. Las aguas tratadas pueden reutilizarse si alcanzan determinadas calidades que permitirían, por ejemplo, su uso como aguas de riego. Las normativas de reutilización de aguas residuales en aguas de riego requieren la eliminación de algunos restos de materia orgánica no degradada en las depuradoras y la total desinfección de éstas. Aunque el parámetro más empleado para la contaminación biológica es la presencia de la bacteria Escherichia Coli, las bacterias anaerobias Clostridium han demostrado una mayor resistencia a los tratamientos de desinfección y por ello su estudio se ha incrementado en los últimos años. En este Trabajo de Fin de Grado (TFG), se aborda el tema de la desinfección de Clostridium en aguas residuales, con el objetivo de evaluar la efectividad de diferentes tratamientos de desinfección para eliminar esta bacteria. El estudio se enfoca en la utilización del proceso foto-Fenton solar (combinación de sales de hierro y peróxido de hidrógeno bajo irradiación solar) aplicados en aguas reales de salida de depuradora. Se ha operado a los pHs naturales de las aguas para que estas técnicas tengan una posible aplicación a gran escala. Para facilitar la actividad del hierro al pH natural se han empleado complejantes. Se ha visto que la desinfección por luz directa, SODIS, tiene un gran peso en los procesos globales tipo foto-Fenton. La adición de ácido húmico comercial ha mejorado ligeramente el proceso, pero su elevado precio desaconseja su uso. Se ha supuesto un tratamiento en un reactor raceway y se han estimado los costes en presencia de ácido húmico y en ausencia de éste.

[EN] Wastewater treatment is an issue of vital importance for public health and the preservation of the environment. Treated water can be reused if it reaches certain qualities that would allow, for example, its use as irrigation water. The regulations for the reuse of wastewater in irrigation water require the elimination of some traces of non-degraded organic matter in the treatment plants and their total disinfection. Although the most commonly used parameter for biological contamination is the presence of the bacteria Escherichia coli, the anaerobic bacteria Chlostridium have shown greater resistance to disinfection treatments and therefore their study has increased in recent years. Among the contaminants that can be found in wastewater are microorganisms, some of which can be pathogenic and cause disease. Among these microorganisms is Clostridium, a genus of anaerobic bacteria that can be resistant to conventional disinfection treatments. This Final Degree Project (TFG) deals with the disinfection of Clostridium in wastewater, with the aim of evaluating the effectiveness of different disinfection treatments to eliminate this bacterium. The study focuses on the use of the solar photo-Fenton process (combination of iron salts and hydrogen peroxide under solar irradiation) applied in real wastewater treatment plant outlet water. It has been operated at the natural pHs of the waters so that these techniques have a possible application on a large scale. Complexing agents were used to facilitate iron activity at natural pH. It has been seen that disinfection by direct light, SODIS, has a great weight in the overall photo-Fenton type processes. The addition of commercial humic acid has slightly improved the process, but its high price discourages its use. Treatment in a raceway reactor was assumed and costs were estimated in the presence and absence of humic acid.

[CA] El tractament d’aigües residuals és un tema de vital importància per a la salut pública i la preservació del medi ambient. Les aigües tractades poden reutilitzar-se si aconsegueixen determinades qualitats que permetrien, per exemple, el seu ús com a aigües de reg. Les normatives de reutilització d’aigües residuals en aigües de reg requereixen l’eliminació d’algunes restes de matèria orgànica no degradada en les depuradores i la total desinfecció d’aquestes. Encara que el paràmetre més emprat per a la contaminació biològica és la presència de la bacteri Escherichia coli, els bacteris anaerobis Clostridium han demostrat una major resistència als tractaments de desinfecció i per això el seu estudi s’ha incrementat en els últims anys. En aquest Treball de Fi de Grau (TFG), s’aborda el tema de la desinfecció de Clostridium en aigües residuals, amb l’objectiu d’avaluar l’efectivitat de diferents tractaments de desinfecció per a eliminar aquest bacteri. L’estudi s’enfoca en la utilització del procés foto-Fenton solar (combinació de sals de ferro i peròxid d’hidrogen sota irradiació solar) aplicats en aigües reals d’eixida de depuradora. S’ha operat als pHs naturals de les aigües perquè aquestes tècniques tinguen una possible aplicació a gran escala. Per a facilitar l’activitat del ferro al pH natural s’han emprat complexants. S’ha vist que la desinfecció per llum directa, SODIS, té un gran pes en els processos globals tipus foto-Fenton. L’addició d’àcid húmic comercial ha millorat lleugerament el procés, però el seu elevat preu desaconsella el seu ús. S’ha suposat un tractament en un reactor raceway i s’han estimat els costos en presència d’àcid húmic i en absència d’aquest.