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Inicio / Estudios / Máster Universitario en Ciencia y Tecnología del Agua y del Terreno / Plan de Estudios

Course Unit Description

WASTEWATER TREATMENT

Course 2021-22

  • On-site

1.Subject data

Name: WASTEWATER TREATMENT

Code: 228101014

Type: Elective

ECTS: 4

Length of subject: Per term

Semester and course: Second term

Speciality:

Language: English

Mode of study: On-site class

2. Lecturer data

Lecturer data: GARCÍA BERMEJO, JUAN TOMÁS

Knowledge area: Ingeniería Hidráulica

Department: Ingeniería Minera y Civil

Telephone: 968327026

Email: juan.gbermejo@upct.es

Office hours and location:

lunes - 12:00 / 14:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Anexo de Minas
Se ruega contactar con el profesor con anterioridad.
miércoles - 16:00 / 18:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho Anexo de Minas
Se ruega contactar con el profesor con anterioridad.

Qualifications/Degrees:
PhD in PhD. in Civil Engineering in Technical Univeristy of CArtagena from Universidad Politécnica de Cartagena (SPAIN) - 2016

Academic rank in UPCT: Profesor Contratado Doctor

Number of five-year periods: 2

Number of six-year periods: 0

Curriculum Vitae: Full Profile

Lecturer data: PÉREZ DE LA CRUZ, FRANCISCO JAVIER

Knowledge area: Ingeniería Hidráulica

Department: Ingeniería Minera y Civil

Telephone: 868071235

Email: javier.cruz@upct.es

Office hours and location:

lunes - 10:00 / 13:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho A.1.05
jueves - 16:00 / 19:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho A.1.05
También se podrán solicitar tutorías mediante correo electrónico (javier.cruz@upct.es) o a través de la plataforma Teams

Qualifications/Degrees:
Engineer in Civil Engineer from Technical University of Madrid (SPAIN) - 2003

Academic rank in UPCT: Docente por Sustitución

Number of five-year periods: Not applicable due to the type of teaching figure

Number of six-year periods: No procede por el tipo de figura docente

Curriculum Vitae: Full Profile

Lecturer data: PÉREZ DE LA CRUZ, FRANCISCO JAVIER

Knowledge area: Ingeniería Hidráulica

Department: Ingeniería Minera y Civil

Telephone: 868071235

Email: javier.cruz@upct.es

Office hours and location:

lunes - 10:00 / 13:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho A.1.05
jueves - 16:00 / 19:00
EDIFICIO DE LA ETSINO Y LA EICM, planta 1, Despacho A.1.05
También se podrán solicitar tutorías mediante correo electrónico (javier.cruz@upct.es) o a través de la plataforma Teams

Qualifications/Degrees:
Engineer in Civil Engineer from Technical University of Madrid (SPAIN) - 2003

Academic rank in UPCT: Docente por Sustitución

Number of five-year periods: Not applicable due to the type of teaching figure

Number of six-year periods: No procede por el tipo de figura docente

Curriculum Vitae: Full Profile

3. Competences and learning outcomes

3.1. Basic curricular competences related to the subject

[CB6 ]. To possess and understand knowledge that provides a basis or opportunity to be original in the development and / or application of ideas, often in a research context.

[CB9 ]. Students are required to be able to communicate their conclusions as well as the knowledge and last reasons that sustain them to specialized and non-specialized audiences in a clear and unambiguous way.

3.2. General curricular competences related to the subject

[G01 ]. To learn to apply to new or unfamiliar environments, within broader (or multidisciplinary) contexts, the concepts, principles, theories or models related to their area of study.

[G02 ]. To properly and with a certain originality write literary compositions or motivated arguments, plans, work projects or scientific articles or to formulate reasonable hypothese.

3.3. Specific curricular competences related to the subject

[ES1 ]. Conceptualization of the concepts inherent to the evaluation of natural and urban water resources.

Specific topic competences (for elective topics which have them)

Esta Materia "Tecnología en Agua y Recursos Hídricos" desarrolla las siguientes compentencias de especialidad (E): E01. Conocer los distintos sistemas tecnológicos aplicados al agua y los recursos hídricos. E04. Conocer las interacciones entre el ciclo hídrico y los ecosistemas. E05. Adquirir sensibilidad para la gestión sostenible de los ecosistemas como consecuencia de un mayor conocimiento del funcionamiento de los mismos. E06. Conocer, establecer y definir los problemas relacionados con los ecosistemas acuáticos, el impacto de su gestión y las actuaciones de prevención y remediación. E07. Adquirir y comprender los conceptos y técnicas avanzados en ecología. E10. Seleccionar los equipos necesarios y su interacción en los procesos de potabilización de aguas. E11. Determinar las técnicas y unidades de proceso más oportunos minimizando costes y a un menor impacto medio ambiental en desalación de aguas.

3.4. Transversal curricular competences related to the subject

[T02 ]. Organization and planning capacity

[T05 ]. Problem solving capacity

[T13 ]. Autonomous learning

[T14 ]. Sensitivity to environmental issues

3.5. Subject learning outcomes

Al final de la asignatura el alumnado debe ser capaz de:
1. Conocer y aplicar los conceptos básicos y la terminología propia de las plantas de tratamiento de aguas, adquiriendo nuevo vocabulario técnico.
2. Conocer, interpretar y comparar los distintos tratamientos existentes en las plantas de Tratamientos de Aguas (procesos físicos, químicos y biológicos), cuyo fin es la elección de la solución más conveniente de acuerdo a datos y condiciones de contorno objetivos.
3. Evaluar y comprobar los parámetros básicos del agua residual urbana y de escorrentía de aguas pluviales en cuanto a volumen y carga contaminante, con el fin de disponer de orden de magnitud para estructurar una instalación.
4. Calcular e implementar a escala de predimensionamiento cada una de las partes y procesos de las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales, desde una perspectiva multidisciplinar, tanto operacional, mecánica como económicamente.
5. Aplicar los conocimientos mediante la redacción de un Anteproyecto de una Estación Depuradora de Aguas Residuales, elaborando una exposición pública, oral y coherente de defensa de la solución adoptada, demostrando la asimilación de los contenidos de la asignatura e integrando las dimensiones económicas, sociales y ambientales en el trabajo propuesto.
6. Diseñar una presentación de los resultados mediante técnicas de innovación docente que permitan una exposición clara, con capacidad de síntesis y eficaz de la solución elegida por cada grupo de alumnos, realizándola de forma oral acompañada de un documento escrito que lo justifique, con fluidez y corrección lingüística, amenidad expositiva y persuasión comunicativa, incluyendo el lenguaje no verbal.
7. Poner en valor los conocimientos adquiridos para la toma de decisiones relacionada con el diseño del proceso de depuración más adecuado, de acuerdo a criterios de ética profesional, datos objetivos (población, caudales, cargas contaminantes), explotación futura de la infraestructura y sostenibilidad ambiental.
8. Proporcionar feed-back a los alumnos acerca de la solución propuesta, así como el modo y tipo de exposición, con espíritu crítico, para cerrar adecuadamente el modelo de evaluación por competencias y que les permita desarrollar habilidades directivas que les capaciten profesionalmente y puedan competir en el mercado con garantías.
9. Ser capaz de desarrollar e implantar la responsabilidad social corporativa, como instrumento desde donde emprender actividades organizativas que favorezcan el desarrollo humano sostenible a partir de las infraestructuras diseñadas, identificando prácticas de gestión socialmente responsable relacionadas con el trabajo propuesto.
10. Formular juicios teniendo en cuenta la responsabilidad ética y social relacionada con el ejercicio profesional o con la actividad investigadora.

1. To know and apply the basic concepts and terminology of water treatment plants, acquiring new technical vocabulary.
2. To know, interpret and compare the different existing treatments in water treatment plants (physical, chemical and biological processes), in order to choose the most convenient solution according to objective data and boundary conditions.
3. Evaluate and check the basic parameters of urban wastewater and stormwater runoff in terms of volume and pollutant load, in order to have an order of magnitude to structure an installation.
4. Calculate and implement at pre-dimensioning scale each of the parts and processes of the Wastewater Treatment Plants, from a multidisciplinary perspective, operationally, mechanically and economically.
5. Apply the knowledge through the drafting of a Preliminary Project of a Wastewater Treatment Plant, elaborating a public, oral and coherent defense of the adopted solution, demonstrating the assimilation of the contents of the subject and integrating the economic, social and environmental dimensions in the proposed work.
6. Design a presentation of the results through innovative teaching techniques that allow a clear presentation, with synthesis and effective capacity of the solution chosen by each group of students, performing it orally accompanied by a written document that justifies it, with fluency and linguistic correctness, expository amenity and communicative persuasion, including non-verbal language.
7. To value the knowledge acquired for decision making related to the design of the most appropriate purification process, according to criteria of professional ethics, objective data (population, flows, pollutant loads), future exploitation of the infrastructure and environmental sustainability.
8. Provide feedback to students about the proposed solution, as well as the mode and type of exposure, with a critical spirit, to properly close the competency-based assessment model and to enable them to develop management skills that will enable them to compete in the market with guarantees.
9. To be able to develop and implement corporate social responsibility as an instrument from which to undertake organizational activities that promote sustainable human development from the designed infrastructures, identifying socially responsible management practices related to the proposed work.
10. Formulate judgments taking into account the ethical and social responsibility related to professional practice or research activity.

4. Contents

4.1 Curricular contents related to the subject

Tratamiento y valorización de aguas residuales agropecuarias Definición de aguas residuales. Tipos y origen de las aguas residuales. Características físicas, químicas y biológicas de las aguas residuales agropecuarias. Tipos de tratamientos: preliminares, primarios, secundarios y terciarios. Humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales agropecuarias: componentes, tipos, manejo, seguimiento y control. Modelo general de diseño de un humedal artificial de flujo libre: aspectos técnicos y constructivos. Aspectos más recientes sobre el uso de las aguas residuales agropecuarias en agricultura. Depuración de aguas Introducción: Efectos de los vertidos; Capacidad de autodepuración de una corriente; Clasificación de los contaminantes; Control analítico de la contaminación; Legislación. Conceptos básicos de depuración de las aguas residuales. Procesos de depuración avanzados. Procesos de depuración biológicos. Evacuación, deshidratación y espesamiento. Potabilización de aguas Introducción. Composición natural de las aguas; Contaminación y tipos; Legislación. Procesos avanzados en relación a las aguas de abastecimiento. Captación, conducción y bombeo de aguas para abastecimiento. Almacenamiento y medición de las aguas. Operaciones unitarias en la potabilización de aguas para abastecimiento: Desarenado; Precloración; Coagulación y floculación; Instalaciones modernas; Decantación; Filtración; Desinfección. Desalación de aguas Técnicas de filtración del agua. Corrección química y acondicionamiento del agua. Tecnologías existentes para desalación de aguas: Intercambio iónico; condensación y evaporación; electrodiálisis; ósmosis Inversa. Análisis de viabilidad técnica y económica de proyectos de desalación. Ejemplos prácticos de diseño. Aspectos legislativos relacionados con la desalación, el abastecimiento de aguas desaladas y el medioambiente. Simulación de flujo y transporte de aguas subterráneas. Aplicaciones en ingeniería y medio ambiente Acuíferos libres y confinados. Relación piezometría-flujo. Ecuaciones de flujo y transporte en medios porosos. Parámetros hidrogeológicos. Intrusión en acuíferos costeros. Caracterización de escenarios. Captaciones y balances. Relaciones agua superficial-agua subterránea. Introducción a la modelización numérica de flujo y transporte en medios porosos. El programa FATSIM-A: funcionamiento y ejercicios prácticos. Simulación de escenarios patrón: Problemas de Henry, Elder, Lago salado y Salt-Dome. El programa MODFLOW. Funcionamiento de la interfase PMWIN. Ejercicios prácticos: acuíferos multicapa, contaminación, perímetros de afección, drenajes, recarga, subsidencia y pantallas impermeables. Ingeniería y Ecología de ecosistemas acuáticos Introducción. Conceptos y técnicas avanzadas en ecología. Complejidad y ecosistemas. Dinámica de poblaciones en el tiempo y espacio. Conservación y uso sostenible de la diversidad en ecosistemas dependientes del agua. Termodinámica de ecosistemas acuáticos. Casos prácticos.

4.2. Theory syllabus

Teaching modules

Units

UNIT 1. INTRODUCCIÓN AL TRATAMIENTO DE AGUAS Y PLANTAS DE TRATAMIENTO

Session 1. Introducción al tratamiento de aguas
Session 2. Características del agua residual

UNIT 2. PROCESOS DE TRATAMIENTO EN FASE LÍQUIDA. LA LÍNEA DE AGUA EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO.

Sesión 1. Introducción
Sesión 2. Pretratamientos
Sesión 3. Tratamiento primario
Sesión 4. Tratamiento Secundario I: Fundamentos y escenarios
Sesión 5. Tratamiento Secundario II: Eliminación de nutrientes y diversas tecnologías
Sesión 6. Tratamiento 2: Microbiología del tratamiento biológico. Disfunciones de la biomasa activa
Sesión 7. Tratamiento terciario para la eliminación de sólidos y materia orgánica
Sesión 8. Modelización de sistemas de lodos activados (EDAR)

UNIT 3. PROCESOS DE TRATAMIENTO EN FASE SÓLIDA. LA LINEA DE FANGO. DISEÑO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

Sesión 1. El espesamiento de los lodos. (gravedad, flotación, dinámica).
Sesión 2. La estabilización de los lodos. Digestión anaeróbica y otras tecnologías (Acondicionamiento
con cal, DAT, etc.)...
Sesión 3. Deshidratación de lodos: Centrífugas. Filtros de banda. Filtros prensa.
Sesión 4. La minimización de la producción de lodos: Tecnologías disponibles.
Sesión 5. Compostaje.
Sesión 6. El secado térmico.
Sesión 7. Cálculo de la producción de lodos. Lodo 1 y lodo biológico. Balances de materiales.

UNIT 4. INSTALACIONES Y ACTIVIDADES AUXILIARES. DISEÑO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES MUNICIPALES

Sesión 1. Olores. Orígenes. Eliminación.
Sesión 2. Cogeneración.
Sesión 3. La gestión de estaciones de bombeo de aguas residuales.
Sesión 4. El control de los vertidos al alcantarillado.

UNIT 5. TÉCNICAS AVANZADAS DE TRATAMIENTO Y TRATAMIENTO DEL AGUA.

Sesión 1. Investigación y desarrollo en tratamiento y depuración.
Sesión2. Control de procesos y derrames.

UNIT 6. REGENERACIÓN Y RECICLAJE DE AGUAS RESIDUALES TRATADAS.

Sesión 1. Tratamientos blandos o extensivos.
Sesión 2. Tratamientos aplicados a los lodos de depuradora de pequeños municipios.

4.3. Practice syllabus

Name

Description

Pollution load and flow calculation and pretreatment design

Pollution load and flow calculation and pretreatment design in spreadsheet

Secondary Treatment Design. Solution to the problem of filamentous bulking

Secondary Treatment Design. Solution to the problem of filamentous bulking in the class

Sludge line design with primary treatment and anaerobic digestion. Energy use / biogas production.

Sludge line design with primary treatment and anaerobic digestion. Energy use / biogas production exercise in the classroom.

Tertiary Treatment Design for water reuse in garden irrigation

Tertiary Treatment Design for water reuse in garden irrigation

Risks prevention

Promoting the continuous improvement of working and study conditions of the entire university community is one the basic principles and goals of the Universidad Politécnica de Cartagena. Such commitment to prevention and the responsibilities arising from it concern all realms of the university: governing bodies, management team, teaching and research staff, administrative and service staff and students. The UPCT Service of Occupational Hazards (Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT) has published a "Risk Prevention Manual for new students" (Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos), which may be downloaded from the e-learning platform ("Aula Virtual"), with instructions and recommendations on how to act properly, from the point of view of prevention (safety, ergonomics, etc.), when developing any type of activity at the University. You will also find recommendations on how to proceed in an emergency or if an incident occurs. Particularly when carrying out training practices in laboratories, workshops or field work, you must follow all your teacher's instructions, because he/she is the person responsible for your safety and health during practice performance. Feel free to ask any questions you may have and do not put your safety or that of your classmates at risk.

4.4. Comments

5. Teaching method

Name

Description

Hours

In-class

Name

Attendance to seminars and conferences

Description

Seminars given by external experts or by lectures with experience on the field

Hours

2

In-class

100

Name

Theory classes (lesson method)

Description

Theoretical and practical classes where the subject matter will be developed

Hours

17

In-class

100

Name

Personal study of exercises and case studies

Description

Execution of exercises by the student

Hours

25

In-class

0

Name

Personal theory study

Description

Study of the topics developed in class by the student

Hours

33

In-class

0

Name

Evaluation

Description

Evaluations and Tests

Hours

3

In-class

100

Name

Presentation of assignments

Description

Presentation of work in class by the student

Hours

6

In-class

100

Name

Laboratory / computer room

Description

Computer lab practice

Hours

3

In-class

0

Name

Blackboard practice (exercises and / or practical cases)

Description

Resolution of exercises in class by the lecturer

Hours

6

In-class

100

Name

Writing reports

Description

Report Writing documents

Hours

17

In-class

0

Name

Individual or group work

Description

Writing individual reports

Hours

0

In-class

0

Name

Tutorials

Description

Tutorials on exercises and practices developed in class

Hours

5

In-class

70

Name

Technical visits

Description

Visits to water treatment plants

Hours

3

In-class

100

6. Assessment method

6.1. Continous assesment system

Name

Description and criteria

Percentage

Name

Exercises and / or practical cases

Description and criteria

Exercises carried out in class that will be delivered by students. Knowledge of the different concepts and calculation methods seen in class will be assessed. The learning outcomes 1 to 4 are included. The exercises will be partly solved in class individually and will be handed in as part of a report that the student will have to send and present.

Percentage

55 %

Name

Reports on practical sessions and / or visits

Description and criteria

Reports resulting from theory and practical cases seen in clsae, seminars and visits to treatment plants presented as individual assignments. The assingments will be partly solved in class individually and will be handed in as part of a report that the student will have to present. Learning outcomes 5 to 10.

Percentage

15 %

Name

Theoretical questions

Description and criteria

Demonstrate theoretical knowledge through evaluation. Learning outcomes 1 to 5, 6 and 7. Theoretical questions through a multiple-choice class questionnaire will be used to assess the student that will come from a spreadsheet developed by students. The theoretical questions will be solved in class by students individually.

Percentage

30 %

6.2. Final assesment system

Name

Description and criteria

Percentage

Name

Written document

Description and criteria

Written report of some practical cases seen in class. Apply the knowledge through the drafting of a Preliminary Project of a Wastewater Treatment Plant, elaborating a public, oral and coherent defence of the adopted solution, demonstrating the assimilation of the contents of the subject and integrating the economic, social and environmental dimensions in the proposed work. Learning outcome 1 to 5. This will be worked in group and presented individually.

Percentage

10 %

Name

Exercises and / or practical cases

Description and criteria

Exercises carried out in class that will be delivered by students. The evaluation criteria and the learning outcomes will be the same as those included in the continuous evaluation. The exercises will be partly solved in class individually and will be handed in as part of a report that the student will have to send and present.

Percentage

50 %

Name

Reports on practical sessions and / or visits

Description and criteria

Reports resulting from theory and practical cases seen in class, seminars and visits to treatment plants presented as individual assignments. The assingments will be partly solved in class individually and will be handed in as part of a report that the student will have to present. The evaluation criteria and the learning outcomes will be the same as those included in the continuous evaluation.

Percentage

10 %

Name

Theoretical questions

Description and criteria

Demonstrate theoretical knowledge through multiple-choice class questionnaire. The evaluation criteria and the learning outcomes will be the same as those included in the continuous evaluation.

Percentage

30 %

Information

7. Bibliography and resources

7.1. Basic bibliography

Author:
Title: Ingeniería de aguas residuales: tratamiento, vertido y reutilización
Editorial: McGraw-Hill
Publication Date: 2000
ISBN: 8448116070

Author: Tchobanoglous, George
Title: Ingeniería sanitaria tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales
Editorial: Labor
Publication Date: 1985
ISBN: 8433564218

Author:
Title: Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales
Editorial: Díaz de Santos
Publication Date: 1992
ISBN: 8479780312

7.2. Supplementary bibliography

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