TBR - Tractament Biològic de Residus

Texto completo

(1)

Competències de la titulació a les quals contribueix l'assignatura

Altres: Magrí Aloy, Albert

Lopez Martinez, Marga

Responsable: Magrí Aloy, Albert

Unitat que imparteix: Curs:

Crèdits ECTS:

745 - EAB - Departament d'Enginyeria Agroalimentària i Biotecnologia 2018

GRAU EN ENGINYERIA DE SISTEMES BIOLÒGICS (Pla 2009). (Unitat docent Obligatòria)

6 Idiomes docència: Català, Castellà

Titulació:

Professorat

Específiques: Transversals:

1. Processos biològics pel tractament de residus orgànics.

2. SOSTENIBILITAT I COMPROMÍS SOCIAL - Nivell 3: Tenir en compte les dimensions social, econòmica i ambiental en aplicar solucions i dur a terme projectes coherents amb el desenvolupament humà i la sostenibilitat.

- Classes de teoria (grup gran): Para cada tema el professor fa una exposició en tres parts: (1) introducció dels objectius d'aprenentatge; (2) presentació dels conceptes bàsics i/o conceptes més complexes derivats; (3) promoció de la

participació i la implicació dels estudiants, proposant qüestions i/o temes de debat que permetin identificar, posar en valor i relacionar els conceptes abans esmentats.

- Practiques d'aula/gabinet (grup petit): En cada sessió el professor proposarà als estudiants la resolució de problemes i l'estudi de casos relacionats amb l'assignatura. El professor promourà que l'estudiant cerqui les solucions adequades, analitzant les dades disponibles, aplicant criteris i/o normes, exercitant rutines i aplicant les fórmules i transformacions adequades. El professor estimularà la discussió entre els estudiants dels resultats obtinguts i la seva interpretació. -Visites tècniques (grup petit). El professor programarà dues visites amb l'objectiu de conèixer el funcionament d'instal·lacions de tractament biològic.

- Guiatge dels estudiants en l'elaboració dels treballs lliurables que han de realitzar en cursar l'assignatura. El professor donarà indicacions clares i precises sobre els continguts, l'estructura i el procediment d'elaboració de cadascun dels treballs lliurables, així com sobre el format de les referències bibliogràfiques introduïdes (per defecte s'utilitzarà l'estil Harvard). Alguns exemples de treballs lliurables durant el curs són: informe bibliogràfic de caracterització de residus, qüestionari de les visites tècniques, informe de pràctiques de simulació numèrica de processos, informe dels exercicis de dimensionat d'instal·lacions, etc.

- L'aprenentatge autònom consistirà en què l'estudiant estudiï de forma reflexiva, crítica i interconnectada els continguts

(2)

- Referir els aspectes normatius aplicables a la gestió dels residus i identificar els elements clau per tal que la gestió permeti la preservació i/o millora dels recursos naturals (principalment el sòl, l'aigua i l'atmosfera) en el context de la sostenibilitat.

- Analitzar la importància dels diferents tipus de residus orgànics, conèixer la seva procedència i descriure'n les principals característiques.

- Identificar, definir i interpretar els paràmetres analítics útils per a l'avaluació dels residus orgànics i del processos de tractament aplicats.

- Comprendre els fonaments científics i tècnics dels processos biològics utilitzats pel tractament de residus orgànics, amb especial èmfasi en el compostatge i la digestió anaeròbia, descriure amb precisió les seves fases i/o etapes, conèixer l'enginyeria i els paràmetres d'operació i control dels processos, dimensionar les instal·lacions, avaluar mesures per evitar emissions perjudicials, i identificar els condicionants per a la inactivació tèrmica de patògens.

- Avaluar les característiques dels productes resultants del tractament biològic de residus i referir els seus usos.

- Triar la tecnologia més apropiada pel processat biològic i la valorització de residus orgànics, referint els factors clau per a l'elecció del tractament en relació a les característiques del residu, els productes a obtenir i al context socio-econòmic i ambiental.

- Obtenir, interpretar, discutir i aplicar informació tècnica, científica i legal relacionada amb les tecnologies de tractament biològic, la valorització de residus orgànics o la eliminació de compostos tòxics i perillosos en un exercici pràctic.

Dedicació total: 150h Hores grup gran:

Hores grup mitjà: Hores grup petit:

Hores activitats dirigides: Hores aprenentatge autònom:

40h 0h 20h 0h 90h 26.67% 0.00% 13.33% 0.00% 60.00%

(3)

INTRODUCCIÓ

CARACTERITZACIÓ, ORIGEN I QUANTIFICACIÓ

DE RESIDUS SUSCEPTIBLES DE TRACTAMENT

BIOLÒGIC

Dedicació: 2h Dedicació: 10h Grup gran/Teoria: 1h Aprenentatge autònom: 1h Grup gran/Teoria: 3h Aprenentatge autònom: 7h - Presentació de l'estructura de l'assignatura

- Context general sobre la gestió i el tractament de residus. Definicions - Conflictes i oportunitats

- Jerarquia de les actuacions - Els residus com a recursos - El paper dels processos biològics

- Caracterització: paràmetres físics i químics per a la caracterització de residus susceptibles de tractament biològic - Origen, composició i quantificació:

* Dejeccions ramaderes

* Residus agrícoles, forestals i de jardineria * Residus sòlids urbans

* Fangs d'estacions depuradores d'aigües residuals municipals i industrials * Residus orgànics d'origen industrial i dels serveis

Descripció:

Descripció:

Activitats vinculades:

Activitats vinculades:

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

(4)

CLASSIFICACIÓ DE TECNOLOGIES I

ESTRATÈGIES DE TRACTAMENT/PROCESSAT DE

RESIDUS

TRACTAMENTS BIOLÒGICS ANAEROBIS

Dedicació: 6h Dedicació: 26h Grup gran/Teoria: 2h Aprenentatge autònom: 4h Grup gran/Teoria: 10h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 14h - Processos unitaris: físics, químics, termoquímics i biològics

- Classificació de processos segons la fase en què s'apliquen: gasosa, líquida o sòlida - Estratègies de tractament en funció d'objectius de qualitat

- Fases de la digestió anaeròbia - Paràmetres ambientals i operacionals

- Dinàmica de les reaccions biològiques i equilibris químics - Assaigs de biodegradabilitat i activitat anaeròbia

- El model ADM1 per a la simulació numèrica del procés - Bioreactors anaerobis i camp d'aplicació

- Enginyeria i control del procés

- Condicionament i enriquiment del biogàs

- Els dipòsits controlats de residus com a digestors anaerobis. Simulació de les seves emissions

Descripció:

Descripció:

Activitats vinculades:

Activitats vinculades:

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

Activitat 3: Resolució de problemes i casos pràctics Activitat 4: Visites tècniques

(5)

TRACTAMENTS BIOLÒGICS AEROBIS.

COMPOSTATGE

ALTRES TRACTAMENTS BIOLÒGICS / ABIÒTICS

Dedicació: 26h Dedicació: 13h Grup gran/Teoria: 10h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 14h Grup gran/Teoria: 6h Aprenentatge autònom: 7h - Fonaments i condicionants físics, químics i energètics

- Microbiologia del compostatge

- Inactivació tèrmica de patògens i altres organismes - Etapes del compostatge

- Sistemes de compostatge - Enginyeria i control del procés - Emissions de gasos

- Altres tractaments biològics aerobis: bioassecat, bioestabilització, vermicompostatge, bokashi - Tractament tèrmic: incineració, gasificació, piròlisi

- Tractament de les emissions gasoses - Dipòsit controlat

Descripció:

Descripció:

Activitats vinculades:

Activitats vinculades:

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

Activitat 3: Resolució de problemes i casos pràctics Activitat 4: Visitas tècniques

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

(6)

CARACTERITZACIÓ I VALORITZACIÓ DELS

PRODUCTES RESULTANTS DELS TRACTAMENTS

BIOLÒGICS

CRITERIS PER A L'ELECCIÓ DELS SISTEMES DE

TRACTAMENT

ESTUDI DE CASOS

Dedicació: 9h Dedicació: 7h Dedicació: 51h Grup gran/Teoria: 3h Grup petit/Laboratori: 2h Aprenentatge autònom: 4h Grup gran/Teoria: 3h Aprenentatge autònom: 4h Grup gran/Teoria: 2h Grup petit/Laboratori: 14h - Paràmetres de qualitat i diagnosi dels productes

- Comparació dels productes resultants dels tractaments biològics amb altres residus orgànics - Valorització agronòmica

- Valorització no agronòmica

- Comparació entre sistemes de tractament biològic - Identificació dels criteris de presa de decisió - Marc normatiu

Descripció:

Descripció:

Activitats vinculades:

Activitats vinculades:

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

Activitat 1: Classes d'explicació teòrica Activitat 2: Proves d'avaluació

(7)

La qualificació final de l'assignatura (Nfinal) s'obtindrà per ponderació de les diferents proves i treballs avaluats durant el curs:

N1: Qualificació de les proves individuals d'avaluació. Hi hauran dos exàmens, un a meitat del quadrimestre (N11) i l'altre al final (N12).

N2: Qualificació del lliurable de caracterització de residus. N3: Qualificació de l'informe de les visites tècniques.

N4: Qualificació dels treballs de simulació numérica de processos.

N5: Qualificació de l'exercici de dimensionat i implantació d'instal·lacions. CG: 0,50·N3 + 0,25·N4 + 0,25·N5

Totes les qualificacions anteriors són sobre 10

Nfinal = 0,20·N11 + 0,25·N12 + 0,05·N2 + 0,05·N3 + 0,15·N4 + 0,15·N5 + 0,15CG

Sistema de qualificació

Normes de realització de les activitats

- Les proves individuals d'avaluació tindran dues parts: I) part sobre conceptes teòrics, en què no es podrà consultar cap documentació; II) part d'exercicis pràctics o resolució de problemes, en què es podrà consultar la documentació que es desitgi.

- Les activitats pràctiques i les visites tècniques són d'assistència obligatòria.

(8)

Bibliografia

Bàsica:

Complementària:

Chica-Pérez, A.F.. Ingeniería y aspectos técnicos de la estabilización aeróbica. Madrid: Mundi-Prensa, 2015. ISBN 9788484767060.

Flotats, X.. Ingeniería y aspectos técnicos de la digestión anaeróbica. Madrid: Mundi-Prensa, 2016. ISBN 9788484766292. Haug, R.T.. The practical handbook of compost engineering. Boca Raton, FL, USA: Lewis Publishers, 1993. ISBN 0873713737. López-Martínez, M.. Valorización de la fracción orgánica de residuos municipales: materia prima, proceso y producto. Madrid: Mundi-Prensa, 2014. ISBN 9788484766940.

Mata-Álvarez, J.. Biomethanization of the organic fraction of municipal solid wastes [en línia]. London, UK: IWA Publishing, 2002Disponible a: <http://site.ebrary.com.recursos.biblioteca.upc.edu/lib/upcatalunya/detail.action?docID=10850511>. ISBN 9781780402994.

Pascual-Valero, J.A.. Aspectos biológicos de la estabilización aeróbica. Madrid: Mundi-Prensa, 2015. ISBN 9788484765677. Solera, R.. Aspectos biológicos de la digestión anaeróbica. Madrid: Mundi-Prensa, 2014. ISBN 9788484767008.

Soliva-Torrentó, M.. Compostatge i gestió de residus orgànics. Barcelona: Diputació de Barcelona, 2001. ISBN 8477948038.

Arvanitoyannis, I.S.. Waste management for the food industries. Amsterdam: Elsevier: Academic Press, 2008. ISBN 9780123736543.

Boixadera, J.; Teira, M.R.. Aplicación agrícola de residuos orgánicos. Lleida: Universitat de Lleida, 2001. ISBN 8484090930. Bourgeois, S.. La valeur azotée des boues résiduaires des stations d'épuration urbaines. Angers, France: Ademe, 1996. ISBN 2868171508.

Bernal, M.P.. Guía de utilización agrícola de los materiales digeridos por biometanización [en línia]. Madrid: CSIC, 2011Disponible a:

<http://213.229.136.11/bases/ainia_probiogas.nsf/0/89A368DD73F7282DC125753F00587325/$FILE/PROBIOGAS_GuiaDigerid o.pdf>. ISBN 9788469418680.

Colin, F.; Newman, P.J.; Puolanne, Y.J. Recent developments in sewage sludge processing. London, UK: Elsevier Applied Science, 1991. ISBN 1851666834.

De Bertoldi, M.; Ferranti, M.P.; L'Hermite, P.. Compost: production, quality and use. London: Elsevier: Applied Science, 1987. ISBN 1851660992.

Flotats, X.; Sarquella, L.. Producció de biogàs per codigestió anaeròbia [en línia]. Barcelona: Institut Catàla d'Energia. Generalitat de Catalunya, 2008 [Consulta: 18/04/2018]. Disponible a: <http://upcommons.upc.edu/handle/2117/2265>. Gealt, M.A.; Levin, M.A.. Biotratamiento de residuos tóxicos y peligrosos: selección, estimación, modificación de

microorganismos y aplicaciones. Madrid: McGraw-Hill, 1997. ISBN 8448111303.

Gerardi, M.H.. The microbiology of anaerobic digesters. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, 2003. ISBN 0471206938. Hoitink, H.A.J.; Keener, H.M.. Science and engineering of composting: design, environmental, microbiological and utilization aspects. Worthington, OH, USA: Renaissance, 1993. ISBN 0936645156.

(9)

Prats, I.Ll.. Manual de gestió dels purins i de la seva reutilització agrícola. Barcelona: Departament de Medi Ambient. Generalitat de Catalunya, 1995. ISBN 843933236X.

Polprasert, C.. Organic waste recycling: technology and management. 3a ed. London, UK: IWA Publishing, 2007. ISBN 9781843391210.

Power, J.F.. Land application of agricultural, industrial, and municipal by-products. Madison, USA: Soil Science Society of America, 2000. ISBN 0891188347.

Rittmann, B.E.; McCarty, P.L.. Environmental biotechnology: principles and applications. McGraw-Hill, 2001. ISBN 8448132807.

Stoffella, P.J.; Kahn, B.A.. Utilización de compost en los sistemas de cultivo hortícola. Madrid: Mundi-Prensa, 2005. ISBN 848476186X.

Tchobanoglous, G.; Kreith, F.. Handbook of solid waste management. 2a ed. New York, USA: McGraw-Hill, 2002. ISBN 0071356231.

Wheatley, A.D.. Anaerobic digestion: a waste treatment technology. London, UK: Elsevier: Applied Science, 1990. ISBN 9781851665266.

Figure

Actualización...

Referencias

Actualización...

Related subjects :