Créditos ECTS Créditos ECTS: 3
Horas ECTS Criterios/Memorias Horas de Tutorías: 1 Clase Expositiva: 10 Clase Interactiva: 16 Total: 27
Lenguas de uso Castellano, Gallego
Tipo: Materia Ordinaria Máster RD 1393/2007 - 822/2021
Departamentos: Ingeniería Química
Áreas: Ingeniería Química
Centro Escuela Técnica Superior de Ingeniería
Convocatoria: Segundo semestre
Docencia: Con docencia
Matrícula: Matriculable | 1ro curso (Si)
El objetivo de la materia es que todos los estudiantes del Máster Universitario en Ingeniería Química y de Bioprocesos cambien su concepto de las plantas de tratamiento de aguas residuales como sistemas ambientales en los que se consumen materias primas y energía a considerarlas como sistemas sostenibles (EDAR del siglo XXI) para la producción de recursos, energía, agua reutilizable, productos de valor añadido (nutrientes, biopolímeros...), que puedan ser producidos y utilizados de forma económicamente viable.
Los contenidos que se desarrollan en el curso son los contemplados de forma sucinta en el descriptor de la materia: “Estudio de distintas alternativas para transformar EDAR como sumideros de recursos en fuentes de producción de agua, energía y productos. Optimización energética operacional. Reutilización de aguas. Generación y aprovechamiento de energía.
Reducción de la producción de biomasa. Recuperación de productos: nitrógeno, fósforo, biopolímeros” tal como señala la memoria del Máster.
El programa de la materia se dividirá en 5 bloques que engloban los ítems anteriormente señalados en el descriptor.
El desarrollo de la asignatura se estructura en cinco temas para los que se indican las horas de Clases Expositivas (C.E.) y Clases Interactivas (C.I.) correspondientes:
Tema 1. Cambio de paradigma: de las plantas para la depuración a plantas de recuperación de recursos del agua residual (2 h C.E + 2 h C.I.)
EDAR, balances de materia y energía asociados. Energía asociada a bombeo y equipos asociados. Energía asociada a los sistemas de aeración. Medidas para la reducción de requerimientos de energía en plantas convencionales, optimización energética. Nuevos esquemas para el diseño de plantas de recuperación de recursos. Nuevos retos para la concepción de la EDAR del siglo XXI (disminución de la producción de lodos, contaminantes emergentes, gases de efecto invernadero). Objetivos de desarrollo sostenible. Economía circular en el sector del tratamiento de aguas residuales.
Caso de estudio: optimización energética de la operación de una planta de tratamiento de aguas residuales.
Tema 2. Reutilización de aguas residuales (2 h C.E + 2 h C.I.)
La calidad del agua para la reutilización. Aspectos sanitarios en la reutilización de aguas. Legislación y normativa. Tecnologías para la reutilización de aguas: Coagulación-floculación, filtración en lechos granulares, uso de membranas de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa. Desinfección de aguas para la reutilización. Reutilización de aguas en la industria, uso urbano y agricultura. Recarga de acuíferos.
Caso de estudio: Aplicación de tecnologías para la eliminación de compuestos emergentes con fines de reutilización.
Tema 3. Estrategias para la optimización de la producción y aprovechamiento de energía (2 h C.E + 2 h C.I.).
Optimización del uso de la materia orgánica del agua residual para producir biogás. Digestión anaerobia psicrófila. Alternativas para la eliminación del nitrógeno de la línea de retorno de lodos y en la línea principal de una EDAR enfocados a minimizar las necesidades biológicas de materia orgánica. Ruta del nitrito. Proceso Anammox. Desnitrificación autótrofa. Producción de gases de efecto invernadero.
Caso de estudio: Aplicaciones en la línea de lodos y en la línea de aguas de una EDAR. Implicaciones energéticas en la operación de las EDAR (I).
Tema 4. Sistemas biológicos avanzados de alta carga con bajas tasas de producción de biomasa (2 h C.E + 2 h C.I.)
Sistemas granulares. Formación de gránulos anaerobios. Procesos biológicos: anaerobios o anóxicos. Criterios de diseño. Reactores de alta carga. Parámetros implicados en la formación de gránulos aerobios. Operación de sistemas secuenciales. Procesos biológicos: aerobios, anaerobios y anóxicos. Parámetros fundamentales para el diseño. Tipos de reactores empleados.
Caso de estudio: Aplicaciones en la línea de lodos y en la línea de aguas de una EDAR. Implicaciones energéticas en la operación de las EDAR (II).
Tema 5. Recuperación de productos valorizables de las aguas residuales (2 h C.E + 4 h C.I.).
Compuestos de acumulación bacteriana. Bioplásticos y polihidroxialcanoatos (PHA). Propiedades y usos de PHA. Compuestos de acumulación asociados a la eliminación biológica de la materia orgánica o de fósforo. Proceso Phostrip. Producción de PHA en cultivos puros y mediante cultivos microbianos mixtos. Parámetros operacionales. Uso de aguas residuales como sustrato para la producción de compuestos de acumulación como los PHA. Producción de ácidos grasos volátiles. Produción de exopolímeros.
Caso de estudio: Aplicaciones en la línea de lodos y en la línea de aguas de una EDAR. Implicaciones energéticas en la operación de las EDAR (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
En esta materia el alumno adquirirá o practicará una serie de conocimientos, competencias y habilidades, propios de la ingeniería en general y específicas de la ciencia y tecnología de tratamiento de aguas en particular.
Conocimientos
(CN02) Adquirir conocimientos avanzados y demostrar, en un contexto de investigación científica y tecnológica o altamente especializado, una comprensión detallada y fundamentada de los aspectos teóricos y prácticos y de la metodología de trabajo en uno o más campos de estudio en Ingeniería Química.
Competencias
(CP09) Gestionar la Investigación, Desarrollo e Innovación Tecnológica, atendiendo a la transferencia de tecnología y los derechos de propiedad y de patentes.
Habilidades
(HD01) Tener habilidad para solucionar problemas que son poco familiares, incompletamente definidos, y tienen especificaciones en competencia, considerando los posibles métodos de solución, incluidos los más innovadores, seleccionando el más apropiado, y poder corregir la puesta en práctica, evaluando las diferentes soluciones de diseño.
(HD04) Buscar, procesar, analizar y sintetizar, de forma crítica, información procedente de diversas fuentes para el establecimiento de las correspondientes conclusiones.
Antes del inicio del curso se facilitará a los alumnos una guía donde se indicará la planificación detallada de actividades a realizar en cada una de las sesiones de las que consta la materia. En esta se indicarán los diversos artículos, capítulos o libros de los que es necesaria su lectura previa a clase.
Se empleará el Campus Virtual de la materia (Moodle) para poner disponible a los alumnos la documentación relacionada con las actividades de los seminarios y el caso práctico así como para la comunicación alumno – profesor. Se realizarán una serie de casos prácticos por parte de los alumnos empleando la herramienta Microsoft Excel.
Descripción de la metodología empleada en cada actividad y competencias asociadas:
• Clases expositivas (CN02): Las clases se realizarán en forma de seminario donde el profesor tratará de hacer hincapié en los aspectos más destacables del estado del arte, y donde se verificará la asimilación de contenidos por parte de los alumnos.
• Seminarios (HD01, HD04): Se emplearán para resolver (empleando Microsoft Excel) los casos prácticos que se planteen para cada uno de los temas en que se divide la materia. En una de las sesiones de seminario habrá una charla impartida por un profesional del sector empresarial y relacionada con la temática de la materia. Esta actividad se realizará en colaboración con la materia Tecnologías innovadoras para el tratamento de efluentes.
• Visita técnica (HD04): Se realizará una visita técnica a una empresa relacionada con la materia, siempre que sea posible. Esta actividad se realizará en colaboración con la materia Tecnologías innovadoras para el tratamiento de aguas.
i
• Prácticas de laboratorio (CP09): Se realizará 1 práctica de 4 horas en las que los alumnos aplicarán los contenidos vistos en clase a una etapa de tratamiento o recuperación de un producto de una planta depuradora con el fin de optimizar el proceso, por ejemplo:
-Seguimiento de ciclos de acumulación en un reactor de producción de biopolímeros.
-Caracterización de la actividad de biomasa Anammox como parámetro de control de la operación de un reactor de eliminación autótrofa de nitrógeno.
-Determinación de actividades aerobias por respirometría.
• Tutoría grupal (HD01, HD04): Se realizará 1 tutoría grupal para resolver dudas concretas sobre la realización de casos de estudio o las prácticas de laboratorio.
La calificación del alumno será una media ponderada entre el rendimiento del mismo en los siguientes cuatro ítems: Informe del profesor sobre el rendimiento en la materia, calidad del trabajo realizado, rendimiento en el laboratorio y el examen. En el trabajo a realizar los alumnos (en grupos de 2-3) resolverán los casos de estudio propuestos por el profesor en cada tema. La importancia de cada uno de los ítems a evaluar junto a la competencia que se desarrolla en cada uno es la siguiente:
1. Tutoría 5% (HD01, HD04)
2. Visita + Charla empresa 5% (HD04)
3. Trabajo equipo 45% (HD01, HD04)
4. Laboratorio 15% (CP09)
5. Examen 30% (CN02)
Para superar la materia es preciso obtener, al menos, el 50% de la nota del Examen y obtener una cualificación global mínima de 5,0 puntos. En el caso de no alcanzar el 50% de la nota del examen la calificación global de la materia corresponderá únicamente a la del examen. Las notas de las actividades realizadas (tutoría, visita técnica, charla, trabajo en equipo y laboratorio) se conservarán para la segunda oportunidad.
En caso de no superar la asignatura en la primera oportunidad, en la segunda oportunidad se seguirá teniendo en cuenta la calificación obtenida en los diferentes ítems y solo habrá que realizar el examen. El examen de la segunda oportunidad tendrá una estructura idéntica al de la primera oportunidad.
Se considerarán no presentados los estudiantes que no participaran en ninguna de las actividades propuestas.
Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación lo recogido en la Normativa de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones.
Relación de evaluación de actividades y competencias:
Actividad.........................................Competencias
Tutoría...............................................HD01, HD04
Visita+Charla empresa........................HD04
Trabajo casos de estudio equipo......... CN02, HD01, HD04
Trabajo en el aula............................... CN02, HD01, HD04
Trabajo en el laboratorio......................CP09
Memoria laboratorio.............................CP09
Exame................................................CN02
La materia tiene una carga de trabajo equivalente a 3 ECTS. Las horas presenciales que corresponden a la materia se reparten de la forma que se indica en la tabla.
Distribución de la actividad formativa en ECTS
a) Horas presenciales
Clases magistrales...........10,0
Seminarios......................12,0
Prácticas laboratorio..........4,0
Tutorías grupo..................1,0
Examen y revisión.............2,0
b) Trabajo personal del alumnado…………46,0 h
Es importante que el alumnado estudie previamente aquellos textos, documentos o artículos que se vayan señalando en la guía docente. Es imprescindible tener un dominio medio o alto del idioma inglés y de manejo 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 las prácticas de laboratorio el alumno ha de venir provisto de bata de laboratorio y gafas de seguridad.
La admisión y permanencia del alumnado matriculado en el laboratorio de prácticas requiere que este conozca y cumpla las normas incluidas en el "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais" de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería, disponible en el apartado de seguridad de su web, a la que se puede acceder del siguiente modo:
1. https://www.usc.gal/gl/centro/escola-tecnica-superior-enxenaria
2. Acceder a la intranet con las credenciales personales.
3. Entrar en Comisións > Seguridade e Saúde > Formación
4. Pulsar en "Protocolo de formación básica en materia de seguridade para espazos experimentais".
En relación a la seguridad y prevención de riesgos laborales, para cada una de las prácticas el alumnado dispondrá de un manual básico de funcionamiento en el que se recogen los aspectos más relevantes.
Se empleará el Campus Virtual como herramienta para facilitar información/anuncios sobre la actividad docente a lo largo del curso y materiales complementarios para el estudio de la materia.
La materia será impartida en castellano.
Anuska Mosquera Corral
Coordinador/a- Departamento
- Ingeniería Química
- Área
- Ingeniería Química
- Teléfono
- 881816779
- Correo electrónico
- anuska.mosquera [at] usc.es
- Categoría
- Profesor/a: Catedrático/a de Universidad
| Miércoles | |||
|---|---|---|---|
| 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Castellano | Aula A6 |
| 26.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| 26.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 26.05.2025 10:00-12:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A6 |
| 07.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLIS_01 | Aula A6 |
| 07.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLE_01 | Aula A6 |
| 07.07.2025 16:00-18:00 | Grupo /CLIL_01 | Aula A6 |