ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una...

73
ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE QUALITAT I APLICACIÓ A L'EDAR DELS ALGARS (COCENTAINA) JORGE RIPOLL BERNABEU MÀSTER EN GESTIÓ SOSTENIBLE I TECNOLOGIES DE L'AIGUA ESPECIALITAT: TECNOLOGIES DE L'AIGUA INSTITUT UNIVERSITARI DE L'AIGUA I DE LES CIÈNCIES AMBIENTALS CURS 2008-2009

Transcript of ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una...

Page 1: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA

D'INDICADORS DE QUALITAT I APLICACIÓ A

L'EDAR DELS ALGARS (COCENTAINA)

JORGE RIPOLL BERNABEU

MÀSTER EN GESTIÓ SOSTENIBLE I TECNOLOGIES DE L'AIGUAESPECIALITAT: TECNOLOGIES DE L'AIGUA

INSTITUT UNIVERSITARI DE L'AIGUA I DE LES CIÈNCIES AMBIENTALS

CURS 2008-2009

Page 2: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

AGRAÏMENTS

Al fer aquest treball he rebut l'ajuda de persones que m'han orientat a realitzar-lo. És per

això, que vull agrair aquesta col·laboració.

A la Universitat d'Alacant

- Institut de l'aigua i de les ciències ambientals. Per oferir-me l'oportunitat de poder

realitzar un projecte d'aquestes característiques. També a Daniel Prats, director de l'institut i tutor

d'aquest projecte, per la seua tasca.

- Secretariat de Promoció del Valencià. Pel seu suport tècnic en quant la terminologia en

valencià i per l'ajuda per a elaboració de projectes en valencià.

- Jose Jacobo Zubcoff del departament de Ciències del Mar i biologia aplicada per

l'ajuda en tractament de dades i anàlisis estadístiques

Al personal de l'EDAR dels Algars

- Per haver-me acollit, deixar-me fer el projecte allí i utilitzar les seues instal·lacions.

També a la companyia FACSA, empresa explotadora de l'EDAR, per mostrar interès en el meu

projecte i donar-me informació útil per a la realització.

- I en especial a Néstor Portes i Paloma Valor, per la seua ajuda i orientació en el treball

de laboratori i detalls del projecte.

Page 3: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ÍNDEX

RESUM................................................................................................................................................1

INTRODUCCIÓ...............................................................................................................................2-8Plantejament del problema.............................................................................................2-3Objectius.........................................................................................................................3-4Abast i desenvolupament del projecte............................................................................4-6

Llista de bioindicadors....................................................................................5Llista d'indicadors fisicoquímics.................................................................5-6

Sistema estudiat..............................................................................................................6-8

METODOLOGIA...........................................................................................................................9-44Comentaris generals.....................................................................................................9-12

SS..................................................................................................................10DQO..............................................................................................................10CE.................................................................................................................10pH.................................................................................................................10Nitrats...........................................................................................................10Fosfats totals............................................................................................10-11Clor...............................................................................................................11Oxigen dissolt i temperatura.........................................................................11DBO5.......................................................................................................11-12DBO5 soluble................................................................................................12

Protocol......................................................................................................................12-44Càlcul de la grandària de la mostra.........................................................12-16Anàlisi estadística i obtenció de resultats...............................................17-18Abundància de microorganismes filamentosos.......................................18-23Presència de grups de filamentosos segons Eikelboom..........................23-24Presència de grups de filamentosos segons el GBS......................................24IBF...........................................................................................................25-27Classe de l'IBF..............................................................................................27V30 i sedimentabilitat....................................................................................28Flòculs en suspensió de la V30......................................................................29Desnitrificació a laV30...................................................................................29Desfloculació a la V30...................................................................................30Volum de capa cèria.....................................................................................30Estructura del sedimentat de la V30 ..............................................................31Color del sedimentat de la V30......................................................................31Terbolesa del clarificat de la V30.............................................................31-32pH del bioreactor..........................................................................................32CE del bioreactor..........................................................................................33Bromeres en superfície del bioreactor..........................................................33Fang en superfície del decantador secundari................................................33Olor del fang biològic...................................................................................34IQG..........................................................................................................34-35ISQA.............................................................................................................35Abundància de filaments als flòculs........................................................35-36Abundància de filaments als espais entre els flòculs..............................36-37Ponts entre els flòculs..............................................................................37-38

Page 4: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Pin Point Floc..........................................................................................38-39Obertura de l'estructura flocular..............................................................39-40Resistència a la punció..................................................................................40Consistència.............................................................................................40-41Cobertura dels flòculs..............................................................................41-42Grandària dels flòculs...................................................................................42Forma dels flòculs.........................................................................................43Presència de fibres...................................................................................43-44

RESULTATS................................................................................................................................45-52Grandària de la mostra...............................................................................................45-46Indicadors analitzats per IC........................................................................................46-51

Abundància de microorganismes filamentosos.......................................46-47Presència de grups de filamentosos segons Eikelboom................................47Presència de grups de filamentosos segons el GBS......................................47IBF................................................................................................................47Classe de l'IBF..............................................................................................47V30 i sedimentabilitat....................................................................................48Flòculs en suspensió de la V30......................................................................48Desnitrificació a la V30..................................................................................48Desfloculació a la V30...................................................................................48Estructura del sedimentat de la V30..............................................................48 Color del sedimentat de la V30......................................................................48Olor del fang biològic...................................................................................48Abundància de filaments als flòculs.............................................................48Abundància de filaments als espais entre els flòculs....................................49Ponts entre els flòculs...................................................................................49Pin Point Floc...............................................................................................49Obertura de l'estructura flocular...................................................................49Resistència a la punció.................................................................................49Consistència..................................................................................................49Cobertura dels flòculs...................................................................................49Forma dels flòculs.........................................................................................50Presència de fibres........................................................................................50Taula resum de resultats..........................................................................50-51

Indicadors analitzats per regressió.............................................................................51-52

CONCLUSIONS...........................................................................................................................53-56

RECOMANACIONS.........................................................................................................................57

ANNEXOS....................................................................................................................................58-66Fotografies dels indicadors de qualitat trobats...........................................................58-60Fulls de recollida de dades.........................................................................................60-64Exemples de dades i d'anàlisi estadística...................................................................65-66

Dades............................................................................................................65Anàlisi estadística....................................................................................65-66

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA..............................................................................................67-69

Page 5: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

RESUM

Un indicador de la qualitat és un paràmetre que en determinar-lo, permet conèixer quin

és l'estat d'un ecosistema. Són molt útils perquè s'obté un valor orientatiu de tot un hàbitat, sense

haver de realitzar totes les analítiques.

Una depuradora pot considerar-se un ecosistema, en el qual hi ha uns éssers vivint i

unes entrades i eixides de matèria i energia. És molt important controlar la depuradora perquè

l'aigua que és tractada puga ser reutilitzada i no cause impacte ambiental. És per això que l'ús

d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir

valors, de manera aproximada, de tal manera que es poden prendre les mesures convenients abans

de conèixer el resultat exacte de les anàlisis. Per aquesta raó, s'ha decidit que el present projecte siga

una elaboració d'un protocol per a la recerca d'indicadors de qualitat i l'aplicació d'aquest a l'EDAR

dels Algars.

El protocol redactat inclou tots els passos necessaris per a buscar indicadors per a

diverses variables de la planta depuradora. S'han definit els passos previs a la presa de dades (com

pot ser la grandària de la mostra), els procediments per a prendre les dades del possible indicador i

l'anàlisi estadística de les dades obtingudes. El protocol conté una gran quantitat de possibles

indicadors que es poden buscar a una planta. La majoria són determinacions que solen fer-se en

qualsevol depuradora. Per tant, la seua recerca i utilització no suposa problemes de tipus econòmic i

de temps.

A la depuradora dels Algars s'han estudiat tots els possibles indicadors descrits al

protocol per a buscar relacions amb els següents paràmetres: DBO5 soluble, SS, DQO i

biodegradabilitat de l'aigua depurada; biodegradabilitat de l'aigua d'entrada a la depuradora; i el

percentatge de reducció que pateixen la DBO5 i la DQO durant el procés de depuració. S'ha trobat

que les abundàncies de microorganismes filamentosos i l'anàlisi microscòpica dels flòculs són els

millors indicadors per a l'EDAR dels Algars.

1

Page 6: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

INTRODUCCIÓ

PLANTEJAMENT DEL PROBLEMA

La present investigació se centra en l'elaboració d'un protocol per a la recerca

d'indicadors de qualitat per als processos d'una EDAR (estació depuradora d'aigües residuals) i la

seua aplicació a l'EDAR dels Algars (Cocentaina).

Un indicador de la qualitat és aquell paràmetre que reflecteix l'estat general o d'una

característica en particular del medi ambient o d'un hàbitat. Amb la utilització d'un indicador es pot

predir, aproximadament, com està un ecosistema sense haver de fer totes les analítiques.

Hi ha 2 tipus d'indicadors de qualitat, els bioindicadors i els indicadors fisicoquímics.

Els bioindicadors que també són coneguts com indicadors biològics o indicadors ecològics, fan

referència a la presència o absència de certs tàxons d'éssers vius, com poden ser l'espècie, varietat,

ordre o qualsevol altre tipus d'agrupació. Dins dels indicadors ecològics es poden incloure: varietats

genètiques, expressions de proteïnes, color, densitat de població, etc. Els indicadors fisicoquímics

defineixen característiques químiques o físiques, tals com el pH o la concentració de sòlids en

suspensió, entre d'altres.

Una EDAR és una instal·lació on es desenvolupen molts éssers vius i on s'ha de

controlar moltes variables. Es pot dir que la depuradora és un ecosistema on s'ha de conèixer les

entrades, perquè en funció d'aquestes s'hauran de fer una sèrie de processos, i les eixides, perquè

d'aquestes depèn l'ús posterior de l'aigua i l'impacte ambiental. S'ha de destacar la necessitat de

depurar les aigües i, per tant, el control que s'ha de dur sobre aquestes. És útil trobar indicadors de

qualitat en una EDAR, perquè amb aquests es pot predir d'una manera general certs aspectes de la

planta abans que isquen els resultats de les analítiques. I amb açò, saber si s'ha de canviar el

tractament o deixar-lo tal com està. Cal dir que la utilització d'indicadors és un paràmetre orientatiu

que mai no ha de substituir les anàlisis que cal que faça un laboratori d'una depuradora determinada.

2

Page 7: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

També s'ha de comentar que si la determinació d'un indicador és molt complicada de fer i tarda més

temps en realitzar-se que el paràmetre que es vol analitzar, no s'ha de determinar, perquè la funció

de l'indicador és facilitar la tasca d'anàlisi de la planta. Per últim, saber que els possibles indicadors

que se citen al protocol són determinacions que solen fer-se a les depuradores. Així que la seua

recerca no suposarà grans despeses a la planta, i en cas de ser útil, està assegurada la seua utilització

per ser un paràmetre d'anàlisi habitual.

Donada la importància que té la depuració de les aigües i saber en quin estat es troben

aquestes de la manera més ràpida possible, he decidit centrar el projecte en la realització d'un

protocol per a predir resultats i aplicar-lo a l'EDAR dels Algars.

OBJECTIUS

El projecte té els objectius següents:

– Establir un protocol per a la recerca d'indicadors de qualitat per a EDAR.

– Aplicació del protocol per a obtenir indicadors de qualitat per a les variables següents:

– DBO5 soluble de l'aigua tractada

– SS de l'aigua tractada

– DQO de l'aigua tractada

– Percentatge de reducció de DBO5

– Percentatge de reducció de DQO

– Biodegradabilitat de l'aigua bruta

– Biodegradabilitat de l'aigua tractada

L'aigua bruta és la que rep la depuradora. En l'estat en què es troba no pot ser utilitzada

per a res. Per això, ha de tractar-se a la planta. L'aigua tractada és aquella que ha rebut tots els

tractaments de la depuració i serà reutilitzada, ja siga per a un ús industrial, agrícola o simplement

retornar-la al medi en millors condicions que les que tenia en arribar a l'EDAR.

La demanda biològica d'oxigen o demanda bioquímica d'oxigen (DBO) mesura la

quantitat de matèria susceptible de ser consumida o oxidada per mitjans biològics que conté una

3

Page 8: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

mostra líquida, i s'utilitza per a determinar el seu grau de contaminació. Normalment, es mesura

transcorreguts 5 dies (DBO5). La DBO5 soluble o DBO5 filtrada és la DBO5 d'un líquid que ha sigut

filtrat a 0,45µm.

Els sòlids en suspensió (SS) són partícules menudes que es troben surant en un líquid i

no sedimenten.

La demanda química d'oxigen (DQO) mesura la quantitat de matèria orgànica que hi ha

en una mostra líquida susceptible de ser oxidada amb mitjans químics. En fer l'oxidació amb la

DQO, s'oxiden matèries que es poden oxidar amb la DBO5 i d'altres que no es poden. És per això

que la DQO és major a la DBO5.

El percentatge de reducció és la reducció que es dóna per a una variable entre l'entrada a

la planta i l'eixida.

La biodegradabilitat és la proporció de matèria orgànica que pot ser oxidada de manera

biològica.

ABAST I DESENVOLUPAMENT DEL PROJECTE

Una part del projecte és la realització d'un protocol per a la recerca d'indicadors de

qualitat. El protocol es pretén que es puga aplicar a diferents estacions depuradores. Sabent que no

hi ha 2 depuradores iguals i que el pas del temps pot canviar les variables d'una depuradora; s'han

de tenir en compte els següents punts a l'hora de l'aplicació del protocol:

– No estan tots els possibles indicadors de qualitat. Si en una planta es creu oportú utilitzar uns

altres, els poden gastar.

– S'han d'anotar les observacions que hi puguen haver. I si hi ha algun tipus d'observació que es

repeteix prou pot utilitzar-se com a possible indicador.

– Hi haurà indicadors que en una EDAR aprofitaran, però en una altra no.

– És possible que per la mateixa variable en depuradores diferents utilitzen un tipus d'indicador

diferent.

4

Page 9: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

– Poden haver-hi indicadors que tinguen una estacionalitat i que només funcionen a una època

determinada de l'any.

– És possible que alguns indicadors de la llista no tinguen cap relació amb cap paràmetre.

– Un canvi brusc en la configuració o en el funcionament de la depuradora pot fer que canvie la

funcionalitat dels indicadors, ja siga fent que desapareguen o que n'apareguen de nous.

L'altra part del projecte és l'aplicació del protocol a la depuradora dels Algars. És allí on

es prendran les dades dels possibles indicadors i les dels paràmetres on es calcularà si són o no són

indicadors. Per a la recerca dels indicadors s'han utilitzat bioindicadors i indicadors fisicoquímics. A

continuació, es mostra les llistes amb els que s'han emprat:

Llista de bioindicadors

– Abundància de microorganismes filamentosos

– Presència de grups de filamentosos segons Eikelboom

– Presència de grups de filamentosos segons el GBS

– IBF

– Classe de l'IBF

Llista d'indicadors fisicoquímics

– V30 i sedimentabilitat

– Flòculs en suspensió de la V30

– Desnitrificació a laV30

– Desfloculació a la V30

– Volum de capa cèria

– Estructura del sedimentat de la V30

– Color del sedimentat de la V30

– Terbolesa del clarificat de la V30

– pH del bioreactor

– CE del bioreactor

– Bromeres en superfície del bioreactor

– Fang en superfície del decantador secundari

– IQG

5

Page 10: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

– ISQA

– Olor del fang biològic

– Abundància de filaments als flòculs

– Abundància de filaments als espais entre els flòculs

– Ponts entre els flòculs

– Pin Point Floc

– Obertura de l'estructura flocular

– Resistència a la punció

– Consistència

– Cobertura dels flòculs

– Grandària dels flòculs

– Forma dels flòculs

– Presència de fibres

SISTEMA ESTUDIAT

La planta està situada a la partida dels Algars (Cocentaina, el Comtat). Tracta les aigües

provinents del municipi d'Alcoi i del Polígon Industrial La Lleona i la Partida dels Algars de

Cocentaina. Tracta un cabal diari d'uns 20.000 m3 per a uns 130.000 habitants equivalents.

L'empresa que s'encarrega de la seua explotació és FACSA, i la del manteniment és CONSOMAR

S.A. Tot i estar a terme de Cocentaina l'administració pública que se n'encarrega és l'Ajuntament

d'Alcoi.

S'ha decidit buscar indicadors per a la DBO5 soluble, DQO, SS i biodegradabilitat de

l'aigua tractada perquè cal conèixer les propietats que tindrà aquesta aigua per a la seua possible

reutilització. A més, la DBO5 soluble s'estudia perquè no s'ha determinat mai a la planta i per estar

relacionada amb els sòlids, els quals provoquen problemes en la depuració de la planta per estar

aquesta infradimensionada. Convé buscar indicadors de la qualitat per als percentatges de reducció

de DBO5 i DQO per estar relacionats amb l'eficiència depurativa. Per a calcular la biodegradabilitat

s'ha de tenir el valor de la DQO i de la DBO5, la qual tarda 5 dies a saber-se. Si amb un indicador es

pot tenir el valor aproximat de la biodegradabilitat de l'aigua bruta en el moment, es pot saber sobre

quin tipus de procés de la planta prestar atenció, els fisicoquímic o els biològics. A continuació, es

mostra l'esquema i explicació del seu funcionament.

6

Page 11: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

7

DECANTADORPRIMARI

ESPESSIDORSURACIÓ

FANGS EN EXCÉS

ESPESSIDORGRAVETAT

FANGS PRIMARIS

DIGESTORANAEROBI

DESHIDRATACIÓFANG

AGRICULTURA

FANGSBIOLÒGICS

BIOGÀS

RECIRCULACIÓDE FANGS

DECANTADORSECUNDARI

AIGUADEPURADA

TRACTAMENT SECUNDARI

(BIOREACTOR)DECANTADOR

PRIMARI

TRACTAMENTPRIMARI

PRETRACTAMENTENTRADAD'AIGUA

RESIDUAL

DIBUIX 1. ESQUEMA DE LA DEPURADORA

Page 12: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

El primer procediment que afecta a l'aigua és el pretractament. Aquest procediment és

format pel pou de grollers, reixa de desbast, tamís, desarenador i desgreixador. Amb la cullera

bivalva que hi ha al pou de grollers, el tamís i la reixa de desbast se separen de l'aigua draps i els

sòlids més grossos. Tot açò es du a un abocador. Després del pretractament, l'aigua rep el

tractament primari, un tractament fisicoquímic, consistent en l'addició de coagulant i floculant. La

pròxima operació té lloc al decantador primari, on se separa de l'aigua residual una part dels sòlids

en suspensió (SS), els sedimentables per gravetat, elements solubles i els col·loïdals (coagulació-

floculació , decantació). Els sòlids separats formen els fangs primaris i passen a la línia de fangs.

L'aigua que queda passa al tractament secundari (reactor biològic). Els microorganismes que hi ha

al reactor biològic degraden quasi tota la matèria orgànica que hi ha a l'aigua. L'aigua tractada

passa al decantador secundari on per decantació s'obté un efluent clarificat que serà l'aigua ja

depurada i un fang, anomenant biològic. Part del fang biològic és recirculat al bioreactor per a

aprofitar els microorganismes que conté per a tractar l'aigua que entre al bioreactor. El fang no

recirculat s'anomena fang en excés i passa a la línia de fang. El fang primari passa a l'espessidor per

gravetat on pel seu propi pes decanta i va separant-se de l'aigua. L'aigua queda en superfície i

s'envia al principi de la planta per a tractar-la. El fang queda en profunditat i s'envia al digestor

anaerobi. El fang en excés provinent del decantador secundari s'envia a un espessidor. En aquest

cas, l'espessiment es fa per suració, perquè aquest és un fang amb una densitat molt baixa. S'injecta

aire a l'espessidor perquè sure el fang, forme una massa i se separe de l'aigua. L'aigua és enviada a

la capçalera de planta perquè es torne a tractar i el fang formar s'envia al digestor anaerobi. Al

digestor anaerobi s'uneix el fang provinent de l'espessidor de gravetat i el de suració. Els

microorganismes presents al fang realitzen una digestió anaeròbia, la qual pràcticament esterilitza el

fang. D'aquesta digestió s'aprofita el biogàs per a produir energia elèctrica que abasteix l'EDAR. El

fang digerit es deshidrata a les centrífugues per a ocupar un volum menor. I finalment, s'aprofita en

l'agricultura.

8

Page 13: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

METODOLOGIA

COMENTARIS GENERALS

Els valors dels SS i de la DQO per a l'aigua tractada eren subministrats per l'EDAR. I

els valors de la DBO5 i de la DQO tant de l'aigua bruta i com de l'aigua tractada per a realitzar els

càlculs de les reduccions i de les biodegradabilitats també eren proporcionats per la depuradora. Els

valors de la DBO5 soluble i els dels possibles indicadors han sigut presos per l'alumne.

En quant a l'IQG (explicat a l'apartat protocol) s'ha fet amb els paràmetres bàsics, però

excloent els coliformes fecals i la DBO5 i afegint el paràmetre complementari del clor. Els

coliformes fecals s'han exclòs perquè és una prova que no es fa al laboratori i té un preu elevat. La

DBO5 s'ha exclòs perquè s'intenta buscar una relació entre l'IQG (modificat en aquest cas) de l'aigua

d'eixida i la DBO5 soluble de l'aigua eixida i si s'inclou la DBO5, hem d'esperar 5 dies al resultat. La

idea és buscar una regressió per a l'aigua tractada entre l'índex i la DBO5 soluble. S'ha afegit el clor

per a tenir un paràmetre més (ja que se n'han llevat 2) i perquè les aigües d'Alcoi tenen un nivell alt

de clor causa del bacteri Legionella pneumophila que ha donat problemes a la ciutat. Els valors de

la CE, la DQO, els SS, el pH, els nitrats, els fosfats totals i el clor de l'aigua tractada (aigua d'eixida

de la depuradora) són subministrats per l'EDAR. Els valors de l'oxigen dissolt i la DBO5 soluble de

l'aigua d'eixida els ha pres l'alumne. Com els nitrats, els fosfats totals i el clor no es determinen tots

els dies; la regressió s'ha fet amb els valors dels dies que s'hagen fet.

L'ISQA (explicat a l'apartat protocol) s'ha calculat amb els paràmetres que el defineixen.

S'ha buscat una regressió entre aquest índex i la DBO5 soluble de l'aigua tractada. Per al seu càlcul

la depuradora ha subministrat els valors de l'aigua d'eixida de la DQO, els SS i la CE. Els valors de

l'aigua tractada de la temperatura, l'oxigen dissolt i la DBO5 soluble han sigut presos per l'alumne.

En aquest apartat s'explica la metodologia utilitzada per a determinar els SS, la DQO, la

CE, el pH, els nitrats, els fosfats totals, el clor, l'oxigen dissolt, temperatura, la DBO5 i la DBO5

9

Page 14: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

soluble. I en l'apartat Protocol s'explica per a cada possible indicador quina metodologia cal seguir i

quin tipus d'anàlisi estadística cal aplicar. Les anàlisis estadístiques també s'expliquen en el

protocol.

SS

Posar filtre en embut. Fer buit. Fer 3 llavats de 20 ml d'aigua destil·lada. Assecar el

filtre a una temperatura de 103 ºC a 105 ºC durant una hora. Pesar el filtre (B). Muntar l'aparell de

filtrat. Col·locar-hi el filtre i iniciar la succió. Afegir al filtre un volum d'aigua de la mostra. Assecar

de 103 a 105ºC durant una hora. Pesar el filtre (A). Els sòlids responen a la fórmula següent:

SS mg /l = A−B∗1000V mostra en ml

DQO

Es determina amb kits. Depenent del tipus d'aigua (bruta o tractada) s'utilitza un kit

determinat. Posar 2ml de mostra. Tancar. Netejar exterior. Invertir 2 voltes. Deixar a 148ºC durant 2

hores. Traure de calefactor. Invertir 2 voltes. Refredar a l'aire. Netejar. Avaluar. L'avaluació és

clavar el kit en l'espectrofotòmetre seleccionar el paràmetre que s'analitza (en aquest cas és la DQO)

i l'espectrofotòmetre ens diu la DQO.

CE

Connectar el conductímetre. Introduir la sonda en la mostra. La sonda dóna el resultat

de la CE.

pH

Connectar el mesurador de pH. Introduir la sonda en la mostra. La sonda dóna el

resultat del pH.

Nitrats

Es determina amb kits. Posar 2 ml de mostra. Afegir 0,2 ml de LCK 339A. Invertir fins

que la dissolució siga completa. Esperar 15 minuts. Avaluar.

Fosfats totals

Es determina amb kits. Llevar paper del kit. Llevar el Dosi Cap Zip (un tap especial).

Afegir 0,4 ml de mostra. Roscar el Dosi Cap Zip. Sacsejar. Deixar a 100ºC durant una hora.

10

Page 15: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Refredar a l'aire. Afegir 0,5 ml del reactiu B. Roscar Dosi Cap C (un altre tap especial). Sacsar.

Esperar 10 minuts. Netejar l'exterior. Avaluar.

Clor

Retirar la tapa del kit. Afegir 5ml de la mostra. Tornar a tapar. Afegir 2 gotes del reactor

1 per l'orifici de la tapa. Girar el got amb precaució, el líquid es farà de color morat. A la volta que

gira, afegir reactiu 2 fins que la solució es fa groga. Omplir la xeringa del reactiu 3 i pel forat de la

tapa afegir el reactiu 3 fins que la solució torne a ser morada. Llegir els ml de la solució de mesura

de l'escala de la xeringa i multiplicar per 1000 per a obtenir els mg/l de clorur.

Oxigen dissolt i temperatura

Les 2 es mesuren amb l'oxímetre. Per a utilitzar-lo primer cal calibrar-lo. Per això, es

connecta i s'introdueix la sonda en el recipient que la tapava. Es polsa el botó CAL i després

RUN/ENTER, als segons estarà calibrada. Per a fer una lectura no s'apaga l'aparell. S'introdueix la

sonda en la mostra es polsa AR i després RUN/ENTER. Quan els valors de la pantalla deixen

d'oscil·lar ja estan les mesures d'oxigen i la temperatura.

DBO5

Prendre un volum de la mostra en funció del rang de DBO5 que s'espera obtenir (vegeu

taula) i posar en la botella de mesures de DBO5. Afegir gotes de l'inhibidor de la nitrificació en

funció del volum pres (20 gotes per cada litre). Introduir la mosca magnètica (imant). Posar en el

coll de la botella el tap negre i posar dins d'aquest 2 pastilles de NaOH. Deixar a 20ºC en

incubadora. Dins la incubadora les mostres són agitades pel moviment de l'imant. Als 30 minuts

traure la botella i afegir l'Oxytop (un tap de color que va roscat). Polsar els 2 botons de l'Oxytop per

a esborrar les anteriors mesures i deixar la botella en incubadora a 20ºC durant 5 dies. Als 5 dies, es

polsa el botó S, 5 voltes i el valor que apareix es multiplica pel factor de la taula en funció de volum

afegit (mirar taula) i el resultat de la multiplicació és la DBO5.

Volum (ml) Rang (ml/l) Factor432 0 - 40 1365 0 - 80 2250 0 - 200 5164 0 - 400 1097 0 - 800 20

43,5 0 - 2000 50

11

Page 16: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Ex: S'espera que la DBO5 vaja de 0 a 40 mg/l. S'introdueixen a la botella 432ml de la

mostra i unes 9 gotes de l'inhibidor. El valor que dóna l'aparell és 3, la DBO5 serà 3 pel factor. La

DBO5 és 3x1 = 3mg/l.

DBO5 soluble

La DBO5 soluble es fa del clarificat de la V30 (explicada en el Protocol). Es filtra l'aigua

del clarificat de la V30 a 0,45µm. A partir d'aquest moment es realitzen els mateixos passos que per

a determinar la DBO5. L'aigua utilitzada ve del bioreactor, com es deixa decantar el fang, el

clarificat és com si fóra aigua tractada. Però amb l'avantatge qua aquesta aigua ha tingut una

sedimentació perfecta. Com és un aigua tractada, la DBO serà baixa, així que el volum necessari és

de 432ml, s'han d'afegir 9 gotes d'inhibidor i el factor que multiplica és 1.

PROTOCOL

El protocol següent descriu diversos paràmetres que poden servir com a indicadors de la

qualitat de variables o estats d'una estació depuradora d'aigües residuals. S'ha de considerar que els

indicadors donen informació orientativa i que mai no han de substituir les analítiques que ha de fer

el laboratori d'una planta depuradora. També s'ha de considerar que cada EDAR és diferent i, per

tant, no tindran els mateixos indicadors de la qualitat.

Per a trobar un indicador d'algun paràmetre a la planta cal seguir aquests passos:

1. Càlcul de la grandària de la mostra, n

2. Determinació de l'indicador i anotació dels valors

3. Anàlisi estadística i obtenció de resultats

Càlcul de la grandària de la mostra

En buscar un indicador per a un paràmetre determinat s'ha de saber moltes

determinacions de l'indicador fer per a obtenir un resultat estadísticament fiable. Per això, abans de

començar les determinacions cal calcular la grandària de la mostra (n) i saber cada quant es

12

Page 17: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

mesurarà. Una mostra menuda pot donar resultats no fiables i una d'excessivament gran pot suposar

una gran pèrdua de temps.

La fórmula que determina n és la següent:

n= Z 1−/2 Z potènciadel test

∗2

La fórmula es basa en que les dades són distribuïdes seguint una distribució normal i en

el possible desplaçament de la mitjana.

CONFIANÇA: La confiança (C) és la probabilitat de tenir tots els valors dins d'un

interval o també pot expressar-se com el percentatge de valors que hi haurà dins de l'interval. Per

exemple: una confiança del 95% indica que dins d'aquest interval hi haurà el 95% dels valors. A

major confiança, major probabilitat de tenir tots els valors dins de l'interval o major nombre de

valors en l'interval. El nivell de significació (α) està relacionat amb l'error aleatori i ve determinat

pel fet de prendre una mostra de la població per a realitzar inferències, se soluciona prenent mostres

majors. La suma de C i de α és 1. Per tant, l'augment d'una implica la disminució de l'altra. A major

C, menor α i més quantitat de valors a l'interval. A major α, menor C i menor quantitat de valors en

l'interval.

L'estadístic Z1-α/2 relaciona aquest error amb la confiança, i és el que s'utilitza a aquesta

fórmula; el seu increment indica una major confiança. Per a esbrinar el seu valor primer es calcula

la variable 1-α/2. El resultat es mira dins de la taula de distribució normal i el valor de Z és el dels

nombres que hi ha als laterals. Per ex: 1-α/2 val 0,5438; la Z1-α/2 valdrà 0,11. Els valors més

utilitzats de Z1-α/2 per α = 0,1 i α = 0,05 són 1,649 i 1,96, respectivament.

POTÈNCIA DEL TEST: La potència del test mesura la bondat d'un contrast d'hipòtesi.

Com més alta siga, el contrast és millor. La suma de la potència del test més l'error de tipus II (β) és

igual a 1. Per tant, l'augment d'una implica la disminució de l'altra. A major potència del test, menor

β i millor serà el contrast. A major β, menor potència del test i pitjor serà el contrast.

L'estadístic Zpotència del test és el que s'utilitza en aquesta fórmula. El seu increment indica

13

Page 18: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

una major fiabilitat del test. Per a esbrinar el seu valor, s'ha de conèixer la potència del test. Aquesta

es pot saber o calcular a partir de β. La potència del test es mira dins de la taula de distribució

normal i el valor de Z és el dels números que hi ha als laterals. Per ex: la potència del test té un

valor de 0,7794; la Zpotència del test serà 0,77. Un valor de Zpotència del test prou utilitzat és quan hi ha una

potència de 0,9 i el valor de l'estadístic és 1,2816.

INTERPOLACIÓ: És possible que en mirar el valor d'1-α/2 o el de la potència del test,

en la taula de distribució normal no es trobe aquests valors. Per a saber quin és el valor de Z s'ha

d'interpolar. A continuació, es mostra la fórmula per a interpolar i uns exemples per a comprendre-

la millor.

Valor abuscar en taula−Valor a esquerreZ−Zesquerre

=Valor adreta−Valor aesquerreZ dreta−Zesquerre

Exemples d'interpolació:

1. α = 0,2 --> 1 - α/2 = 1 – 0,2/2 = 1 – 0,1 = 0,9. El 0,9 en la taula estaria entre 0,8997 i

0,9015, la Z és entre 1,28 i 1,29.

0,9−0,8997Z−1,28

=0,9015−0,89971,29−1,28 Z1-α/2 = 1,2817

2. β = 0,2 --> Potència del test = 1 – β = 1 – 0,2 = 0,8. El 0,8 en la taula estaria entre 0,7995

i 0,8023, la Z és entre 0,84 i 0,85.

0,8−0,7995Z−0,84

=0,8023−0,79950,85−0,84 Zpotència del test = 0,8418

DESVIACIÓ TÍPICA: La σ és la dispersió o desviació típica. El seu valor s'obté de

l'històric de la planta o d'algun estudi previ del paràmetre del qual es vol cercar un possible

indicador. Si aquesta dada no és disponible, es pot utilitzar dades d'algun altre lloc per al mateix

paràmetre.

14

Page 19: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

DIFERÈNCIA EN LA MOSTRA: La δ és la diferència entre la mitjana del paràmetre

on es buscarà l'indicador i possibles desviacions d'aquesta. Es pot seleccionar el valor que es crega

convenient o bé aplicar la diferència entre el valor històric i el valor d'estudis preliminars. Si es vol

tindre un diferència molt menuda respecte a la mitjana, n serà més gran que si no es vol ser tan

precís.

EXEMPLE DE CÀLCUL DE GRANDÀRIA DE LA MOSTRA: Es vol buscar un

indicador per a la DQO. El valor de α és 0,05 i el de β és de 0,1. La desviació de la planta per a la

DQO és d'11. La diferència que hi puga haver entre la mitjana de la planta i els valors que

s'obtinguen en mesurar la DQO no pot ser superior a 5. Quants dies s'ha de prendre mesures del

possible indicador?

Z1-α/2 = 1,96 Zpotència del test = 1,2816 δ = 5 σ = 11

n= Z 1−/2 Z potènciadel test

∗2

n=1,961,28165

∗112

n = 50,86 ≈ 51

Cal un mínim de 51 mesures del possible indicador per a dir si és o no és indicador en

canvis de la DQO.

15

Page 20: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

IMATGE 1. TAULA DE DISTRIBUCIÓ NORMAL

16

Page 21: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Anàlisi estadística i obtenció de resultats

Una volta s'han fet les determinacions necessàries del possible indicador de la qualitat,

s'ha d'analitzar estadísticament si és indicador o no ho és. Hi ha molts tipus d'anàlisis estadístiques,

però ací només se'n citaran 2 tipus, per ser els més senzills d'aplicar i fàcils de comprendre. Quan la

mesura del possible indicador done valors numèrics, s'analitzarà amb la regressió. I quan la mesura

done categories, es compararan els intervals de confiança (IC) per a la mitjana.

REGRESSIÓ: En fer la regressió es relacionen matemàticament el possible indicador i

la variable de la qual pot ser indicador. Es tracta de traure una equació matemàtica que relacione el

possible indicador (factor independent, x) amb la variable a estudiar (factor dependent, y). La

regressió, r2, diu quina és la freqüència de valors del factor dependent que s'ajusten a l'equació

formada. El seu valor va des de 0 fins a 1, sent 1 una regressió perfecta on coincideixen tots els

valors. Un valor de 0 indica que cap punt de la variable dependent no entra en l'equació.

La regressió pot referir-se a una funció lineal, quadràtica, potencial o logarítmica. La

lineal és la més fàcil de calcular. El càlcul de la r2 pot fer-se mitjançant un programa informàtic

estadístic, amb un full de càlcul o manualment. La fórmula de la regressió lineal, que és la més

senzilla i la que més sol gastar-se, és:

Per a acceptar un paràmetre com a indicador la seua r2 ha de ser com a mínim de 0,8 (un

80% dels punts del factor dependent s'ajusten a l'equació plantejada).

INTERVAL DE CONFIANÇA PER A LA MITJANA: Un interval de confiança per a

la mitjana mostra quin percentatge de valors d'un paràmetre està dins d'un rang determinat. Per

exemple: un IC0,90 de la DBO5 de 8 a 16, representa que el 90% de valors de la DBO5 està entre 8 i

16.

Els ICµ (interval de confiança per a la mitjana) poden calcular-se manualment, amb

fulls de càlcul o amb algun programa estadístic, com el SPSS. La fórmula és:

IC1−=x±t n−1,∗

n

17

Page 22: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Es calcula la mitjana corresponent al temps de durada de la recerca per al paràmetre del

qual es vol obtenir un indicador. Després es calcula ICµ per a cada categoria del possible indicador.

Si la mitjana del paràmetre està dins de l'interval de confiança, no es pot afirmar que hi haja

diferències significatives per a un nivell de confiança entre el paràmetre i la categoria del possible

indicador. En canvi, si la mitjana està fora, es pot dir que hi ha diferències significatives per a una

categoria de l'indicador i el paràmetre a estudiar. En aquest cas, es diu que tal categoria de

l'indicador té un valor major a la mitjana del paràmetre quan l'interval és major que aquesta; i si

l'interval és menor, té un valor menor que la mitjana del paràmetre. El següent exemple aclarirà els

conceptes.

Exemple: S'està buscant si la presència de certs organismes filamentosos té alguna

relació amb el valor de la DBO5. S'han observat el Tipus 021N i el Tipus 1863. La confiança és del

95%. Durant l'observació la mitjana de la DBO5 ha sigut 12. I els valors per als bacteris segons la

presència o absència estan en la taula següent:

IC0,95 DBO5 organisme present IC0,95 DBO5 organisme absentTipus 021N (13 - 15) (9 - 14)Tipus 1863 (11- 13) (8 - 15)

El Tipus 1863 no és bioindicador perquè les seues dues categories engloben el valor de

la mitjana de la planta, que és 12. Aquest valor no és dins de l'interval de confiança al 95% quan el

Tipus 021N és present. Per tant, es pot dir que són significativament diferents a una confiança del

95% i que quan és present el Tipus 021N la DBO5 de la planta serà major a 12. En canvi, quan

Tipus 021N és absent no hi ha diferències amb la mitjana de la planta. De les 4 categories

analitzades, l'única que és bioindicadora de canvis en la DBO5 és la presència del Tipus 021N.

Abundància de microorganismes filamentosos

DESCRIPCIÓ: Es tracta d'observar al microscopi l'abundància dels microorganismes

filamentosos: dominant, secundari o escàs. També se'n pot observar la presència o absència, sense

distingir grau d'abundància.

METODOLOGIA: Prendre una mostra de líquid del bioreactor (el fang actiu).

Desengreixar un portaobjectes amb etanol al 95% i eixugar amb un paper. Posar una gota de la

18

Page 23: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

mostra del bioreactor. Deixar assecar a l'aire. Una volta està sec, realitzar una tinció de Gram. En

cas de voler fer la de Neisser també, s'haurien d'haver deixat dos portaobjectes amb una mostra

cadascú. El problema de realitzar les dues tincions és que si es troba un organisme en una no se sap

en quin punt de l'altra mostra està, si és que està. Es recomana fer la de Gram, perquè amb aquesta

és més fàcil la identificació dels microorganismes. Després es posa una gota d'oli d'immersió en el

portaobjectes i s'observa al microscopi al màxim augment (sempre que estiga adaptat per a oli

d'immersió). S'identifiquen els microorganismes i s'anoten segons l'abundància. El microorganisme

més abundant s'apunta a la categoria Dominant. Els que tenen una abundància menor són

Secundaris I els que estan en menor quantitat dels secundaris són Escassos. En el cas que només es

valore presència/absència, s'apunta present o absent.

Tinció de Gram

Tintar un minut amb la solució I (violeta de Genciana). Aclarir amb aigua destil·lada.

Aplicar durant un minut amb la solució II (lugol). Rentar amb aigua destil·lada. Decolorar amb

etanol 95% gota a gota uns 25-30 segons. Rentar amb aigua destil·lada. Tintar amb solució III

(safranina) durant 1 minut. Rentar amb aigua destil·lada i eixugar per absorció de paper. Els Gram+

queden tenyits d'un color morat i els Gram- d'un color rosa.

Identificació de microorganismes

Per a identificar microorganismes filamentosos desconeguts cal anotar la màxima

quantitat possible de característiques de la taula següent:

19

FOTO 1. 100X.Gram + i Gram -

Page 24: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

RAMIFICACIONS Sí / NoMOBILITAT Sí / No

CREIXEMENT EPIFÍTIC Sí / NoSEPTES VISIBLES Sí / No

BEINA Sí / NoTINCIÓ DE GRAM + / -

TINCIÓ NEISSER TRICOMA + / -TINCIÓ NEISSER GRÀNULS + / -TEST GRÀNULS DE SOFRE Sí / No

TINCIÓ DE PHB Sí / No

TRICOMA

Localització Lliure / Escampant-se des del

flòcul / Interior / Vora flocularForma Recte, corbat, enrotllat...

Amplària Valor numèric en µmLlargària Valor numèric en µm

CÈL·LULA

Forma Quadrada, rectangular, redona,

no visible...Amplària Valor numèric en µmLlargària Valor numèric en µm

Si només s'ha fet la tinció de Gram es pot arribar a identificar la majoria dels

filamentosos.

El creixement epifític fa referència al fet que hi haja, cobrint el filament, uns altres

bacteris. Els septes són les separacions entre les cèl·lules. La beina és un recobriment sobre el

filament. Les amplàries i llargàries es mesuren amb el micròmetre, que és un regle que hi ha a

l'ocular del microscopi. En l'ocular de 10x cada unitat d'aquest regle equival a 10µm, en el de 40x a

2,5µm i en el de 100x 1µm.

20

Page 25: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FOTO 2. 100X. FILAMENT RAMIFICAT

FOTO 7. 100X. FILAMENT AMB BEINA

21

FOTO 3. 100x. FILAMENT NO RAMIFICAT

FOTOS 4 i 5. 100X. SEPTES VISIBLES

FOTO 6. 100X. SEPTES NO VISIBLES

FOTO 8. 100X. FILAMENT SENSE BEINA

Page 26: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FOTO 9. 100X. EL QUADRE BLANC INDICA CREIXEMENT EPIFÍTIC I EL VERD NO CREIXEMENT EPIFÍTIC

Per a la identificació dels gèneres Zooglea spp. i Spirillum spp. no cal fer apuntar les

característiques de la taula, ja que són identificables amb la seua forma: Zooglea spp. és un

conglomerat de cèl·lules i Spirillum spp. té forma d'hèlix.

FOTO 10. 100X. Spirillum spp.

22

FOTO 11. 100X. Zooglea spp.

Page 27: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Una volta s'han apuntat les característiques del filamentós a determinar es passa a la

seua identificació. Aquesta es pot fer amb diferents eines. És convenient consultar fotografies en

realitzar les primeres determinacions i també en cas de dubte. Les eines poden ser aquestes:

– Introducció de les dades en el CD Biocontrol. A mesura que van introduint-se característiques

van descartant-se organismes.

– Utilització d'una guia per a identificar microorganismes filamentosos. Ací es tracta de

seleccionar el microorganisme que acomplisca més característiques.

– Entrar al lloc http://web.deu.edu.tr/atiksu/ana55/fila01.html, on fan preguntes sobre aquestes

característiques fins a donar lloc a una identificació.

– Utilitzar l'aplicació “Identificació de filamentosos”. És un full de càlcul on s'han introduït les

característiques per a cada organisme filamentós definides pel CD Biocontrol i les de la guia del

GBS. S'han introduït les dues bases de dades per a completar la informació que pot faltar si

només s'utilitza una. En posar en aquest full de càlcul les característiques observades, el

programa dóna puntuacions als microorganismes, i el que més punts traga possiblement serà el

microorganisme buscat.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC. Pot fer-se per als rangs d'abundància

(dominant, secundari, escàs) o per al tipus de presència (present/absent).

Presència de grups de filamentosos segons Eikelboom

DESCRIPCIÓ: Es tracta d'observar al microscopi quins grups segons la classificació

d'Eikelboom són presents en la mostra.

METODOLOGIA: S'utilitza la mateixa metodologia que Abundància de

microorganismes filamentosos, però anotant només la presència o absència i classificant als

organismes en el grups d'Eikelboom. Per tant, en acabar de fer l'observació diària tindrem si cada

grup és present o absent. La classificació d'Eikelboom és aquesta:

– Grup I: Sphaerotilus natans, Tipus 1701, Tipus 1702, Haliscomenobacter hydrossis

(Streptothrix hyalina), Tipus 0321

– Grup II: Tipus 0041, Tipus 0675, Tipus 1851

23

Page 28: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

– Grup III: Tipus 021N, Nostocoida limicola, cianobacteris (Cyanophyceae)

– Grup IV: Microthrix parvicella, Tipus 0581, Tipus 0192

– Grup V: Tipus 0803, Tipus 1091, Tipus 0092, Tipus 0961

– Grup VI: Tipus 0914, Beggiatoa spp., Tipus 1111, Tipus 1501

– Grup VII: Tipus 1863, Tipus 0411, fongs, Nocardia spp.

– A la classificació s'ha afegit el següent grup: organismes no considerats en la llista, però que es

troben en l'observació

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Presència de grups de filamentosos segons el GBS

DESCRIPCIÓ: Es tracta d'observar al microscopi quins grups segons la classificació del

GBS són presents en la mostra.

METODOLOGIA: És la mateixa que l'apartat Presència de grups de filamentosos

segons Eikelboom, però classificant els organismes segons el GBS (Grupo Bioindicación Sevilla).

La classificació del GBS és aquesta:

– Mòbils: Flexibacter spp., Beggiatoa spp., cianobacteris

– Creadors de terbolesa: Tipus 1863, Tipus 0211, Tipus 1852, Tipus 0411, Streptococcus spp.,

Bacillus spp.

– Diàmetre del tricoma superior a 1µm: Tipus 021N, Tipus 0041, Tipus 0961, Nostocoida

limicola II, Nostocoida limicola III

– Diàmetre del tricoma inferior a 1µm: Nostocoida limicola I, Haliscomenobacter hydrossis,

Microthrix parvicella, Tipus 0675, Tipus 0092, Tipus 1701, Tipus 1702, Tipus 1851, Tipus

0581, Tipus 0803

– Aspecte embrancat: GALO, Sphaerotilus natans, fongs

– Presenten sofre normalment: Thiothrix I, Thiothrix II, Tipus 0914

– En la classificació s'ha afegit el grup següent: organismes no considerats a la llista, però que es

troben en l'observació

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

24

Page 29: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

IBF

DESCRIPCIÓ: L'índex biòtic del fang, IBF (conegut en anglès com Sludge Biotic

Index, SBI), és un mètode basat en l'anàlisi qualitativa i quantitativa de la microfauna que colonitza

un fang actiu. S'utilitza com una estima d'eficiència de la depuració duta a terme pel reactor

biològic. Aquest índex és una xifra que s'obté de l'observació al microscopi de la microfauna.

METODOLOGIA: Prendre una mostra del fang actiu. Barrejar bé la mostra i amb una

pipeta Pasteur posar-ne una gota en un portaobjectes net. Tapar aquesta gota amb un cobreobjectes.

Amb la pipeta Pasteur comptar quantes gotes són necessàries per a obtenir un volum d'1ml.

Observar el portaobjectes al microscopi a 10x. S'ha de recórrer tota la gota amb el microscopi i

anotant la quantitat d'individus de cada espècie de microfauna que es trobe, excepte els flagel·lats

menuts i les espècies de les quals s'observen menys de 2 individus. En les colònies s'ha de comptar

cada zooide. Després es fa el recompte de flagel·lats menuts a la cambra de Fuchs-Rosenthal. Es

banyen els 2 ponts amb aigua destil·lada i es posa el cobreobjectes amb un pressió suau des del

davant de la cambra. Ha de quedar com mostra la imatge següent.

Tornar a barrejar la mostra i prendre líquid amb la pipeta Pasteur. Deixant eixir un poc

d'aigua de la pipeta, recolzar la punta d'aquesta en l'espai que hi ha entre el cobreobjectes i la

cambra, per capil·laritat s'omplirà la cambra d'aigua. Mirar al microscopi a 40x; s'observarà que hi

ha una quadrícula. S'han de comptar els flagel·lats menuts que es troben en els quadrets d'una de les

diagonals. És dir, s'hauria de comptar només en alguna de les 2 diagonals del dibuix següent.

25

Ponts de la cambra

IMATGE 2. CAMBRA DE FUCHS-ROSENTHAL AMB COBREOBJECTES POSAT

Page 30: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

x xx x

x xx x

x xx x

x xx x

x xx x

x xx x

x xx x

x xx x

DIBUIX 2. CAMBRA DE FUSCH-ROSENTHAL AL MICROSCOPI

Amb totes les dades recollides i amb aquesta taula es calcula quin és l'IBF del

bioreactor.

26

IMATGE 3. CÀLCUL IBF

Page 31: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

El grup dominant és el que més individus tenia en el primer comptatge. Els flagel·lats

menuts no es consideren llevat que se'n troben més de 100 en la diagonal de la cambra de Fuchs-

Rosenthal. En cas d'haver-hi codominància, es pren com a dominant el que està més baix de la

taula. Sabent quantes gotes com la presa són 1ml i amb els individus comptats es trau la densitat

d'individus per litre. Per a la quantitat d'espècies no es consideren els flagel·lats menuts.

– Ex: Domina Opecularia spp. La densitat és de 5·106 ind/L. S'han trobat 5 espècies i en la

diagonal hi ha 7 flagel·lats menuts. El valor de l'IBF és 5.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Classe de l'IBF

DESCRIPCIÓ: Els IBF poden agrupar-se per classes. Cada classe té una interpretació

sobre l'estat de la depuració.

METODOLOGIA: Es realitza la mateixa metodologia que en l'apartat IBF, però en

traure l'índex es classifiquen així:

– Classe I. Índex número: 8, 9 i 10. Fang ben colonitzat i estable, òptima activitat biològica. Alta

eficiència depurativa.

– Classe II. Índex número: 6 i 7. Fang ben colonitzat i estable, òptima activitat biològica. Discreta

eficiència depurativa.

– Classe III. Índex número: 4 i 5. Insuficient depuració biològica de la instal·lació. Mediocre

eficiència depurativa.

– Classe IV. Índex número: 0, 1, 2 i 3. Mala depuració biològica de la instal·lació. Baixa

eficiència depurativa.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode del IC.

27

Page 32: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

V30 i sedimentabilitat

DESCRIPCIÓ: La V30 és una determinació que separa la mostra en 2 parts. Una és el

sedimentat, que és un fang situat a la part inferior de la mostra. L'altra és el clarificat, que és aigua

situada per damunt del sedimentat. La sedimentabilitat és una operació sobre la proporció de

matèria sedimentada segons uns temps.

FOTO 12. PROVETA AMB CLARIFICAT I SEDIMENTAT

METODOLOGIA: Per a fer la V30 es pren una mostra del bioreactor d'un volum mínim

d'un litre. Es remena bé i s'aboca un litre a una proveta amb marques de volum. Es deixa reposar. El

temps anirà separant la mostra en sedimentat i clarificat. Cada 5 minuts fins al minut 30 s'anota el

volum que ocupa el sedimentat. Per a calcular la sedimentabilitat es divideix el clarificat produït

(1000-ml sedimentats en un temps) per a un temps determinat entre el clarificat (1000-ml

sedimentats als 30 minuts) que hi ha a la V30. Primer es calcula per a l'interval de 0 a 10 minuts. Si

el valor és major a 0,5, la sedimentabilitat és alta. En cas de ser menor a 0,5; es calcula per a

l'interval de 0 a 20 minuts. Si el resultat és major a 0,5, serà sedimentabilitat mitja i si és menor,

serà baixa.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

28

Sedimentat

Clarificat

Page 33: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Flòculs en suspensió de la V30

DESCRIPCIÓ: Es tracta de fer una apreciació de la quantitat de flòculs que hi ha al

clarificat en finalitzar la V30.

METODOLOGIA: Realitza la V30. En acabar-la observar el clarificat. Si pràcticament

hi ha absència de flòculs, la categoria és baixa. Si n'hi ha presència, és mitjana. I si hi ha

abundància, la quantitat de flòculs serà alta.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Desnitrificació a la V30

DESCRIPCIÓ: La desnitrificació es produeix en fangs actius, en aquelles zones de les

instal·lacions en les quals existeixen zones anòxiques que transformen els nitrats o nitrits en N2. Les

bombolles menudes de nitrogen gas queden atrapades en les interseccions dels flòculs, arrossegant-

los cap a dalt. Si la desnitrificació és important, es genera l'alçament complet de la capa de fangs en

la decantació secundària.

METODOLOGIA: Es fa la V30 i s'observa si hi ha o no hi ha desnitrificació. Anotant

amb un Sí quan n'hi ha i amb un No quan no n'hi ha.

IMATGE 4. LA DESNITRIFICACIÓ AMB L'AUGMENT DEL TEMPS

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

29

Page 34: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Desfloculació a la V30

DESCRIPCIÓ: La desfloculació és un procés en el qual els flòculs es trenquen, es

veuen com desfets.

METODOLOGIA: Quan acabe la V30, s'observa si els flòculs del clarificat estan

trencats. En cas d'estar-ho s'anota Sí i si no ho estan s'anota No.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Volum de la capa cèria

DESCRIPCIÓ: Quan comença la sedimentació en la prova de la V30 dalt del clarificat es

queda una capa amb fang. Aquest fang es manté surant per damunt del clarificat tota l'estona.

Aquesta zona és la capa cèria.

METODOLOGIA: Quan acabe el temps de la V30 es mesura quin volum ocupa la capa

cèria. Com la proveta està numerada es pot saber fàcilment quin és el volum ocupat per la capa

cèria.

FOTO 13. PROVETA AMB CAPA CÈRIA, CLARIFICAT I SEDIMENTAT

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

30

Capa cèria

Clarificat

Sedimentat

Page 35: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Estructura del sedimentat de la V30

DESCRIPCIÓ: S'ha d'observar quina estructura té el fang que ha sedimentat en la prova

de la V30.

METODOLOGIA: Quan acabe la V30, s'anota el tipus d'estructura que té la part

sedimentada.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Color del sedimentat de la V30

DESCRIPCIÓ: El fang sedimentat pot tenir colors diferents: les tonalitats del marró, les

del gris, ser negre...

METODOLOGIA: Anotar el color del sedimentat.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Terbolesa del clarificat de la V30

DESCRIPCIÓ: La terbolesa és un paràmetre que mesura el grau de transparència d'una

aigua. Pot determinar-se qualitativament o quantitativament amb un nefelòmetre.

METODOLOGIA:

– Qualitativament. En acabar la V30 s'analitza la terbolesa del clarificat. Es col·loca darrere de la

proveta un objecte com a referència. Si la forma s'observa clarament, la mostra està a la

categoria Terbolesa baixa. Si les vores s'aprecien, però no s'aprecia el dibuix de la superfície,

parlem de Terbolesa mitjana. Per últim, si no s'observa cap dibuix i les vores de l'objecte queden

difuminades i fins i tot no s'hi veuen, és Terbolesa alta.

31

Page 36: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

– Quantitativament. En acabar el temps de la V30, s'analitza la terbolesa del clarificat. Prendre una

mostra del clarificat. Introduir-la a la cubeta del nefelòmetre i mesurar la terbolesa amb l'aparell.

ANÀLISI ESTADÍSTICA:

– Qualitativament. Mètode dels IC.

– Quantitativament. Regressió matemàtica.

pH del bioreactor

DESCRIPCIÓ: El pH mesura l'acidesa d'una mostra. A pH més baix la mostra serà més

àcida, és dir, tindrà major concentració de protons. El pH = -log [H+].

METODOLOGIA: Prendre una mostra de fang actiu i introduir-li una sonda

mesuradora de pH. En l'aparell es mostra el valor del pH.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

32

IMATGE 5. DIFERENTS TIPUS DE TERBOLESA

Page 37: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

CE del bioreactor

DESCRIPCIÓ: La conductivitat elèctrica (CE) és la propietat natural de cada cos que

representa la facilitat en que els electrons poden passar a través seu.

METODOLOGIA: Prendre una mostra de fang actiu i introduir-li una sonda del

conductímetre. L'aparell mostra el valor de la conductivitat elèctrica.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

Bromeres en la superfície del bioreactor

DESCRIPCIÓ: En la superfície dels bioreactors es formen bromeres. Açò es deu a la

presència de tensioactius, formació de bambolles, etc. Molts d'aquests processos són responsabilitat

dels microorganismes presents en l'aigua a depurar.

METODOLOGIA: Determinar de manera visual quin és el percentatge de la superfície

del bioreactor ocupat per les bromeres.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

Fang en superfície del decantador secundari

DESCRIPCIÓ: En la superfície del decantador s'acumula fang procedent de l'aigua que

rep.

METODOLOGIA: Determinar de manera visual quin és el percentatge de fang sobre la

superfície del decantador secundari.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

33

Page 38: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Olor del fang biològic

DESCRIPCIÓ: L'olor del bioreactor pot ser característica dels tipus de processos que hi

tenen lloc (fermentació, descomposició aeròbia...).

METODOLOGIA: Prendre una mostra del fang actiu. Anar a un lloc on no hi hagen

influències d'altres tipus d'olors i olorar la mostra. Anotar el tipus d'olor.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

IQG

DESCRIPCIÓ: L'índex de qualitat general és una manera pràctica de valorar el nivell i

l'evolució de les aigües superficials. És un índex que generalment consisteix en una suma

polinòmica ponderada. Per a l'elaboració de l'IQG. Per a obtenir l'índex es consideren diversos

paràmetres que, en funció de l'ús que tindrà l'aigua, adquireixen més o menys importància. Hi ha 9

paràmetres bàsics, que sempre tenen una concentració significativa, i 14 de complementaris, que

afecten a partir d'una concentració determinada.

METODOLOGIA: Es determina el valor de cada paràmetre que participa en l'índex i es

calcula mitjançant la fórmula següent:

IQG = Σ Qi · Pi

On Qi és el nivell de qualitat de cada paràmetre, de 0 a 100. Hi ha una transformació del

valor del paràmetre en el nivell de qualitat.

Pi és el coeficient de ponderació de cada paràmetre que respon a la fórmula següent:

34

IMATGE 6. COEFICIENT DE PONDERACIÓ

Page 39: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

La variable ai és un coeficient que varia entre 1 (paràmetre important) i 4 (paràmetre

poc significatiu).

Els 9 paràmetres bàsics són: coliformes fecals, CE, DBO5, DQO, fosfats totals, matèries

en suspensió, nitrats, oxigen dissolt i pH.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

ISQA

DESCRIPCIÓ: L'índex simplificat de la qualitat de l'aigua (ISQA) és una variant de

l'IQG. Aquest índex és un indicador global, senzill i aproximat que té en compte cinc paràmetres.

METODOLOGIA: Una volta determinat el valor dels paràmetres participants, en funció

d'aquest adquireixen un altre valor. L'ISQA s'estableix segons la següent expressió:

ISQA = T · (A + B + C +D)

– T es dedueix de la temperatura de l'aigua. Pren valors entre 0,8 i 1.

– A es dedueix de la DQO. Pren valors entre 0 i 30.

– B es dedueix a partir de la matèria orgànica en suspensió. Pren valors entre 0 i 25.

– C es dedueix a partir de l'oxigen dissolt. Pren valors entre 0 i 25.

– D es dedueix de la conductivitat. Pren valors entre 0 i 20.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Regressió matemàtica.

Abundància de filaments als flòculs

DESCRIPCIÓ: Les EDAR s'enfronten a un problema amb el creixement excessiu de

filamentosos. Aquest excés causa que el flòcul siga mal format, poc dens i decante amb l'aigua. Per

tant, s'elimina amb l'aigua i això fa que augmente la DBO de l'aigua tractada (aigua que ix de la

depuradora) i disminueix l'eficiència del procés de depuració biològica. Una manera de determinar

35

Page 40: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

la problemàtica amb la filamentosa és descriure quina és la quantitat aproximada de filaments

presents als flòculs. Des d'aquesta prova fins a l'última es poden fer totes en la mateixa mostra.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt d'aquesta

un cobreobjectes. Observar al microscopi de 10x l'abundància de filaments que hi ha als flòculs.

Apuntar a quina d'aquestes categories pertany la mostra observada:

– Cap.

– Pocs. Filaments en pocs flòculs.

– Alguns. Es veuen filaments als flòculs, però no en tots.

– Comuns. Tots els flòculs tenen d'1 a 5 filaments.

– Molt comuns. De 5 a 20 filaments per flòcul.

– Abundants. >20 filaments per flòcul.

– Excessius. Més filaments que flòculs.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Abundància de filaments als espais entre els flòculs

DESCRIPCIÓ: Com s'ha comentat en l'apartat Abundància de filaments als flòculs la

presència de filamentosa pot arribar a ser un problema. Una altra manera de quantificar-ho és

observant si hi ha filaments als espais que hi ha entre els flòculs de la mostra.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt d'aquesta

un cobreobjectes. Observar al microscopi de 10x l'abundància de filaments en l'espai que hi ha entre

els flòculs. L'abundància serà Baixa si no són observables i Alta si ho són.

36

Page 41: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Ponts entre els flòculs

DESCRIPCIÓ: Una altra manera d'estimar el problema amb la filamentosa és

quantificar els ponts que hi ha entre els flòculs. Un pont és un filament que uneix 2 flòculs.

METODOLOGIA: Posar una gota del líquid del bioreactor en un portaobjectes i

damunt d'aquesta un cobreobjectes. Observar a l'ocular 10x del microscopi la quantitat aproximada

de ponts que té la mostra. Anotar la categoria a què pertany segons aquest criteri:

– 0: No hi ha unions entre els flòculs.

– 1: Un quart dels flòculs estan units entre si.

– 2: La mitat dels flòculs estan units entre si.

– 3: 3 quarts dels flòculs estan units entre si.

– 4: Tots els flòculs estan units entre si.

– 5: Tots els flòculs estan units entre si i amb molt filaments.

37

FOTO 15. 10x. PH2.FILAMENTS OBSERVABLES EN ESPAI ENTRE FLÒCULS

FOTO 14. 10x. PH2.FILAMENTS NO OBSERVABLES EN ESPAI ENTRE FLÒCULS

Page 42: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Pin Point Floc

DESCRIPCIÓ: El Pin Point Floc són flòculs de poca grandària amb forma d'agulla. La

seua formació es veu en explotacions amb poc temps d'operació o en reactors ja estabilitzats que

estan sotmesos a purgues excessives, altes puntes de cabal o abocaments incontrolats. El Pin Point

Floc suposa la formació de flòculs disgregats que augmenten la terbolesa de l'aigua d'eixida i

redueixen l'eficiència depuradora.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt d'aquesta

un cobreobjectes. Observar a l'ocular 10x del microscopi si la majoria de flòculs presenta el procés

de Pin Point Floc o no el presenta.

38

CATEGORIA 0 CATEGORIA 1 CATEGORIA 2 CATEGORIA 2

CATEGORIA 3 CATEGORIA 4 CATEGORIA 4 CATEGORIA 5

DIBUIX 3. PONTS ENTRE ELS FLÒCULS

Page 43: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FOTO 16. 10X. PH2. PIN POINT FLOC

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Obertura de l'estructura flocular

DESCRIPCIÓ: L'obertura de l'estructura flocular també influeix en la decantació i, per

tant, en la qualitat de l'aigua d'eixida. Un flòcul compacte decantarà millor i donarà un aigua de més

qualitat que un flòcul amb molts buits.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt d'aquesta

un cobreobjectes. A l'augment 10x mirar quina estructura de les següents presenten els flòculs:

– Compacte (no buits)

– Mitja

– Oberta (molt buits)

39

FOTO 17. 10X. FLÒCUL COMPACTE

FOTO 18. 10X. PH1. ESTRUCTURA DEL FLÒCUL MITJA

Page 44: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FOTO 19. 10X. PH1. ESTRUCTURA OBERTA

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Resistència a la punció

DESCRIPCIÓ: És una manera de comprovar l'estabilitat del flòcul. Flòculs poc

resistents, que es trenquen de seguida, tindran una mala decantació i faran que l'aigua no tinga tanta

qualitat.

METODOLOGIA: Posar una gota del líquid del bioreactor en un portaobjectes i

damunt d'aquesta un cobreobjectes. Observar a un augment de 10x. Alhora que es mira pel

microscopi fer una pressió sobre el cobreobjectes, per exemple amb una punta de bolígraf. Si els

flòculs no es trenquen, són resistents a la punció, i si es trenquen no hi són resistents.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Consistència

DESCRIPCIÓ: La consistència fa referència al grau de cohesió de les partícules del

flòcul.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt un

40

Page 45: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

cobreobjectes. I observar a l'augment 10x quina consistència tenen els flòculs. La Forta té un alt

grau de cohesió entre les partícules i la Dèbil te baix grau de cohesió.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Cobertura dels flòculs

DESCRIPCIÓ: La cobertura que ocupen els flòculs sobre la superfície de l'aigua també

influeix en la qualitat d'aquesta. Ja que a major cobertura, els flòculs no estan tant dispersats i és

més fàcil que decanten i, per tant, que no se'n vagen amb l'aigua tractada.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt un

cobreobjectes, i observar a l'augment 10x quina cobertura total tenen els flòculs. Quan la superfície

ocupada és inferior al 10%, la cobertura és Baixa. Quan va del 10 al 50% és Mitjana. I quan és

superior al 50% és Alta.

FOTO 20.10X. PH1. COBERTURA FLOCULAR BAIXA

41

Page 46: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Grandària dels flòculs

DESCRIPCIÓ: La grandària del flòcul també és un factor que pot influir en la qualitat

de l'aigua d'eixida. Si els flòculs són massa menuts, no decantaran i, per tant, augmentaran la DBO

de l'aigua depurada i en reduiran l'eficiència depurativa.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt un

cobreobjectes. Observar a l'augment 10x quina cobertura total tenen els flòculs. Mesurar amb el

micròmetre la llargària i amplària de 15 flòculs seleccionats a l'atzar. La llargària es considera el

costat de major longitud i l'amplària el de menor. Calcular la mitjana per a la llargària i l'amplària.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Amb les dades preses es poden analitzar 3 aspectes.

– Llargària. Regressió matemàtica entre els valors de la llargària i els del paràmetre del qual està

estudiant-se si és indicador.

– Amplària. Regressió matemàtica entre els valors de la l'amplària i els del paràmetre del qual està

estudiant-se si és indicador.

– Àrea. Es calcula l'àrea multiplicant l'amplària per la llargària. I entre els valors de l'àrea i els del

paràmetre del qual està estudiant-se si és indicador es fa la regressió matemàtica.

42

FOTO 21. 10X. PH1.COBERTURA FLOCULAR MITJANA

FOTO 22. 10X. PH2.COBERTURA FLOCULAR ALTA

Page 47: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Forma dels flòculs

DESCRIPCIÓ: Els flòculs poden tenir 2 formes: circular o irregular. Els circulars donen

millor depuració que els irregulars.

METODOLOGIA: Per a determinar la forma que tenen els flòculs es pren la llargària i

amplària mitjana de l'apartat Grandària dels flòculs. Com és difícil trobar flòculs exactament

redons, s'utilitza un criteri per a establir la forma: si la llargària és més d'un 30% major que

l'amplària, el flòcul és irregular; però si la llargària és menys d'un 30% major que l'amplària, el

flòcul és circular.

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

Presència de fibres

DESCRIPCIÓ: Hi ha fibres que escapen al decantador primari i arriben al bioreactor.

Poden interferir en el procés i fer que canvie la qualitat de l'aigua.

METODOLOGIA: Posar una gota de fang actiu en un portaobjectes i damunt un

cobreobjectes. Observar a l'augment 10x la presència de fibres. Segons la quantitat de fibres es

classifica en una categoria.

– 0: Poques fibres o cap fibra.

– 1: Moltes fibres.

FOTO 23. 10X. UN TIPUS DE FIBRA

43

Page 48: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANÀLISI ESTADÍSTICA: Mètode dels IC.

44

Page 49: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

RESULTATS

Els resultats obtinguts ja siga en la part del càlcul de la grandària de la mostra i en les

anàlisis estadístiques provenen d'haver aplicat el protocol descrit anteriorment a l'EDAR dels

Algars.

GRANDÀRIA DE LA MOSTRA

Per a saber quina és la quantitat de mostres a prendre dels possibles indicadors per a

obtenir resultats significatius estadísticament s'utilitza aquesta fórmula (explicada al protocol):

n= Z 1−/2 Z potènciadel test

∗2

Per a totes les variables s'ha utilitzat un α = 0,1. Per tant, Z1-α/2 valdrà 1,649. S'ha optat

per emprar una potència del test de 0,9, així que Zpotència del test serà 1,2816. Per a cada paràmetre se li

ha atorgat una δ en funció dels seus valors i el rang que poden tenir aquests. Per a determinar la σ

dels SS, DQO i reduccions s'ha calculat a partir de valors històrics del paràmetre. La

biodegradabilitat de l'aigua bruta (biodegradabilitat AB) i la de l'aigua tractada (biodegradabilitat

AT) s'han calculat aquestes dels valors històrics i després s'ha calculat la σ. La biodegradabilitat és

igual a la DBO5/DQO. En el cas de la DBO5 soluble, com mai no s'ha fet a la planta, se n'ha estimat

el valor a partir de la fórmula següent:

DBO5 soluble = DBO5 – (factor K · SS)

El factor K per a aigües residuals domèstiques pren valors entre 0,5 i 0,7. A major factor

K, menor valor de la DBO5 soluble. Un valor major de la DBO5 soluble indica que a la planta hi ha

molts SS, perquè són aquests els que fan augmentar el valor de la DBO5 soluble. Com a la

depuradora dels Algars hi ha problemes de sòlids, s'ha suposat que la DBO5 soluble serà gran i per

45

Page 50: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

aquesta raó s'ha utilitzat el factor K de 0,5. Després de determinar el valor de la DBO5 soluble de les

dades històriques es calcula la σ.

En la taula següent es mostren els valors de σ i de δ i la n corresponent a cada variable:

δ σ n

DBO5 soluble 3 6,1 36SS 12 24,52 36

DQO 14 30,74 42% reducció de DBO5 5 4,72 8% reducció de DQO 5 11,75 48Biodegradabilitat AB 0,1 0,13 15Biodegradabilitat AT 0,1 0,11 11

INDICADORS ANALITZATS PER IC

Els següents factors han sigut analitzats estadísticament amb intervals de confiança al

95% per a saber si són indicadors de la qualitat de les 7 variables estudiades. Els factors que no són

indicadors es comenta que no ho són. En cas de ser-ho, es mostra una taula amb les variables per a

les quals és indicador, en quina situació ho és i quin és el valor de la variable quan es compleix la

condició de ser indicador.

Abundància de microorganismes filamentosos

SEGONS LA PRESÈNCIA:

PARÀMETRE MICROORGANISME PRESÈNCIA RANG% reducció de DQO N. limicola I Present >90,4518

Biodegradabilitat ABThiothrix I Present >0,5212

Zooglea spp. Absent >0,5212Zooglea spp. Present <0,5212

46

Page 51: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

SEGONS ELS GRUPS D'ABUNDÀNCIA:

PARÀMETRE MICROORGANISME ABUNDÀNCIA RANG

DBO5 solubleM. parvicella Escàs <5,52

S. natans Dominant >5,52SS Zooglea spp. Escàs <21,23

DQONocardia spp. Dominant <58,926Zooglea spp. Escàs <58,926

% reducció de DBO5H. hydrossis Secundari >95,8715

Nocardia spp. Dominant >95,8715% reducció de DQO N. limicola I Escàs >90,4518

Biodegradabilitat ABThiothrix I Escàs >0,5212

Zooglea spp. Absent >0,5212Biodegradabilitat AT Tipus 021N Escàs <0,2652

Presència de grups de filamentosos segons Eikelboom

La presència o absència de grups segons la classificació d'Eikelboom no és bioindicador

de diferències amb els valors de la mitjana per als diferents paràmetres observats.

Presència de grups de filamentosos segons el GBS

PARÀMETRE GRUP PRESÈNCIA RANG

Biodegradabilitat AB Presenten S normalment

Present >0,5212

IBF

PARÀMETRE IBF RANG% reducció de DQO 2 >90,5762

Classe de l'IBF

PARÀMETRE CLASSE IBF RANGDQO IV <58,858

47

Page 52: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

V30 i sedimentabilitat

El nivell de sedimentabilitat no és un indicador de diferències amb els valors de la

planta.

Flòculs en suspensió de la V30

La quantitat de flòculs en suspensió del clarificat no és indicador de diferències amb les

mitjanes de la planta per als diferents paràmetres.

Desnitrificació a la V 30

No s'ha analitzat estadísticament perquè tots els dies es va obtenir el mateix resultat (no

desnitrificació).

Desfloculació a la V30

No s'ha analitzat estadísticament perquè tots els dies es va obtenir el mateix resultat (no

desfloculació).

Estructura del sedimentat de la V30

El tipus d'estructura del sedimentat no és indicador de diferències amb les mitjanes de la

planta.

Color del sedimentat de la V30

Per als diferents paràmetres, quant al color, no s'han trobat mitjanes significativament

diferents de les de la planta.

Olor del fang biològic

El tipus d'olor no és indicador de diferències amb les mitjanes de la planta per als

diferents paràmetres.

Abundància de filaments als flòculs

PARÀMETRE ABUNDÀNCIA RANGDBO5 soluble Molt comuns <5,52

% reducció de DBO5 Molt comuns <95,8715

48

Page 53: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Abundància de filaments als espais entre els flòculs

PARÀMETRE ABUNDÀNCIA RANGSS Baixa >21,23

% reducció de DQO Baixa <90,4518

Ponts entre els flòculs

No s'han trobat diferències significatives entre les diferents quantitat de ponts i la

mitjana de la planta per als paràmetres físics.

Pin Point Floc

La presència/absència de Pin Point Floc no indica que hi hagen diferències amb les

mitjanes de la planta.

Obertura de l'estructura flocular

No s'han trobat diferències entre algun grau d'obertura flocular i la mitjana de la planta

per a cada paràmetre.

Resistència a la punció

La resistència o no resistència a la punció no indica que hi hagen diferències amb els

valors de les mitjanes de la planta.

Consistència

No s'han trobat diferències entre els diferents tipus de consistència i les mitjanes de la

planta.

Cobertura dels flòculs

PARÀMETRE COBERTURA RANG

DBO5 soluble<10% >5,52>50% <5,52

49

Page 54: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Forma dels flòculs

PARÀMETRE FORMA RANGSS Circular >21,23

DQO Circular >58,926% reducció de DBO5 Circular >95,8715

Presència de fibres

PARÀMETRE QUANTITAT DE FIBRA RANGDQO Molta <58,926

% reducció de DQO Molta >90,4518

Taula resum de resultats

PARÀMETRE INDICADOR ECOLÒGIC CATEGORIA RANG

DBO5 soluble

M. parvicella Escàs <5,52S. natans Dominant >5,52

Cobertura dels flòculs <10% >5,52Cobertura dels flòculs >50% <5,52

Abundància de filaments als flòculs

Molt comuns <5,52

SS

Zooglea spp. Escàs <21,23Forma del flòcul Circular >21,23Abundància de

filaments entre els flòculs

Baixa >21,23

DQO

Nocardia spp. Dominant <58,926Zooglea spp. Escàs <58,926Classe IBF IV <58,858

Forma del flòcul Circular >58,926Presència de fibres Molta <58,926

% reducció de DBO5

H. hydrossis Secundari >95,8715Nocardia spp. Dominant >95,8715Abundància de

filaments als flòculsMolt comuns <95,8715

Forma del flòcul Circular >95,8715

50

Page 55: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

% reducció de DQO

N. limicola I Escàs >90,4518N. limicola I Present >90,4518

IBF 2 >90,5762Abundància de

filaments entre els flòculs

Baixa <90,4518

Presència de fibres Molta >90,4518

Biodegradabilitat AB

Thiothrix I Escàs >0,5212Thiothrix I Present >0,5212

Zooglea spp. Absent >0,5212Zooglea spp. Present <0,5212

Grup del GBS: presenten S normalment

Present >0,5212

Biodegradabilitat AT Tipus 021N Escàs <0,2652

INDICADORS ANALITZATS PER REGRESSIÓ

En la taula següent es mostra la regressió de cada possible indicador analitzat amb

aquest estadístic per a cada paràmetre. Per als índexs IQG modificat i ISQA només s'ha tret la

regressió per a la DBO5 soluble, ja que els altres paràmetres són necessaris per al càlcul dels

índexs.

51

Page 56: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

DBO5

soluble SS DQO % reducció de DBO5

% reducció de DQO

Biodegradabilitat AB

Biodegradabilitat AT

Volum de la capa cèria

0,019 0,03 0,002 0,035 0 0,005 0,039

Terbolesa clarificat

V30

0,005 0,03 0,033 0,099 0,003 0,01 0,023

pH bioreactor 0,013 0,13 0,279 0,041 0,039 0,014 0,115

CE bioreactor 0,212 0,116 0,096 0,003 0,042 0,002 0,032

Bromeres superfície bioreactor

0,08 0,084 0,009 0,094 0,006 0,005 0,075

Fang superfície

D20 0,07 0,013 0,094 0,006 0,005 0,075

IQG modificat 0,187 - - - - - -

ISQA 0,162 - - - - - -Llargària flòculs 0,008 0,009 0,01 0,176 0 0,007 0,019

Amplària flòculs 0,009 0,001 0,025 0,245 0,022 0,009 0

Àrea flòculs 0,012 0,004 0,01 0,315 0,012 0,004 0,024

Tots les regressions són inferiors a 0,8. Per tant, no hi ha indicadors a la taula per a les

variables citades.

52

Page 57: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

CONCLUSIONS

- Es recomana fer l'observació microscòpica dels organismes filamentosos perquè en

tots els paràmetres on s'han buscat indicadors han aparegut microorganismes filamentosos. Per tant,

en fer una anàlisi, si estan els bioindicadors, es poden estimar fins a 6 variables de la planta. La

biologia de les espècies també pot ser orientativa de les condicions de funcionament de la planta.

- Sphaerotilus natans viu en condicions d'alta càrrega màssica. Per això, quan és

dominant la DBO5 soluble dóna valors superiors a 5,52.

- Zooglea spp. és un bon bioindicador perquè mostra diferències quant a la mitjana de

SS, DQO i biodegradabilitat de l'aigua bruta. Quan es troba de manera escassa els SS de l'aigua

tractada són menors a la mitjana de SS perquè és un microorganisme floculant. Això fa que part

dels flòculs s'unisquen i sedimenten fent que la concentració de SS siga inferior a 21,23. És molt

útil per a la determinació de la biodegradabilitat AB perquè la seua presència o absència indica que

un valor és inferior o superior a 0,5212. És a dir, sempre que es faça l'observació de

microorganismes es podrà conèixer, aproximadament, quina serà la biodegradabilitat AB. I per tant,

saber a quins tipus de procés prestar mes atenció (fisicoquímics o biològics) sense haver d'esperar

altres anàlisis com la DBO5. En teoria creix quan hi ha una alta càrrega màssica, però en l'estudi s'ha

vist que quan és present la biodegradabilitat de l'aigua bruta és inferior a 0,5212. És a dir, una

similitud o predomini de matèria no oxidable biològicament. És possible que la seua aparició estiga

relacionada amb una alta càrrega màssica amb predomini de no degradable i com s'ha comentat és

floculant aquesta característica la podria aprofitar en situacions de menor biodegradabilitat. Per

aquesta raó de la floculació podria ser que la DQO de l'aigua d'eixida siga menor que la mitjana, ja

que part de la matèria decantaria i no augmentaria aquella DQO.

- Quan Nocardia spp. és el microorganisme filamentós dominant la DQO de l'aigua

d'eixida és menor que el valor mitjà. Això pot ser degut al fet que realment és un bioindicador o

que casualment els dies que ha sigut dominant s'han fet millores en el funcionament de la planta.

Nocardia spp. quan és dominant indica que la reducció de la DBO5 és superior al 95,8715. A la

depuradora tenen un rendiment (reducció) aproximat per a la DBO5 de 94. Per tant, la dominància

d'aquest organisme indica un rendiment millor que el mitjà.

53

Page 58: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

- Trobar Haliscomenobacter hydrossis com a secundari també implica que la reducció

de DBO5 funciona correctament. Aquest organisme, igual que Nocardia spp., també és prou

habitual a les observacions microscòpiques.

- S'ha vist que la presència de Nostocoida limicola I i trobar-la en abundància escassa

indiquen una major reducció de la DQO que la mitjana de la planta. Però com només s'ha trobat en

abundància escassa, en els 2 casos està parlant-se de la mateixa situació. Per tant, s'ha de considerar

que si algun dia es troba en abundància diferent a l'escassa, no es pot saber si implicarà diferències

en la mitjana de la planta.

- Una situació semblant ocorre en el cas de Thiothrix I, que la seua presència i trobar-lo

escàs indiquen una biodegradabilitat de l'aigua bruta superior a 0,5212. En aquest cas sí que s'ha

trobat una volta com a secundari, i casualment aquell dia la biodegradabilitat era superior a 0,5212.

Amb un valor de Thiothrix I com a secundari no es pot saber si va ser coincidència o és que

realment la presència en qualsevol tipus d'abundància és indicativa.

- La presència de components del grup que presenten S de la classificació del GBS

indica una biodegradabilitat de l'aigua bruta superior a 0,5212. És dir un predomini de matèria

oxidable de manera biològica, així que s'haurà de tenir en compte els processos biològics per a

depurar. Els components d'aquest grup (Thiothrix I, Thiothrix II i Tipus 0,914) viuen en condicions

sèptiques i en presència de substrats fàcilment metabolitzables. Per això, quan són presents la

biodegradabilitat de l'aigua d'entrada és major.

- Quan el Tipus 021N és escàs al bioreactor l'aigua d'eixida té una baixa concentració de

DBO5 respecte a la DQO.

- La presència o l'absència d'algun membre dels grups segons les classificacions

d'Eikelboom i la del GBS no indica canvis en la mitjana, excepte la presència dels que tenen sofre.

És difícil trobar resultats amb aquesta comparació perquè en cada grup hi ha molts bacteris i

cadascun té unes condicions de creixement diferents.

- És convenient realitzar l'observació microscòpica perquè és fàcil i ràpida i presenta

indicadors de qualitat per a tots els paràmetres excepte les biodegradabilitats

- Una baixa i una alta cobertura de flòculs indica diferències en la DBO5 soluble a causa

de la sedimentació que poden causar. Quan és baixa els flòculs no s'agrupen entre ells, raó per la

qual no decanten, i com que no decanten ixen amb l'aigua, fent que la DBO5 siga superior a 5,52. En

canvi, quan la concentració és alta, s'agrupen entre ells, augmentant la seua massa, causant que

decanten i que l'aigua quede lliure de molts flòculs i així la DBO5 soluble és inferior a 5,52.

- Quan l'abundància de filaments que té cada flòcul és molt comuna (de 5 a 20 filaments

per flòcul) la DBO5 soluble i el percentatge de reducció de la DBO5 són menors al valor mitjà de la

54

Page 59: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

planta. En el cas de la DBO5 soluble el valor és menor perquè tanta presència de filaments facilita la

unió de flòculs i per tant, la seua decantació i no ixen amb l'aigua tractada. Una reducció de la

DBO5 inferior a 95,8715 indica que es pot estar prop d'una reducció menor al 94%, que és el

rendiment de la planta. I per tant, que no s'està operant en les condicions òptimes.

- La forma del flòcul és una determinació molt important, perquè quan tenen forma

circular indiquen canvis respecte a la mitjana en 3 paràmetres: els SS, la DQO i el percentatge de

reducció de la DBO5. Per a les 3 variables indica nivells majors que els de la mitjana. Per als SS i la

DQO no és positiu perquè es troben uns valors superiors a la mitjana. Però per a la reducció és

positiu traure un valor més alt perquè s'està aconseguint una reducció superior al 94%, que és el

valor en el que sol treballar la planta; és a dir, es treballa òptimament. És possible que quan es

troben flòculs circulars, la depuradora elimine pràcticament matèria oxidable biològicament i poca

de la no oxidable de forma biològica i per això, hi ha tanta reducció de DBO5 i la DQO siga major

que la mitjana.

- Quan l'abundància dels filaments en l'espai que hi ha entre els flòculs és baixa, els

valors dels SS són majors i els de reducció de la DQO menors a la mitjana. Els valors dels SS són

majors a la mitjana (21,23) perquè, com que no hi ha filaments que puguen funcionar per a unir els

flòculs, molts d'aquestos no decanten i per tant, ixen amb l'aigua depurada, fent que augmente els

SS. Podria ser que el fet de no eliminar tant de flòcul, se'n manté una gran quantitat que fa que

quede bastant DQO per reduir i això podria ser la raó per la qual la reducció de la DQO és menor

que l'habitual. Quan els filaments entre els flòculs no són observables la reducció de la DQO és

menor a 90,4518, un valor menor al rendiment de l'EDAR que és el 92%.

- Si la presència de fibres a l'anàlisi microscòpica és elevada, la DQO serà menor i la

reducció major que la mitjana calculada. Per tant, pareix que la presència de fibres ajuda a rebaixar

la DQO.

- S'esperava que les altres tipus d'observacions microscòpiques donaren algun resultat,

per poder influir d'alguna manera sobre la sedimentació i els SS; però no s'han trobat diferències

significatives. És possible que per a altres EDAR sí que funcionen.

- Per a l'ISQA s'ha trobat una r2 de 0,162. Però si s'observen bé els valors no hi ha massa

diferència entre la realitat i la regressió. Estadísticament no és fiable, però en cas de necessitar el

valor de la DBO5 soluble i si no hi ha cap altre indicador es pot utilitzar de manera orientativa.

Sempre tenint en compte que la regressió és inferior al 80%.

- En el cas de l'IQG modificat, s'ha calculat una regressió de 0,187, una de les més altes

de la investigació. Tenint en compte que es va calcular amb 9 valors, es recomana afegir-ne més per

a comprovar si aquesta regressió pot augmentar i donar una equació que siga fiable i puga predir

55

Page 60: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

valors de la DBO5 soluble. També es recomana provar l'índex amb més factors, per a vore com

afecten la r2.

- A l'EDAR dels Algars no s'han de buscar relacions d'indicació de qualitat utilitzant la

desnitrificació, la desfloculació i el color del sedimentat de la V30, perquè són factors que sempre

són iguals o que varien molt a la llarga. En altres depuradores és possible que varien amb més

freqüència i es puga estudiar alguna cosa.

- L'olor tampoc no és un bon paràmetre per a actuar com a indicador. Encara que

s'hagen trobats olors diferents, aquestes eren el mateix tipus, però canviant la intensitat. En cas de

trobar-se olors que siguen clarament de diferents tipus es podria fer recerca de si és indicador.

- La sedimentabilitat, els flòculs en suspensió i l'estructura del sedimentat de la V30

depenen de caràcters físics, com densitat i tipus de partícules. Es veu difícil que puguen tenir

influència en paràmetres fisicoquímics, com la DBO5 soluble, els SS, la DQO, la biodegradabilitat o

els rendiments d'eliminació.

- A l'EDAR dels Algars no es recomana estudiar les bromeres de la superfície del

bioreactor com a indicador perquè aquestes depenen del nombre turbines en funcionament i de la

seua velocitat.

- Tampoc es recomana utilitzar el fang en superfície del decantador secundari. Perquè el

fang en superfície depèn de moltes variables, com la recirculació i el cabal d'entrada, i pot variar

considerablement en cosa de minuts.

- Encara que totes les regressions hagen eixit molt inferiors a 0,8, s'ha observat que per

a la reducció de la DBO5 i en alguns casos també per a la de DQO el valor mesurat del paràmetre no

difereix més de 5 unitats del teòric de la regressió.

- Hi ha estudis similars al del projecte on la llargària dels flòculs sí que donava resultats

clarament significatius. Això demostra que tots els sistemes són diferents i que no es poden traure

generalitats a partir d'un estudi particular.

56

Page 61: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

RECOMANACIONS

- La planta presenta problemes amb la formació de bromeres pel microorganisme

filamentós Nocardia spp. La seua presència sol associar-se a fangs d'edat elevades, condicions de

bona aeració i compostos complexos tals com olis i greixos. Unes possibles solucions són: dosificar

clor en forma d'aerosol sobre les bromeres, afegir polímers catiònics, incrementar la purga de fangs,

eliminar les trampes per a bromeres i retindre la seua circulació, instal·lar selectors anòxics o

anaerobis i augmentar l'eliminació d'olis i greixos durant el pretractament i el tractament primari.

- Realitzar més a sovint anàlisis dels nutrients per a conèixer la seua evolució i com

responen als tractaments.

- La majoria dels dies s'ha trobat un IBF de classe IV, teòricament significa que hi ha

una mala depuració biològica i una eficiència depurativa baixa. Una manera de millorar-ho és

augmentant l'oxigenació del bioreactor. Per exemple: fent funcionar l'última turbina del bioreactor,

que sempre està desconnectada. Però un augment de l'oxigenació farà que s'incremente el

filamentós Nocardia spp. Per tant, s'haurà de buscar una solució intermèdia. Una possible solució és

posar els selectors anòxics o anaerobis abans de l'entrada al bioreactor i el mecanisme d'augment

d'aeració en el bioreactor.

- Actualment, està instal·lant-se un MBR (bioreactor de membranes). Quan acabe l'obra

mantindran el tractament convencional i el MBR. Es recomana estudiar el rendiment i manteniment

de cada tipus de tractament i comparar les característiques de les aigües depurades per cada sistema.

57

Page 62: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANNEXOS

FOTOGRAFIES DELS INDICADORS DE QUALITAT TROBATS

58

FOTO 24. 100X. Microthrix parvicella

IMATGE 7. Sphaeorotiluas natans

FOTO 25. 100x. Zooglea spp..

FOTO 26. 100x.Haliscomenobacter hydrossis

Page 63: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

59

FOTO 27. 100x. Nocardia spp.

FOTO 28. 100x.Tipus 021N

IMATGE 8. Thiothrix I

Page 64: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FULLS DE RECOLLIDA DE DADES

Per a la recerca de l'indicador cal anotar els valor dels paràmetres a estudiar. Això pot

fer-se de manera lliure o utilitzant uns fulls com els de les pròximes pàgines.

60

FOTO 29. 10x. PH2.COBERTURA FLOCULAR ALTA

IMATGE 9. Nostocoida limicola I

FOTO 29.100x PH2.FILAMENT NO OBSERVABLE

A ESPAI ENTRE FLÒCULS

FOTO 30. PH1.COBERTURA FLOCULAR BAIXA

Page 65: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

DATA:

V 30

t V

0 Sedimentabilitat Alta Mitja Baixa

5 Desnitrificació Sí No Desfloculació Sí No

10 Flòculs en suspensió Baixa Mitja Alta

15 Terbolesa del clarificat Baixa Mitja Alta _____UNT

20 Volum de la capa cèria ________ ml

25 Estructura

30 Color

Observacions:

INSTAL·LACIONS

Bromeres superfície bioreactor % Fang superfície decantador secundari %

pH bioreactor CE bioreactor µS/cm

Olor del fang biològic

Observacions:

61

Sedimentat

Page 66: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

PARÀMETRES FISICOQUÍMICS

Coliformes totals UFC/ml CE µS/cm DBO5 mg/l

DQO mg/l Fosfats totals mg/l Nitrats mg/l

SS mg/l Oxigen dissolt mg/l pH

Terbolesa UNT IQG ISQA

Altres paràmetres:

Observacions:

IBF

IBF Classe

Observacions:

62

Page 67: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

FILAMENTOSOS

Dominant

Secundaris

Escassos

Presència grups Eikelboom Presència grups GBS

Grup I Mòbils

Grup II Creadors de terbolesa

Grup III Diàmetre del tricoma superior a 1µm

Grup IV Diàmetre del tricoma inferior a 1µm

Grup V Aspecte embrancat

Grup VI Presenten sofre normalment

Grup VII Altres

Altres

Observacions:

63

Page 68: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

ANÀLISI MICROSCÒPICA

Abundància de filaments als flòculs Cap Pocs Alguns Comuns

Molt comuns Abundants Excessius

Abundància de filaments a l'espai entre els flòculs No observables Observables

Ponts entre els flòculs 0 1 2 3 4 5

Obertura de l'estructura flocular Compacta Mitja Oberta

Pin Point Floc Sí No Resistència a la punció Sí No

Consistència Feble Forta Presència de fibres Sí No

Cobertura dels flòculs <10% 10-50% >50%

Grandària dels flòculs Amplària µm

Llargària µm

Forma dels flòculs Irregular Circular

Observacions:

64

Page 69: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

EXEMPLES DE DADES I D'ANÀLISI ESTADÍSTICA

Dades

Data A B C D E F G H I15/06 3 2 2 1 3 1 1 1 316/06 3 2 1 1 3 1 1 1 317/06 3 2 2 1 3 1 1 O 218/06 2 2 2 1 3 1 1 1 2

A = Abundància de filaments als flòculs; 2 = Alguns; 3 = Comuns

B = Abundància de filaments en l'espai entre els flòculs; 2 = Alta (Observables)

C = Ponts entre els flòculs; 1 = un quart units; 2 = la mitat units

D = Pin Point Floc; 1 = Flòculs en forma de Pin Point Floc

E = Obertura de l'estructura flocular; 3 = Obert

F = Resistència a la punció; 1 = Resistents a la punció

G = Consistència; 1 = Feble

H = Forma del flòcul; 0 = Circular; 1 = Irregular

I = Cobertura dels flòculs; 2 = Mitja (del 10 al 50%); 3 = Alta (major al 50%)

Anàlisi estadística

La següent taula són les comparacions per Haliscomenobacter hydrossis per cada tipus

d'abundància. Com s'ha analitzat amb el SPSS se li ha de donar a cada categoria un valor numèric.

Per a saber si estadísticament hi ha diferències amb la mitjana de la depuradora es mira la mitjana

del total i si aquesta queda fora del interval de confiança d'una abundància és quan hi ha diferències.

En aquesta només hi ha diferències per a la DQO quan és dominant (58,926< [61,879-76,941].

0 = Absent

1 = Escàs

2 = Secundari

3 = Dominant

65

Page 70: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

Haliscomenobacter hydrossis

Descriptius

N Mitjana Desviació típica

Error típic

Interval de confiança per a la mitjana al

95%Límit

inferiorLímit

superior

Mínim Màxim

DBO5 soluble 0 5 5,60 ,548 ,245 4,92 6,28 5 6 1 10 4,90 1,792 ,567 3,62 6,18 2 7 2 20 5,50 1,277 ,286 4,90 6,10 4 8 3 7 6,43 2,637 ,997 3,99 8,87 4 12 Total 42 5,52 1,656 ,256 5,01 6,04 2 12

SS 0 7 19,29 7,761 2,934 12,11 26,46 9 32

1 11 17,36 8,453 2,549 11,68 23,04 8 35 2 20 23,15 8,981 2,008 18,95 27,35 10 49 3 10 23,00 5,185 1,640 19,29 26,71 12 29 Total 48 21,23 8,182 1,181 18,85 23,60 8 49

DQO 0 7 60,457 11,8486 4,4784 49,499 71,415 47,4 79,9

1 11 51,627 12,7440 3,8425 43,066 60,189 29,2 71,0 2 19 57,068 10,4084 2,3878 52,052 62,085 45,4 90,0 3 10 69,410 10,5275 3,3291 61,879 76,941 54,3 85,3 Total 47 58,926 12,4944 1,8225 55,257 62,594 29,2 90,0

% Reducció DBO5

0 6 95,8808 1,95866 ,79962 93,8253 97,9363 91,92 97,00

1 11 95,5927 2,10398 ,63437 94,1793 97,0062 91,11 98,53 2 15 97,1580 1,47826 ,38169 96,3394 97,9767 93,44 98,75 3 8 93,8357 2,52700 ,89343 91,7231 95,9483 88,85 96,32 Total 40 95,8715 2,25082 ,35589 95,1517 96,5914 88,85 98,75

% Reducció DQO

0 7 90,9321 2,81345 1,06339 88,3301 93,5341 86,60 94,63

1 11 89,9536 6,63404 2,00024 85,4968 94,4104 71,30 97,02 2 19 91,2091 2,49376 ,57211 90,0072 92,4111 84,59 95,37 3 10 89,2246 2,65003 ,83801 87,3289 91,1203 84,57 93,07 Total 47 90,4518 3,88152 ,56618 89,3121 91,5914 71,30 97,02

Biodegradabilitat AB

0 6 ,5367 ,02808 ,01146 ,5073 ,5662 ,50 ,57

1 11 ,5176 ,03478 ,01049 ,4942 ,5410 ,45 ,57 2 15 ,5130 ,06974 ,01801 ,4744 ,5516 ,38 ,59 3 8 ,5298 ,05946 ,02102 ,4801 ,5795 ,44 ,60 Total 40 ,5212 ,05361 ,00848 ,5040 ,5383 ,38 ,60

Biodegradabilitat AT

0 6 ,2413 ,07689 ,03139 ,1606 ,3220 ,14 ,33

1 11 ,2719 ,13617 ,04106 ,1804 ,3634 ,08 ,45 2 15 ,2512 ,22963 ,05929 ,1240 ,3784 ,04 1,00 3 8 ,3002 ,11649 ,04119 ,2028 ,3976 ,17 ,52 Total 40 ,2652 ,16524 ,02613 ,2124 ,3180 ,04 1,00

66

Page 71: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

– Bouzas, A., González, J., Martínez-Soria, V., Penya-roja, J.M. Bases d'enginyeria ambiental.

2007. València. Universitat de València.

– Análisis microscópico del fango activo. FACSA.

– Protocolo de identificación para organismos filamentosos. FACSA.

– Ficha de reconocimiento de organismos. GBS.

– Parte de observaciones microscópicas.

– II Jornadas de Formación Técnica FACSA. 2003. FACSA. Castelló de la Plana

– Manual de bioindicación de “Grupo de Bioindicación Sevilla” (GBS)

– Microorganismos filamentosos en el fango activo. 1997. Empresa municipal de abastecimiento

y saneamiento de aguas de Sevilla S.A. Sevilla.

– Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales APHA-AWWA-WPCF

Díaz de Santos.

– Gil, À. Intervals de confiança. Universitat Oberta de Catalunya.

– Vilaseca M. Observación microscópica de fangos activados en los tratamientos de depuración

biológica. 2001.

– Uso básico de hoja de calculo en CFGS laboratorio análisis y control de calidad. 2009. Temas

para la educación, revista digital para profesionales de la enseñanza. Federación de Enseñanza

de CC.OO. de Andalucía.

– Fran R. Spellman. Mathematics Manual for Water and Wastewater treatment plant operators.

CRC Press

– Richard M. Activated sludge microbiology problems and their control. 2003. Buffalo, NY. Fort

Collins, CO.

– Salas C., BradFer F.J. Validación de DBO en línea en plantas de tratamiento de aguas servidas

(ptas). 2003. Concepción, Xile. XV Congreso de Ingenieria Sanitaria y Ambiental aidis-Chile.

– Inganiella A. M. et al. Lagunas de estabilización para descarga de líquidos de camiones

atmosféricos. Rosario, Argentina. Universitat de Rosario.

– Notiziario dei metodi analitici. 2007. Roma. Istituto di Ricerca Sulle Acque-cnr.

– Pacheco V. S. et al. Control del crecimiento de organismos filamentosos en una planta de

tratamiento de aguas residuales industriales. 2002. Cancún, Mèxic. XXVIII Congreso

Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental.

67

Page 72: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

– Ambient Curs 2004-2005. 2005. Barcelona. 25 Edició Ambient. Universitat Politècnica de

Catalunya.

– Aznar A. Tratamientos secundarios. Madrid. Universitat Carlos III de Madrid.

Altres tipus de material consultat

Fotografies fetes a l'EDAR

CD Biocontrol

Instruccions dels aparells i dels kits

Enllaços d'interès

www.ua.es

www.termcat.cat

www.google.cat

http://www.environmentalleverage.com/

www.gva.es

www.mma.es

www.juntaex.es

http://bellman.ciencias.uniovi.es/

www.merck.com

www.gencat.cat

www.hunstman.com

www.xtec.net

www.itescam.edu.mx/portal/

http://ar.answers.yahoo.com/

www.marienfeld-superior.com

www.biologia.org

http://personal.telefonica.terra.es/web/ayma/atlas_b.htm

www.merck-chemicals.es

http://web.deu.edu.tr/atiksu/ana55/arsiv.html

http://graphpad.com/quickcalcs/cimean1.cfm

68

Page 73: ELABORACIÓ D'UN PROTOCOL DE RECERCA D'INDICADORS DE ...€¦ · d'indicadors de la qualitat en una depuradora és molt útil, perquè pot facilitar aquest control i predir valors,

http://ca.wikipedia.org/wiki/Portada

http://www.ul.ie/podgorski/Teaching/Business/business.html

http://www.udc.es/principal/ga/

www.bioestadistico.com

http://www.jorgegalbiati.cl/

69