TRACTAMENT DE FANGS

AMB CONTAMINANTS

EMERGENTS:

DEGRADACIÓ I ANÀLISI

DEL RISC

Guillem Llorens Blanch

Seguiment 1er any de Tesi

5 de Juliol de 2012

Context (1) Bioremediació:1 Utilitzar microorganismes per degradar

compostos químics; tractaments més sostenibles i

econòmics que els processos fisicoquímics

Micoremediació:2 Utilització de fongs en bioremediació.

Els fongs són organismes eucariotes constituïts per

estructures anomenades micelis.

Fongs de podridura blanca (WRF):2 Els basidiomicets

poden degradar la fusta. Els fongs ligninolítics

despolimeritzen i minirelitzen la lignina gràcies al seu

sistema enzimàtic extracel·lular inespecífic.1Rodríguez, J.L.; Sánchez, J. (2003) Bioremediación. Fundamentos y aspectos microbiologicos. Industria y minería. 351, 12-16 1Crawford, R.L.; Crawford, D.L. (1997) Bioremediation: Principles and Applications. Cambridge University Press1Solanas, A. (2007) La Bioremediació. Treballs de la SCB. 58, 187-2022Singh, H. (2006) Mycoremediation, Fungal Bioremediation. Wiley2Webster, J., i Weber, R. W. S., (2007) Introduction to Fungi. Cambridge University Press2Ford, C.I., et al. (2007) Fungal inoculum properties: extracellular enzyme expression and pentachlorophenol removalby new zealand trametes species in contaminated field soils. Journal of Environmental Quality, Vol. 36, pp. 1749-1759.2Gadd, G. M. (2001) Fungi in Bioremediation. Cambridge University Press

Context (2) Trametes versicolor:2 Basidiomicet sapròfit àmpliament

estudiat en el tractament d’aigües residuals, sòls i llots

d’EDAR contaminats amb:

Tints tèxtils3

Fàrmacs i productes de cura personal (PPCPs)4

Filtres solars5

Hidrocarburs Aromàtics Policíclics (PAH) 6

Compostos organoclorats7

3Casas, N. et al. (2007) Degradation of orange g by laccase: fungal versus enzymatic process. EnvironmentalTechnology, 28, 1103-11103Blánquez, P. et al. (2008) Development of a continuous process to adapt the textile wastewater treatment by fungito industrial conditions. Process Biochemistry. 43, 1-74 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2010) Degradation of naproxen and carbamazepine in spiked sludge by slurry andsolid-phase Trametes versicolor systems. Bioresource Technology. 101, 2259–22664 Rodríguez-Rodríguez, C.E. et al. (2011) Solid-phase treatment with the fungus Trametes versicolor substantiallyreduces pharmaceutical concentrations and toxicity from sewage sludge. Bioresource Technology. 102, 5602–56085 Badia-Fabregat, M. et al. (2012) Degradation of UV filters in sewage sludge and 4-MBC in liquid medium by theligninolytic fungus Trametes versicolor. Journal of Environmental Management 104, 114-1206 Borràs, E. et al. (2010) Effect of soil bacteria on the ability of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) removal by

Trametes versicolor and Irpex lacteus from contaminated soil. Soil Biology & Biochemistry. 42, 2087-20937Vilaplana, M. et al (2008) Required equilibrium studies for designing a three-phase bioreactor to degradetrichloroethylene (TCE) and tetrachloroethylene (PCE) by Trametes versicolor. Chemical Engineering Journal. 144, 21-27

Context (3) PPCPs:8

Grup heterogeni de productes que engloba des de fàrmacs

a cosmètics

Els PPCP’s arriben als sistemes de tractament d’aigües

després de ser excretats/utilitzats

Assoleixen el medi ambient ja sigui per les aigües residuals

com pels fangs produits a les EDAR’s

La baixa concentració en les aigües de consum i la falta

d’informació fa difícil preveure els futurs impactes

La reutilització de les aigües tractades, l’aprofitament dels

llots en sectors com l’agricultura i la millora en les tècniques

de detecció i remediació comporta que la contaminació

per PPCP’s guanyi en importancia8Erickson, B.E. et al. (2002) Analyzing the ignored environmental contaminants. Environ. Sci. Technol. 36, 140-145.8Yu, J.T. et al. (2006) Occurrence and biodegradability studies of selected pharmaceuticals and personal care

products in sewage effluent. Agric. Water Manage. 86, 72-80.8Eriksson, E. et al. (2008) Potential priority pollutants in sewage sludge. Desalination. 226, 371-388.8Singh, R.P.; Agrawal, M. (2008) Potential benefits and risks of land application of sewage sludge. Waste Manage. 28, 347-358.

Objectius

Generals Estudi de la degradació

per fong de contaminants emergents en llots en biopila i bioslurry

Identificació dels productes de degradació i dels enzims implicats

Disseny d’un procés escalable, optimització dels paràmetres d’operació per la seva aplicació a condicions reals

Estudi ambiental i econòmic dels processos mitjançant l’ACV i l’AR

El tractament d’aigües genera llots (composició i propietats variables) que han de ser tractats abans de la seva disposició final

Els contaminants emergents encara no estan regulats però s’espera que ho acabin sent

Els PPCPs es un grup molt estès i variat que pot assolir el medi a través de les aigües residuals o dels fangs de les EDARs

La reutilització de les aigües i l’aprofitament dels llots pot provocar una acumulació d’aquests en el cicle de l’aigua

Justificació

Metodologia

Llots...

Actius

Anaeròbics

Assecatge

tèrmic

MBR

etc...

Tractament

en...

Bioslurry

Biopiles

Spiked

Concentracions

reals

Contaminants

Lacasa

Ergoesterol

ND24

Glucosa

Degradació

Fàrmacs

totals

Medi Complet Medi Glucosa

Activitat Lacasa

• Dos medis: complet i només amb glucosa

• Medis estèrils

Resultats (1.1): Llots MBR en Bioslurry

Medi Complet Medi Glucosa

Degradació HZT

13%

s’adsorbeix

63% es

degrada

16% es

degrada

Resultats (1.2): Llots MBR en Bioslurry• Dos medis: complet i només amb glucosa

• Medis estèrils

Activitat Lacasa

• Sense medi

• Condicions estèrils

Degradació HZT

4% s’adsorbeix

69% es

degrada

Resultats (1.3): Llots MBR en Bioslurry

Activitat Lacasa

• Sense medi• Condicions no estèrils

Degradació HZT

Control 1 Sense fong i no estèril

Control 2 Sense fong i en estèril

Control 3 Killed Control

Exp: 75%

Cont.1: 89%

Cont.3: 83%

Resultats (1.4): Llots MBR en Bioslurry

Activitat Lacasa Degradació HZT

• Llots assecats

• Restes poda d’olivera com a suport

• Precultius de 11 dies

Resultats (2): Llots MBR en Biopiles

Característiques dels cultius

Grup/

Cultiu

Quantitatde

suport(g)

Quantitatde llots

(g)

Humitat(%)

1 3.0 6.0 40

2 2.5 6.5 54

3 2.0 7.0 60

4 1.3 7.7 54

5 0.8 8.2 40

6 1.3 7.7 26

7 2.0 7.0 20

8 2.5 6.5 26

9 2.0 6.0 40

Resultats (3): Llots de l’assecatge

tèrmic en Biopiles, Optimització

Planificació Proper Any

HZT Bioslurry Biopila

Identificació dels

productes de

degradació en medi

líquid

Fàrmacs Totals:

• Llots MBR sense tractar

(inicial)

• Bioslurry en estèril i sense

medi (temps final)

• Bioslurry no estèril i sense

medi (temps final)

Fàrmacs Totals i Estudi de

Poblacions:

• Llots sense tractar

(inicial)

• Llots estèrils + fong

(temps final)

• Llots no estèrils + fong

(temps final)

Experiments

Artícles

Degradació de l’HZT per T.versicolor

Tractament d’un corrent de recirculació d’un MBR contaminat amb PPCPs

Tractament de llots d’EDAR procedents de l’assecatge tèrmic, optimització i comparativa de suports de creixement

Gràcies per

la vostra

atenció