Es de vital importancia utilizar todas las fuentes de agua de las que disponemos, tanto las superficiales como las subterráneas, pero bajo un enfoque de sostenibilidad. Es necesario, así como se apuesta por una mejora en la participación ciudadana mediante proyectos, nuevos aportes de políticas o la administración de los recursos hídricos, realizar estudios e investigaciones para el uso eficiente del recurso hídrico. Para ello es de vital importancia utilizar todas las fuentes de agua de las que disponemos, tanto las superficiales como las subterráneas, pero bajo un enfoque de sostenibilidad. Es necesario, así como se apuesta por una mejora en la participación ciudadana mediante proyectos, nuevos aportes de políticas o la administración de los recursos hídricos, realizar estudios e investigaciones para el uso eficiente de este recurso hídrico. En este contexto, la presente tesis tiene como objetivo general analizar el funcionamiento actual y proponer mejoras potenciales en el enfoque de gobernanza del agua en la gestión de la planta de tratamiento de aguas residuales de la localidad de Lunahuaná a la luz de los principios de gobernanza del agua de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE), para poder así proponer medidas que aporten al fortalecimiento de la gestión de los recursos hídricos de la localidad. Para tal fin, el estudio se realizó en la provincia de Cañete, distrito y localidad de Lunahuaná, Perú, con un enfoque de gobernanza como medio para llegar a la Gestión Integrada de Recursos Hídricos (GIRH). Se tuvo presente el acercamiento al bicentenario del Perú y al cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), añadiendo la importancia de contar con políticas públicas que fortalezcan el accionar de los actores involucrados. Se obtuvo una aplicación alta de los principios de la OCDE debido a que se pudo evidenciar la débil gestión de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR), determinado bajo la discusión de los indicadores de la OCDE. El monitoreo puntual tanto del afluente como del efluente mostró un elevado valor de los coliformes termotolerantes, lo cual se traduce en una contaminación en el cuerpo receptor que es el río Cañete. Se concluye que el proceso de descentralización de la prestación de los servicios de saneamiento al más mínimo nivel (local) debe ser reforzado con planes, herramientas e instrumentos que entiendan las características propias de cada lugar, y lo más importante, su concepción de desarrollo sostenible. / Tesis

El presente trabajo es una propuesta de estudio de factibilidad para la construcción de 150 viviendas unifamiliares para el programa “Techo Propio”, en la comunidad de Qhellqhanqha ubicada en el distrito de Ollantaytambo, provincia de Urubamba, departamento de Cusco. El proyecto en mención consiste en el diseño y habilitación urbanística, el cual se estima en base a la cantidad de habitantes proyectada a 30 años, abarca también el diseño y planteamiento estructural de tres módulos de viviendas unifamiliares, elaboradas bajo las normas y reglamentos actuales de diseño teniendo en cuenta las normas vigentes del presente programa nacional de vivienda Techo Propio que promueve el Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento; estos modelos serán evaluados y comparados en base al costo, el tiempo de ejecución, el confort, entre otros, y de esta manera escoger la mejor alternativa. De igual manera, se plantea el uso de paneles solares como alternativa de viviendas autosustentables, el desarrollo de un sistema de tratamiento de aguas residuales con el uso de biodigestores, y la implementación de muros trombe para la calefacción en las viviendas.

D.L. A 792-2008 / Ministerio de Educación y Ciencia; Programa FEDER; Generalitat Valenciana; Universidad de Alicante.

Pharmaceuticals have been detected in natural waters for more than forty years, but with improvements in sample preparation procedures and analytical instrumentation, the number of scientific publications on the issue has increased significantly. Even though the concentration of pharmaceutical residues in surface and drinking water is not critical for human health according to the present level of knowledge, the consequences for the environment are not clear. Wastewater treatment plants (WWTPs) have been identified as the primary route of pharmaceuticals to the environment, with households as the major source point for most of the over-the-counter and prescription drugs. In this thesis, the first aim was to study the occurrence, fate and removal of 43 pharmaceuticals during conventional wastewater treatment. The target compounds were selected on the basis of their high consumption in Spain or/and frequently reported detection in wastewaters and the possibility to be analyzed under the same experimental conditions. They belong to different therapeutic classes, i.e. nonsteroidal anti-inflammatory agents and analgesics, lipid modifying agents, psycholeptic and antiepileptic drugs, beta-blocking agents, beta-2-adrenoreceptor agonists, H2-receptor antagonists, antibiotics, angiotensin converting enzyme agents, diuretics and antidiabetic drugs. A wide variation in removal efficiencies was observed even for individual compounds, and across therapeutic classes and treatment processes, without clear conclusion on the removal of any particular compound. According to mass balance calculations and estimated partition coefficients, the loss of the selected pharmaceuticals during biological wastewater treatment can be fully attributed to biodegradation/biotransformation. None of the studied compounds was entirely biodegraded and/or transformed during biological wastewater treatment, but the measured concentrations were below the levels of concern according to available toxicity data. Conventional WWTPs cannot be expected to be the only mechanism for controlling the entry of pharmaceuticals into the environment because they were neither designed nor can provide their complete removal. Therefore, the challenge is to look for solutions that would be the most economical and effective means of preventing further pollution of natural waters by pharmaceuticals. More appropriate management of sewage waters before they enter treatment plants as well as a stricter control of effluent discharges, along with an in-depth investigation on the development of new designs and strategies for the improvement of existing wastewater treatments should be considered. In light of this, as the second objective of this thesis, alternative approaches for the removal of the antiepileptic carbamazepine (CBZ) were studied in aqueous media in two laboratory scale experiments: a) biodegradation using white rot fungus T. versicolor in an air-pulsed fluidized bioreactor operated in batch and continuous modes, and b) advanced oxidation using TiO2-heterogeneous photocatalysis under simulated solar and UV-A irradiation, and under the combined use of ultrasound and UV-A irradiation (sonophotocatalysis). We selected CBZ as a representative example of compounds that are found to be refractory to biological treatment and ubiquitous in various environmental matrices. Both, the fungal and UVA-driven TiO2-photocatalytic treatments, very different in their nature, have been shown to be very effective in degrading carbamazepine in aqueous media. The fungal treatment resulted in average removals of 54 and 96% in batch and continuous reactor, respectively. Acute toxicity test using the bioluminescent marine bacterium Vibrio fischeri showed a decrease in toxicity during the treatment in both types of bioreactor. In the other study, initial CBZ concentrations were reduced for 95% during 120 min of the UV-driven photocatalytic experiment and sonophotocatalysis, while only 10 % of CBZ was photodegraded during under solar irradiation. A slight increase in toxicity in Daphnia magna acute toxicity testing was observed over the time-course of the photocatalytic experiments, which can be associated with the formation of transformation products of CBZ. Ultraperformance liquid chromatography coupled to a quadrupole-time-of-flight mass spectrometry was used for a tentative identification of the transformation products of CBZ formed during the performed experiments. Most of the tentatively identified intermediates exhibited only slight modifications of the CBZ molecular structure. The fungal as well as the photocatalytic processes yielded oxygenated transformation products. In the biological treatment using T. versicolor, transformation products were formed by enzymatic epoxidation and hydroxylation of seven-membered heterocyclic ring of the carbamazepine molecule. During the photocatalytic experiments, CBZ-related transformation products emerged from hydroxylation and further oxidation of different parts of the molecule of carbamazepine. The generated transformation products appeared to be more persistent than their parent compound, as they were present, although at low concentration, until the end of the experiments. The results of the thesis contribute to a better understanding of a) the magnitude of the selected pharmaceuticals that reach the environment through the wastewater and sludge discharge, b) the efficiency of typical conventional wastewater treatment plants regarding the removal of these compounds from raw wastewater, and c) possible developments of alternative technologies for their enhanced elimination. / Desde hace más de cuarenta años se ha detectado la presencia de fármacos en el ciclo de aguas, sobre todo debido a los avances en la química analítica que han permitido el desarrollo de nuevas metodologías analíticas para la determinación de estos compuestos de modo fiable y a bajas concentraciones. Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) han sido identificadas como la ruta principal de entrada de fármacos de origen humano en el medioambiente. Por tanto, el principal objetivo de esta tesis ha sido el estudio de la presencia, destino y eliminación de 43 fármacos seleccionados, durante el tratamiento convencional realizado en las EDARs. Los compuestos estudiados fueron seleccionados en base a los índices de consumo en España, a la frecuencia de detección en aguas residuales y además en base a la posibilidad de ser analizados bajo las mismas condiciones experimentales. Estos compuestos pertenecen a diferentes clases terapéuticas, i.e. antiinflamatorios no esteroideos , los agentes que reducen los lípidos séricos, ansiolíticos y antiepilépticos, los agentes bloqueadores beta-adrenérgicos, agonistas β2 adrenérgico, antagonistas H2 , antibióticos, inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina, diuréticos y antidiabéticos. Para el análisis cuantitativo se utilizó la cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS), empleando un sistema híbrido triple quadrupolo/trampa de iones lineal. Como segundo objetivo hemos considerado evaluar tratamientos avanzados alternativos al tratamiento convencional para la eliminación de un fármaco antiepiléptico, la carbamazepina, uno de los compuestos más recalcitrantes al tratamiento biológico convencional. Se procedió a estudiar su degradación en medio acuoso mediante dos procedimientos a escala laboratorio: a) biodegradación utilizando el hongo ligninolitico Trametes Versicolor en un reactor fluidizado por pulsos de aire operando en modo batch y continuo, y b) oxidación avanzada mediante un tratamiento fotocatalitico en presencia de TiO2 bajo irradiación UV-A y solar, y aplicando la radiación UV en combinación con ultrasonidos (sonofotocatálisis). Para la evaluación de los tratamientos alternativos, se identificaron los productos de transformación de la carbamazepina, y se evaluó la toxicidad de las muestras tratadas. Se utilizó la LC-MS/MS con analizador de tipo cuadrupolo-tiempo de vuelo. También se evaluó la toxicidad de las muestras tratadas.

The use of simulation as an upgrading tool has been tested on real wastewater treatment plants (WWTP). Currently, the new WWTP have the possibility to monitor some process variables as the flows, oxygen concentrations and, some physical properties as temperature or pH. This thesis has been divided in two main sections: i) the use of the GPS-X software as an upgrading tool for real WWTP and ii) the use of the wavelet filter for the analysis of the online data / Els objectius que es planteja la present tesi doctoral són: i) efectuar una revisió dels models mecanístics de depuració d’aigües residuals, ii) avaluar-ne la fiabilitat en la simulació d’estacions depuradores d’aigües residuals reals, iii) estudiar la problemàtica de disposar de gran quantitat de dades en línia, iv) presentar la tècnica de filtrat de dades amb wavelets i v) avaluar la capacitat de filtrat de les wavelets en les dades disponibles en línia d’una EDAR urbana que enregistra els cabals d’operació i concentracions d’oxigen dissolt en línia

Los objetivos de esta tesis doctoral son la caracterización de un agua residual urbana, la prefermentación del agua residual y la optimización de la eliminación biológica de nutrientes en el tratamiento del agua residual en un reactor biológico secuencial (RBS). El agua residual de una zona residencial de Barcelona se caracterizó mediante parámetros típicos de las aguas residuales y, específicamente, mediante los ácidos grasos volátiles (AGV), el potencial de ácidos grasos volátiles (potencial de AGV) y la DQO fraccionada, con el fin de evaluar su aptitud a la eliminación biológica de fósforo. Se desarrolló una modificación del método original del potencial de AGV, que simplifica el procedimiento.Los valores promedio del agua residual afluente fueron: 282 mg/l MES, 472 mg/l DQO, 39 mg/l NT, 30 mg/l N-NH4, 12 mg/l PT, 7 mg/l P-PO4 soluble. Aunque se encontraron valores bajos de AGV (8,5 mg/l) y de la ratio VFA/PT (0,71 mg DQO/mg P), el potencial de AGV (118 mg/l) y la ratio potencial AGV/PT (18 mg DQO/mg P) fueron comparables con los valores recomendados para la eliminación biológica de fósforo. Del análisis del fraccionamiento de la DQO y de los datos del potencial de AGV se concluyó que la mayor parte de la DQO fácilmente biodegradable y, probablemente una fracción de la lentamente biodegradable, se emplearon para la producción de AGV, en la prueba del potencial de AGV.Se diseñó un ciclo complejo de 6 h para optimizar la eliminación biológica de nutrientes (EBN): llenado estático (1 h), llenado anóxico (0,75 h), llenado aireado (0,25 h), llenado anóxico (0,75 h), llenado aireado (0,25 h), reacción aeróbica (1,5 h), reacción postanóxica (0,75 h), decantación (0,63 h) y vaciado (0,12 h). El tiempo de llenado representó el 50% del total, mientras que la aireación supuso el 33% del tiempo del ciclo. El oxígeno disuelto se controló con un regulador PID, con un punto de consigna de 2,0 mg/l. El tiempo de retención hidráulico (TRH) fue de 8 h y el tiempo de retención de sólidos (TRS) de 24 d. El RBS, de 24 litros, se alimentó con el agua residual en dos fases experimentales diferentes. En la Fase 1, el reactor se alimentó con agua residual cruda. En la Fase 2, el agua residual cruda se alimentó a un decantador primario continuo, explotado como un prefermentador (tanque primario activado, TPA) y su efluente se utilizó para alimentar el RBS. En la Fase 1, los valores del efluente fueron: 39 mg/l MES, 87 mg/l DQO, 8.9 mg/l NT, 1.3 mg/l PT. Las concentraciones de nutrientes quedaron por debajo del límite para poblaciones entre 10.000 y 100.000 habitantes-equivalentes. El llenado estático permitió condiciones fuertemente anaeróbicas durante el llenado, lo que mejoró la eliminación biológica de fósforo. Además, la nitrificación y desnitrificación simultánea, junto con la fase postanóxica, permitieron mejorar la eliminación de nitrógeno.En la Fase 2, se diseño y estudió un TPA con el fin de analizar el efecto de la separación de sólidos primarios y de su prefermentación en el funcionamiento del RBS. El prefermentador, de 3 litros, operó bajo las condiciones siguientes: TRH 1,3 h, TRS 5 y 10 d, recirculación 52% y velocidad del rascador 0,5 rpm. El mejor funcionamiento se consiguió con un TRS de 5 d y con el prefermentador cubierto para un mejor control de la temperatura y el potencial de oxidación-reducción. En estas condiciones se observó solubilización de DQO (22 mg/l) y formación de AGV (34 mg/l). Aunque la fermentación acidogénica fue considerable, la producción de AGV alcanzó sólo el 35% del potencial de AGV del agua residual cruda. Este hecho se atribuyó al flujo no completamente mezclado, intrínseco del prefermentador. El efecto de retención de sólidos en el prefermentador predominó sobre el efecto de fermentación y solubilización, y la eliminación de nutrientes se vio perjudicada, especialmente la eliminación de fósforo. Los valores del efluente en esta fase fueron: 28 mg/l MES, 55 mg/l DQO, 11 mg/l NT, y 5.3 mg/l PT.

El objetivo principal de esta tesis doctoral es profundizar en el conocimiento de los procesos biológicos responsables de la eliminación simultánea de nitrógeno y fósforo en un ARU de baja carga orgánica, mediante un reactor de flujo continuo del tipo Virginia Initiative Plant (VIP). Se han evaluado los parámetros limitantes del proceso y las formas de promover la disponibilidad de la materia orgánica fácilmente biodegradable para los OAF. Se ha llevado a cabo una caracterización de los parámetros físico-químicos del ARU, así como de sus fuentes de carbono, incluyendo la aportación de un sustrato externo, con el fin de determinar y estimular su aptitud para la EBIF. Se ha sistematizado el fraccionamiento de la DQO y la estimación del contenido de AGV y del potencial de AGV, mediante el desarrollo de una alternativa del método original para valorar el potencial de AGV, que simplifica el procedimiento operativo. Aunque el contenido de AGV fue bajo, el potencial de AGV y la fracción potencial AGV/PT fueron comparables a los valores recomendados para la EBIF. La mayor parte de la DQOFB y una fracción de la DQOLB se transformaron en AGV durante el ensayo del potencial de AGV. La aportación de acetato sódico permitió aumentar y mantener un porcentaje medio de AGV del 74% de la DQOFB, del 42% de la DQOs y del 20% de la DQO. La DQO del afluente sin decantar estuvo compuesta mayoritariamente por DQOBT (75% DQOLB y 25% DQOFB). Los incrementos de la DQOFB se tradujeron en incrementos de la DQOs. La mayor parte de la DQOLB del afluente estuvo formada por materia orgánica particulada, haciendo que la presencia de MES en el afluente fuera determinante para incrementar la aportación de DQOLB al sistema.Los rendimientos de eliminación fueron del 85% de la MES, el 87% de la DQO, el 99% del amoníaco y el 42% del P. La mayor eliminación de DQO se registró en la zona anaerobia, con independencia del grado de subdivisión del reactor. La DQO residual se eliminó progresivamente en las siguientes zonas del reactor (89%, 3,8%, 1,7% y 2,2%). La fracción F/M en la zona de contacto inicial estuvo determinada en gran medida por la subdivisión aplicada al reactor biológico.La mayor concentración de PT del efluente se registró los días con mayor recirculación de nitratos al reactor anaerobio y aquellos con episodios de bulking, debido a la adición de un exceso de sustrato. Concentraciones de nitratos en el afluente al reactor anaerobio superiores a 0,20 mg N/L se tradujeron en una liberación de fósforo inferior a 1 mg P/L. A medida que el flujo de nitratos recirculados al reactor anaerobio aumentó, la liberación de P registró una disminución progresiva, rebajando su asimilación posterior en el reactor aerobio. El valor medio de la fracción DQO/PT en el afluente fue inferior al recomendado en la bibliografía (77 mg/mg) para una óptima eliminación simultánea de nutrientes. La fracción DQO/PT máxima (72 mg/mg) se alcanzó agregando un sustrato externo fácilmente biodegradable. La menor concentración de P del efluente se alcanzó con valores altos de la fracción DQO/PT. La relación consumo/liberación de P registró un valor medio de 1,14, si se incluye la liberación en los reactores anaerobios y anóxicos, y de 1,57 si sólo se tiene en cuenta la liberación en el reactor anaerobio. La eliminación de P disminuyó cuando la adición de acetato sódico alcanzó 150 mg DQO/L, debido a un deterioro rápido de la decantabilidad del fango por formación de bulking. La asimilación de P en la zona aerobia fue proporcional a la liberación de P en la zona anaerobia. La liberación de P en la zona anóxica pudo ocurrir como resultado de la fermentación de una fracción de la DQOLB presente en esta zona. / The main objective of this thesis is to advance the knowledge of the biological processes for simultaneous removal of nitrogen and phosphorous from a low-strength municipal wastewater using a continuous flow reactor, based on a Virginia Initiative Plant (VIP) design. An evaluation was conducted of the limiting parameters of the process and the strategies for promoting the availability of easily biodegradable organic matter to the PAO microorganisms. A follow-up was conducted of common wastewater physico-chemical parameters, and its sources of carbon, including the contribution from an external substrate, to determine and promote its potential for the enhanced biological phosphorus removal (EBPR) process. A new protocol was developed for COD fractionation, and for estimating the VFA concentration and the VFA potential, using a modified VFA potential test that simplifies the original operating procedure.Although the VFA content was generally low, the values of the VFA potential and the VFA potential/P ratio were comparable to those required by the EBPR process. Most of the RBCOD and a fraction of the SBCOD were readily converted to VFA during the VFA potential test. The addition of sodium acetate contributed to increase and maintain a mean percentage of VFA at 74% of the RBCOD, 42% of the SCOD and 20% of the COD. The COD of the unsettled influent was mainly formed by TBCOD (75% SBCOD, and 25% RBCOD). Increments of RBCOD translated into increments of SCOD. Most of the influent SBCOD corresponded to particulate organic matter, making the influent TSS content a determining factor for increasing the SBCOD contribution to the system. The removal efficiencies were 85% for TSS, 87% for COD, 99% for ammonia, and 42% for P. The highest COD removal efficiencies were observed in the anaerobic zone, regardless of the reactor subdivision arrangement adopted. The residual COD was removed in subsequent zones of the reactor (89%, 3.8%, 1.7%, and 2.2%). The F/M ratio in the initial contact zone was largely determined by the reactor subdivision adopted. The highest effluent TP concentration was observed during the days with the largest nitrate recirculation rates to the anaerobic reactor, and also during bulking episodes generated by an excessive substrate addition. Influent nitrate concentration to the anaerobic reactor higher than 0.20 mg N/L resulted in a phosphorous release lower than 1 mg P/L. As the recycled nitrates flow to the anaerobic reactor increased, the phosphorous release rates showed a steady decrease, preventing its subsequent uptake in the aerobic reactor. The mean influent COD/TP ratio was lower than that recommended in the literature (77 mg/mg) for an optimum simultaneous nutrient removal process. The maximum COD/TP ratio (72 mg/mg) was reached by adding an easily biodegradable external substrate. The lowest effluent P concentration was observed with high values of the COD/TP ratio. The mean P uptake/release ratio observed was 1.14, when P release from the anaerobic and anoxic reactors was included, while it reached 1.57 when only the release at the anaerobic reactor was considered. Phosphorous removal decreased when sodium acetate addition reached 150 mg COD/L, due to a rapid deterioration of the sludge settling properties caused by bulking. Phosphorous uptake in the aerobic zone was proportional to P release in the anaerobic zone. Phosphorous release in the anoxic zone may have occurred by partial fermentation of the SBCOD input to this reactor zone.

En esta tesis se han desarrollado microestructuras mediante tratamientos térmicos de 2,5Y-TZP, las cuales con la adición de tensiones residuales de mecanizado, experimentan un aumento de la resistencia y la tenacidad de fractura. La microestructura con mejores propiedades se obtuvo para la temperatura de 1650 C con un tiempo de permanencia de 40 minutos (40M), y está compuesta por granos tetragonales y granos compuestos por precipitados tetragonales y matriz de fase cúbica. El crecimiento del grano tetragonal produce el aumento de la transformabilidad y un consecuente incremento de la tenacidad. La resistencia a la fractura aumenta, pero si el grano tetragonal es mayor de 1 m disminuye ligeramente debido a que los defectos que originan la fractura aumentan más que la tenacidad.Los procesos de mecanizado estudiados inducen tensiones residuales de compresión en la superficie, lo que ocasiona el aumento de la resistencia y la tenacidad de fractura. La transformación de fase de tetragonal a monoclínico sólo se produce durante el rectificado del material tratado durante 10 horas (mayor transformabilidad). El proceso de desbaste plano no ocasiona la transformación de la fase tetragonal en los materiales analizados, sin embargo produce la transformación de fase de monoclínico a tetragonal.Las tensiones residuales de mecanizado aumentan la resistencia al daño por contacto, porque disminuye el daño cuasiplástico subsuperficial, y no se forma daño alrededor de la zona de contacto en las muestras ensayadas a fatiga de contacto.Las tensiones residuales aumentan la resistencia al choque térmico. Los resultados demuestran que no se produce agrietamiento, ni transformación de fase bajo estas condiciones de ensayo. Las tensiones residuales no disminuyen durante el choque térmico, y se oponen a la propagación de la fisuras de indentación, manteniéndose además las propiedades mecánicas.

Les aigües regenerades són un recurs important d’aigua especialment en les regions àrides i semiàrides. La necessitat d’obtenir aigua amb una qualitat mínima per cada ús i de garantir unes condicions sanitàries satisfactòries obliga a sotmetre als efluents depurats a tractaments terciaris específics. Entre aquest cal destacar les tecnologies convencionals i les no convencionals. La present tesis s’emmarca en la recerca sobre la regeneració i reutilització d’aigües residuals. Aquest treball estudia, en primer lloc, els sistemes de pretractament (infiltració-percolació modificada, pilot fisicoquímic, filtre d’anelles i filtre de sorra) previs a les tecnologies de desinfecció. També es realitza una recerca sobre els tractaments convencionals (diòxid de clor, ozó, àcid peracètic i radiació ultraviolada), i no convencionals (infiltració-percolació modificada i zones humides construïdes) per a la desinfecció d’aigües. A partir dels resultats obtinguts en les diferents línees de regeneració d’aigües estudiades s’estableixen les línees de tractament de regeneració d’aigua, utilitzable a partir de les qualitats especificades en el RD 1620/2007. L’anàlisi del risc associat a la reutilització d’aigües regenerades, així com l’estudi de la implementació d’eines de gestió del risc (com l’anàlisi de perills i punts de control crítics), també formen part d’aquesta tesi doctoral. Finalment, l’estudi de la influencia dels processos d’operació i manteniment sobre els rendiments de depuració en la infiltració-percolació modificada i la influencia de la formació de biopel•lícula en tecnologies de membrana sobre l’eliminació de bor, completen la recerca d’aquest treball. Els resultats d’aquests estudis indiquen que la reutilització de les aigües regenerades poden millorar fins a un punt determinat l’abastament de recursos hídrics, tant en quantitat com en qualitat, de les regions on l’aigua és un bé escàs. Tanmateix, cal pensar sempre que la reutilització és una eina de substitució i intercanvi de recursos que requereix de l’ús de les millors tecnologies de regeneració. Finalment, l’anàlisi del risc suposa un pas endavant respecte a l’eina de regulació administrativa clàssica que són els estàndards. / Direct reuse of reclaimed wastewater in arid and semiarid regions is being developed actively as an answer to the imbalance between water demand, supply, and ecology. Actually, reuse is a nonconventional alternative source of good quality water with minimal sanitary risk. For this purpose tertiary treatments are necessary. This research studies different treatments before disinfection technologies (modified infiltration-percolation, physical-chemical pilot, ring filter and sand filter). This experimentation also includes the study of conventional treatments (chlorine dioxide, ozone, peracètic acid and ultraviolet radiation) and nonconventional treatments (modified infiltration-percolation and constructed wetlands) as disinfection technologies. Obtained results from all treatment lines are used in order to establish the best treatment line for wastewater reclamation according to the Spanish legislation (RD 1620/2007). Risk assessment and risk management tools, as hazard analysis and critical control points, related to reclaimed water reuse are other points considered in this work. Finally, this study examined the influence of operation and maintenance of modified infiltration-percolation and the influence of biofouling of nanofiltration and reverse osmosis membranes on the performance of the membranes in removing boron. Results obtained from these experiences show that the reuse of reclaimed water can improve water supply. Besides, it is important to take into account that reuse is a tool for replacement and exchange of resources that demands the use of best reclamation technology. Risk analysis is a basic tool in the future of reclaimed water reuse.

Los emisores submarinos son preferibles para la descarga de aguas residuales domesticas tratadas, debido a la capacidad de asimilación del mar como una opción más económica. Si se eligen los sistemas de salida al mar, la ubicación es fundamental para evitar el retorno de las aguas residuales a la zona costera y la recuperación del ecosistema marino. Sobre la base de la regulación del control de descarga de efluentes que exige la Autoridad Nacional del Agua (ANA) de la República Democrática del Perú, la concentración de bacterias debe estar por debajo de un cierto valor en el área protegida. Esta tesis está basada en el método de investigación aplicativo, debido a que en el Perú no existe mucha información científica con respecto a los emisores submarinos. Por ello, esta investigación busca aumentar información científica de tal modo que para los siguientes proyectos que tengan que ver con emisores submarinos sean más eficientes a nivel hidráulico. Por otra parte, los efectos principales que influyen en la dilución son las corrientes costeras generadas por el viento y el transporte de aguas residuales en regiones costeras abiertas, como se encuentra en La Chira. Las predicciones del modelo de dispersión son precisas si cuentan con las características físicas del emisor submarino, del efluente y del océano, ya que nos brindan una perspectiva clara para la planificación del emisor submarino. En este estudio, se compara el caudal de diseño con el método de crecimiento geométrico, el cual es recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS), con el caudal real del proyecto, donde se verifica que ambos caudales se aproximan. También, se verificó la capacidad hidráulica del emisor submarino para identificar las pérdidas de cargas totales que se producen a lo largo de todo el emisor. Además, el Visual Plumes, el cual es un software que genera modelos de dispersión de efluente en un cuerpo de agua, se utilizó para la dilución de campo cercano y la dilución de campo lejano del contaminante. Los resultados del modelo de dilución de campo cercano y de campo lejano muestran que el emisor submarino de La Chira cumple con las regulaciones legales ambientales. / The submarine outfalls are the preferred solution for discharging treated domestic wastewaters due to the ocean’s assimilative capacity, as a cheaper option. If the exit systems to the sea are chosen, location is key to avoid the return of the wastewaters to the coastal area and for the marine ecosystem restoration. According to the effluent discharge control regulations dictated by the National Water Authority (Autoridad Nacional del Agua, ANA) of the Republic of Peru, the bacteria concentration level must be under a certain level in the protected area. This thesis is based on the applied research methodology, since there is not much scientific information available regarding submarine outfalls in Peru. For this reason, this research seeks to increase the scientific information so that the next projects involving submarine outfalls are more efficient in hydraulically. In the other hand, the main effects impacting dilution are coastal currents generated by the wind and the wastewaters flow into open coastal regions, as found in La Chira. The dispersion model predictions are accurate if they have the physical characteristics of the submarine outfall, the effluent and the ocean, since they provide a clear perspective for the submarine outfall planning. In this study, we compared the design flow rate with the geometric increase method recommended by the World Health Organization (WHO) with the real flow rate of the project, and it was verified that both flow rates are similar. Also, the submarine outfall hydraulic capacity was verified to identify the losses of total loads produced throughout the outfall. Furthermore, the Visual Plumes, a software that generates dispersion models of effluents in body of water, was used for the near-field and far-field dilutions of the contaminant. The results of near-field and far-field dilutions model show that the submarine outfall of La Chira meets the legal environmental regulations. / Tesis