Study on the gaseous emissions during the biological treatment of sewage sludge. Characterization of VOCs and odour emissions

Tesi d’estudis: Tesi doctoral

Resum

La gestió dels fangs generats durant el tractament de les aigües residuals a les estacions depuradores d’aigües residuals (EDARs) és un dels grans reptes als quals s’enfronten les autoritats Europees, estatals i locals, alhora que els gestors de plantes industrials de tractament d’aquests residus. La producció anual d’aquest residu als països Europeus supera els 7.5 milions de tones (matèria seca), essent necessari el seu tractament per tal de minimitzar o evitar els impactes mediambientals negatius associats. El compostatge i el bioassectage de fangs d’EDAR són dos processos de tractament similars amb objectius diferents. Per una banda, amb el compostatge es busca reduir tant el volum com l’activitat biològica del material per obtenir un producte que pugui ser emprat com a fertilitzant o esmena orgànica. Per altra banda, el bioassectatge de fangs promou la disminució de la humitat present per mitjà del calor metabòlic generat durant la degradació biològica de la matèria orgànica juntament amb l’aplicació d’alts cabals d’aeració per obtenir un producte final que pugui ser emprat com a biocombustible. Tot i això, ambdues tecnologies tenen associats impactes mediambientals i socials ineludibles, dels quals destaquen les emissions gasoses i odoríferes que deriven de la degradació biològica de la matèria orgànica. Entre tots els compostos gasosos que poden estar presents en aquestes emissions gasoses, l’amoníac, el sulfur d’hidrogen i els compostos orgànics volàtils (COVs) mereixen una menció especial quant a la seva contribució a l’olor generat, mentre que el metà i l’òxid nitrós són els principals compostos d’efecte hivernacle. En aquesta tesi, l’estudi de les emissions gasoses i odoríferes generades durant el tractament biològic de fangs d’EDAR s’ha centrat en una planta industrial de compostatge de llots d’EDAR i en una planta pilot de bioassecatge de llots d’EDAR. Primerament, es va avaluar l’influencia del temps de compostatge sobre les emissions gasoses i odoríferes i sobre l’estabilitat biològica assolida pel material a una planta real de compostatge de fangs d’EDAR. El procés de compostatge es divideix en dues fases principals, una primera de descomposició de la matèria orgànica duta a terme en canals de compostatge dinàmics amb un temps de residència de 4 dies, seguida d’una segona fase de maduració en piles trapezoïdals d’una duració de 30 dies. A l’augmentar el temps de residència del material als canals dinàmics de 4 a 14 dies, la degradació biològica de la matèria orgànica va millorar substancialment, mentre que les emissions gasoses i odoríferes generades durant la fase de maduració es van veure reduïdes. A més, es va realitzar una caracterització completa dels COVs, mostrant que els compostos organosulfurats, les cetones i els terpens són els grups de COVs predominants a les emissions gasoses generades durant aquest procés de compostatge. Finalment, es va operar un reactor de bioassecatge de llots d’EDAR a escala pilot per monitorar i caracteritzar completament les emissions gasoses i odoríferes d’aquest procés, proporcionant el primer inventari d’emissions d’amoníac, sulfur d’hidrogen, COVs totals i específics, olors, metà i òxid nitrós. Els resultats obtinguts es van comparar amb la bibliografia existent referent a emissions gasoses i odoríferes en processos de compostatge de fangs d’EDAR, mostrant que, de forma general, les emissions gasoses i odoríferes generades al llarg del procés de bioassecatge són menors que les associades als processos de compostatge de llots d’EDAR. A més de l’interès científic, aquesta tesi ajuda a incrementar l’expertesa dels grups d’investigació GICOM, GENOCOV i BETA en relació a les metodologies de mostreig i anàlisi d’emissions gasoses i odoríferes.
Data del Ajut31 de gen. 2020
Idioma originalEnglish
Institució adjudicatària
  • Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)
SupervisorAntonio Sanchez Ferrer (Director/a), David Gabriel Buguña (Director/a) & Joan Colón Jordà (Director/a)

Com citar-ho

'