Development of strategies for waste valorisation in waste water treatment plants (wwtps): consorci besòs tordera case study
- Autores: David Palma-Heredia
- Directores de la Tesis: Manel Poch Espallargas (dir. tes.), Miquel Ángel Cuguero Escofet (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Girona ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Karina Gibert Oliveras (presid.), Hèctor Monclús Sales (secret.), Jordi Bartroli Molins (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología del Agua por la Universidad de Girona
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La sostenibilidad es un concepto ideal con una tendencia al alza entre todos los sectores de actividad de la sociedad humana, movidos por la misma motivación: una crisis global de recursos, que afecta múltiples sectores de la actividad humana y que pueden conllevar una pérdida global de la calidad de vida de la humanidad. Una vía bien conocida para intentar conseguir un mayor grado de sostenibilidad es la aplicación del cambio de paradigma de economía lineal a circular, que permite reducir los residuos producidos e incrementar los recursos disponibles simultáneamente.
Dado que el agua es uno de les recursos más esenciales, el sistema de saneamiento del ciclo urbano del agua es un sector estratégico prominente donde la implementación de la economía circular se puede llevar a cabo. Las estaciones depuradoras de agua residual (EDAR), como nexo agua-energía-alimentación, pueden proveer de diferentes recursos recuperables, como agua potable, energía y nutrientes, a través de las tecnologías sostenibles. No obstante, la adecuada planificación del desarrollo de las EDAR, combinada con las tecnologías sostenibles, es una preocupación creciente debido a la complejidad de tal tarea y al contexto de rápidos cambios de la sociedad moderna.
El objetivo de la tesis es desarrollar y aplicar a un caso de estudio real un método que permita facilitar la planificación del desarrollo de EDAR y la implementación de procesos relativos a la economía circular en el sector del saneamiento. En el sistema de la EDAR, el fango de depuración es el principal residuo producido. Por tanto, los procesos relativos a su producción, transformación y valorización son el foco de la tesis.
Como se detalla en el Capítulo 3, los métodos aplicados están basados en los conceptos de análisis de sistemas y desarrollo de sistemas de ayuda a la decisión (SAD). Así, se seleccionan dos principales estrategias clave de implementación de economía circular, y para cada una de ellas se desarrollan metodologías adaptadas que se aplican al caso de estudio como aplicaciones de usuario.
La metodología es validada por medio de su aplicación a un caso de estudio real, que comprende un entorno heterogéneo con 26 EDAR, gestionadas por la entidad pública Consorci Besòs Tordera (CBT).
En el Capítulo 4, un análisis exhaustivo de la infraestructura del caso de estudio y sus procesos asociados se lleva a cabo. Se ejecuta un ejercicio de comparación para evaluar la eficiencia y el XXIII potencial del caso de estudio respecto referentes internacionales, con especial énfasis en la línea de fango de depuración.
En los Capítulos 5 y 6, las estrategias clave seleccionadas en el Capítulo 3 son desarrolladas y aplicadas. Por un lado, es desarrolla una herramienta para la generación de evaluaciones integrales y semiautomáticas sobre la implementación de nuevos procesos relacionados con la valorización de residuos (específicamente de los fangos de depuración de los sistemas de saneamiento); este reto se soluciona mediante el desarrollo de un simulador de procesos de EDAR integrado con SAD, que utiliza un set jerárquico de indicadores de rendimiento para evaluar cada escenario. Por otro lado, se aborda la optimización de la digestión anaerobia y su potenciación a través de la co-digestión combinada con el tratamiento centralizado del fango no digerido; esto se aproxima con el desarrollo de un algoritmo de optimización innovador basado en los métodos combinatorios del algoritmo de la colonia de hormigas (Ant Colony Optimisation) e incluye aspectos relativos a la planificación logística.
Los Capítulos 7 y 8 resumen una discusión general de las herramientas desarrolladas, sus limitaciones y su impacto esperado y marcan el camino para mejorar la planificación del desarrollo de las EDAR y optimizar la implementación de la economía circular.
