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TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.

Sergio Vera

Jefe de Ventas, División de Obra Pública DEISA Junio 2013

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

• CONTENIDO

• Características de las aguas residuales urbanas • Resumen de tecnologías • Tratamientos biológicos – Fangos activos – Lagunaje

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

PLNAT DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Recursos Costos

Producto acabado Agua tratada

Materia Prima Agua bruta

Fábrica PTAR

Subproductos de la reacción Lodos y deshechos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

PARÁMETROS DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS (1/3)

Sólidos en suspensión DBO5 a 20ºC DQO Oxígeno disuelto Nitrógeno total (N) Nitrógeno orgánico (N) Amoniaco libre N-NH4 Nitritos N-NO2 Nitratos N-NO3 Fósforo total (P) Cloruros pH Grasas

Baja 100 100 160 0,2 25 10 15 0 0,1 2 15 6,9 0

media 300 200 450 0,1 50 20 30 0,05 0,2 7 100 6,9 20

fuerte 500 300 800 0 86 35 50 0,1 0,4 17 175 6,9 40

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

PARÁMETROS DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS (2/3)

Dotación = 200 litros/hab·día DBO5 = 300 mg/l Carga = 60 gr·DBO5/hab·día mg l g Carga = 300 ·200 = 60 l hab·día hab·día

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

PARÁMETROS DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS (3/3)

Para una población de 50.000 habitantes g·DBO 5 kg·DBO 5 Carga  50000 hab ·60  3000 hab·día día

l m3 Caudal  50.000 hab ·200  10.000 hab·día día

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

RESUMEN DE TECNOLOGÍAS (1/2)

 Pretratamientos

• Tamizado • Desarenado • Desengrasado • Decantación • Eliminación de aceites e hidrocarburos • Ajuste de pH • Homogeneización • Air-stripping • Intercambio iónico • Otros

 Tratamientos primarios

• Tratamientos físico-químicos (decantación-flotación DAF, CAF…) • Eliminación de metales. Precipitación química • Oxidación-Reducción • Electrocoagulación

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

RESUMEN DE TECNOLOGÍAS (2/2)

 Tratamientos secundarios

• Fangos Activados (SBR, MBR, N-DN, O , PACT, ….) • Lecho móvil, MBBR • Biofiltración • RBC. Biodiscos • Filtros percoladores • Lagunajes • Tratamientos anaerobios (UASB, …) 2

 Tratamientos avanzados

• Oxidación avanzada (OHP, Fenton, ozono, Foto-oxidación….) • Membranas (MF, UF, NF, RO) • Filtración (Arena, anillas, ….) • Carbón activo • Evaporación

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Tratamientos biológicos

• Descripción • Tratamientos biológicos anaerobios

• Tratamientos biológicos aerobios • Lecho suspendido • Lecho fijo

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS. Descripción El fin del proceso biológico es lograr la depuración de las aguas residuales mediante la acción de los microorganismos, que degradan y eliminan la materia orgánica. La composición del agua residual afecta directamente a la posibilidad de tratamiento biológico. Al tratarse de un sistema vivo, es preciso conocer: • la temperatura del efluente, • el pH, • el contenido de sales, • la presencia de nitrógeno y fósforo necesarios para el desarrollo de las bacterias • la presencia de tóxicos que pueden inhibir parcial o completamente el funcionamiento del proceso.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

CLASES DE PROCESOS BIOLÓGICOS Aerobios : Son realizados por microorganismos vivos, cuyo metabolismo tiene lugar en presencia de oxígeno disuelto. Los productos finales son principalmente CO2 y H2O, con desprendimiento de energía, en parte empleada en la formación de nuevos microorganismos, de gran importancia en este proceso para las reacciones de síntesis.

Materia Orgánica + O2 

CO2 + H2O + nuevos microorganismos

Anaerobios: Son realizados por microorganismos cuyo metabolismo se realiza en ausencia de oxígeno, pudiendo verse gravemente afectados por la presencia de este elemento. Los productos finales mayoritariamente son CH4 y CO2. Las reacciones de síntesis se realizan con poca extensión lo que obliga a utilizar sistemas de retención de microorganismos.

Materia Orgánica



CO2 + CH4 + H2O + Nuevos microorganismos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

CLASES DE PROCESOS BIOLÓGICOS Tratamiento aerobio

Tratamiento anaerobio Fangos

Materia Orgánica + O2

Fangos

Materia Orgánica

CO2 + H2O

CH4 + CO2

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS. Comparación Parámetro

Anaerobio

Aerobio

Requerimientos de energía

Bajos

Altos

Rendimiento de tratamiento

Moderado (60 a 90%)

Alto (95%)

Baja

Alta

Baja a moderada

Moderada a alta

2 a 4 meses

2 a 4 semanas

Bajos

Altos para ciertos vertidos industriales

Problemas potenciales

Menores posibilidades

Alto para ciertos vertidos industriales

Bajos

Sí

No

Producción de fangos Estabilidad del proceso (a Compuestos tóxicos y sobrecargas) Tiempo puesta en marcha Requerimientos de nutrientes

Olor Requerimientos de alcalinidad Producción de biogás

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS AEROBIOS. Clasificación

BIOMASA EN SUSPENSION • • •

BIOMASA FIJA •

Filtros percoladores

•

Biodiscos (R.B.C.)

•

Lechos sumergidos

•

Biofiltros

•

MBBR

Fangos activados Canales de oxidación Reactor de Flujo Sequencial SBR

•

Reactores Biomembrana MBR

•

Lagunajes

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

BIOMASA FIJA v.s. BIOMASA EN SUSPENSION Biomasa fija

Bio. suspensión

Espacio ocupado

bajo

alto

Costes inversión

alto

medio

Costes explotación

bajo

alto

Eliminación nutrientes

baja

alta

Flexibilidad operativa

media

alta

Respuesta a toxicidades e inhibidores

media

baja

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FILTROS PERCOLADORES

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FILTROS PERCOLADORES Los filtros percoladores son procesos de depuración sobre soporte fijo, y están compuestos de:  sistema de distribución.  material de relleno, de gran superficie específica.  sistema inferior de drenaje.  aireación por "tiro de chimenea".  clarificación secundaria.

El agua residual a tratar, previamente decantada, es repartida, mediante el sistema de distribución, por toda la superficie del material de relleno. El material de relleno sirve de soporte a una película de microorganismos que absorben la materia orgánica. Cuando esta película crece (2 mm) la parte interior a la que no llegan nutrientes entra en respiración endógena y la película de fangos se desprende y es recogida en un clarificador posterior.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FILTROS PERCOLADORES • Esquema

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FILTROS PERCOLADORES • Ejemplos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FILTROS PERCOLADORES Ventajas e inconvenientes en base a características operativas Características

Hay que “pretratar” bien el agua residual. Posibilidad de colmatación por grasas o sólidos.  Consumo eléctrico bajo. Sin energía para agitación ni aireación*  Sistemas difíciles de modelar en laboratorio.  Medio favorable a la proliferación de larvas de insectos  Sensible a la temperatura exterior.  Posibilidad de olores.  Fácil operación  Indicado para efluentes con carga orgánica soluble.  Rendimientos de reducción de carga orgánica medios. 

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAJES

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAJE

El tratamiento por lagunaje consiste en el almacenamiento del agua residual durante un tiempo determinado, en función de la carga aplicada y condiciones climáticas, de forma que la materia orgánica se degrade mediante la actividad de bacterias heterótrofas presentes en el medio. Se trata de un sistema natural de depuración. En el proceso no interviene el hombre. Solo se limita a proporcionar un emplazamiento adecuado.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAJE. Clasificación

• Lagunas de estabilización – Lagunas anaerobias – Lagunas facultativas – Lagunas de maduración • Lagunas aireadas También se pueden clasificar según forma de alimentación : contínuas, semicontínuas o retención total

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

• Lagunas anaerobias – Depuración por acción de bacterias anaerobias. Contenido de oxígeno bajo o nulo – Elevada carga y corto tiempo de retención (250-500 kg·DBO5/dia y 2-5 días) – Profundidad : entre 2 y 5 m. – Objetivo: decantación de la materia orgánica en suspensión para su digestión anaeróbica (ácidos orgánicos a CO2 y CH4) – Sensible a la temperatura. Rendimiento óptimo entre 30 y 35 ºC

• Lagunas facultativas – Cargas entre 60 y 200 kg·DBO5/dia. Tiempo de retención 5-30 días – Profundidad : entre 1 y 2,5 m – Distintas capas con condiciones aerobias (superficie: viento y fotosíntesis) o anaerobias (fondo laguna, noche) – Objetivo: Alcanzar efluente de mayor calidad

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN • Lagunas de maduración – Tiempo de retención > 5 días – Profundidad : entre 0,8 y 1 m – Operación como laguna secundaria. Precisa tratamientos previos – Menor carga orgánica > menor demanda de oxígeno: Ambiente aerobio – Poco sustrato > microorganismos en fase endógena – Objetivo: Eliminación bacterias patógenas. Aumento calidad del agua.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN. Rendimientos Parámetro

Laguna anaerobia (%)

Laguna Facultativa (%)

Laguna Maduración (%)

Efluente final (mg/l)

Sólidos en suspensión

50 – 60

0 – 70

40 – 80

50 – 150

DBO5

40 – 50

60 – 80

75 – 85

45 – 75

DQO

40 – 50

55 – 75

70 – 80

120 – 180

-

20 – 60

30 – 70

9 – 21

N

5 – 10

30 – 60

40 – 80

10 – 30

P

0–5

0 – 30

30 – 60

4–7

30 – 70

99,5 – 99,8

99,9 – 99,99

103 - 104

N-NH4+

Coliformes fecales

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS. Generalidades sobre ventajas e inconvenientes VENTAJAS

INCONVENIENTES

Elevada estabilización de la materia orgánica

Elevada ocupación de terreno

Desinfección del efluente

Presencia de materia en suspensión

Adaptación a variaciones estacionales

Pérdidas por evaporación

Posibilidad de uso como balsas para riego

Posible generación olores

Bajo coste de instalación y de operación (energía, mano de obra…)

Instalación en zonas alejada

No se requiere personal qualificado

Gestión de purga y limpieza de lagunas

Baja generación de lodos

Poco control del proceso

Atención con efluentes industriales Menor eficiencia en climas fríos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Recomendaciones de aplicación Población

Tecnologías

50 y 300 h-e:

o Fosa séptica o Tanque Imhoff

entre 300 y 1.000 h-e

o Lecho bacteriano o Contactores Biológicos Rotativos (biodiscos) o Lagunajes naturales

entre 1.000 y 2.000 h-e

o Fangos activados en aireación prolongada o Lecho bacteriano o Contactores Biológicos Rotativos (biodiscos)

Entre 2.000 y 5.000 h-e:

o Fangos activados en aireación prolongada o Lecho bacteriano

Entre 5.000 y 50.000 h-e

o Fangos activados en aireación prolongada

mayor de 50.000 h-e:

o Fangos activados convencionales.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS. Recomendaciones de aplicación

Cemagref

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS. Evolución en España •

Algunos motivos de funcionamiento deficiente y desuso del lagunaje en España. – – – –

Carga elevadas ocasionadas por vertidos industriales Elevada concentración de sulfatos en las aguas de abastecimiento Sobrecarga por estacionalidad en zonas turísticas En zonas costeras, infiltración del agua de mar en las redes de alcantarillado – Mayor exigencia en la calidad del vertido – Expansión de zonas habitadas / urbanas. Olores – Estado de opinión pública desfavorable. Rechazo social.

Desde 1995 se han ido sustituyendo paulatinamente la mayoría de depuradoras por lagunaje de tamaño grande.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LAGUNAS AIREADAS

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVOS

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS. Descripción

El tratamiento secundario de fangos activados es el más extendido en el tratamiento de aguas residuales urbanas. El proceso de depuración biológica por fangos activados es un proceso aerobio de biomasa en suspensión, que utiliza como nutrientes la carga contaminante del agua residual, y cuya población de microorganismos se mantiene estable mediante un proceso de recirculación. La tecnología de fangos activados presenta numerosas variantes.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS. Ejemplo Configuración básica

Reactor

Decantación secundaria

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS Parámetros de diseño y operación S.S.L.M.: Sólidos en suspensión en licor mezcla (o lo que es lo mismo, contenido de fangos del tanque de aireación); representa el conjunto de los fangos activados, del efluente primario y de los fangos de recirculación. Carga másica: establece la relación entre la materia orgánica que entra en el tanque de aireación por día y la masa de fango existente en el mismo. Se expresa en kg·DBO5/kg S.S.L.M La carga másica es el parámetro fundamental de diseño, pues está relacionada con el rendimiento de la instalación, el volumen del tanque de aireación, la producción, el grado de estabilización de los fangos, etc. Carga volúmica: indica la relación existente entre la masa de contaminación que entra en tanque de aireación por día y el volumen de éste. Se expresa en kg DBO5·día/m3 de tanque de aireación.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS Parámetros de diseño Edad del fango: o Tiempo de retención celular; es la relación existente entre la masa de fangos del tanque de aireación y la masa de fango extraída del sistema por día. Se expresa en kg·SSLM/kg de fango en exceso y día. La edad del fango da una idea del grado de estabilización en que se encuentra la masa de fango. Se considera que a partir de 21 días de edad de fango éste se encuentra perfectamente mineralizado.

Tiempo de retención hidráulica: Es la relación existente entre el caudal diario de agua residual que llega a la planta y el volumen del tanque de aireación. Se expresa en horas. Relación de recirculación: Es la relación existente entre el caudal diario de agua residual que llega a la planta y el caudal de fangos que se recircula desde el clarificador al tanque de aireación. Se expresa en %. Rendimiento: Es la relación entre la materia contaminante eliminada y la influente. Se expresa en %.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS Nutrientes El crecimiento de los microorganismos responsables de la degradación de la DBO5 requiere, además de la materia orgánica y el oxígeno, la presencia de algunos nutrientes. Entre ellos son de vital importancia el fósforo y nitrógeno. Estos deben añadirse, si no se aportan con las aguas residuales, en la relación aproximada:

DBO5/N/P  100:5:1 Esta relación, teórica, no es constante y sufrirá ligeras variaciones según el tipo de efluente, tipo de proceso biológico aplicado (aerobio o anaerobio), diseño de la planta, modo de operación y factores ambientales.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS Aireación Durante el proceso de depuración biológica el oxígeno aportado al sistema tiene dos funciones:

 Aportar la energía necesaria para las síntesis de microorganismos.  Aportar la energía necesaria para la respiración endógena de los microorganismos.  Nitrificación El consumo de oxígeno estará en función de:

 Cantidad de materia orgánica a eliminar.  Cantidad de S.S.L.M.  Cantidad de nitrógeno amoniacal a nitrificar.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Equipos de aireación

Aireador venturi

Difusores

Turbina sumergible

Rotomammut

Venturis

Turbina de aireación

Aireador flotante

Oxígeno puro

Jet aeration

Aireación “cascada”

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Ejemplos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Clarificación La decantación secundaria o clarificación, es un proceso en el que se decantan los flóculos biológicos formados durante el proceso biológico. Es la separación del fango formado del agua efectivamente tratada.

Hay diversos métodos que, en base a cada diseño concreto, presentan diversas ventajas.

Decantación

Flotación

Membranas MBR

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS. Proceso de Nitrificación-Desnitrificación Nitrificación: Consiste en la conversión del amonio a nitrato mediante la acción microbiana. Este proceso es llevado a cabo por las bacterias nitrificantes. El proceso tiene lugar en dos fases: Por una parte, las bacterias pertenecientes al género Nitrosomonas básicamente oxidan el amoniaco a nitrito. Posteriormente, éste es oxidado a nitrato por las bacterias oxidadoras de nitrito del género Nitrobacter. NITRIFICACIÓN: Aerobia

HCO3Carbonato NH4+ Amonio

Nitrosomonas HCO3Carbonato

O2 Oxígeno

Nitrobacter Nitritación

NO2-

O2 Oxígeno

Nitrito Nitratación

NO3Nitrato

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

FANGOS ACTIVADOS. Proceso de Nitrificación-Desnitrificación Desnitrificación. Proceso mediante el cual los NO3- y NO2- producidos en el primer proceso son reducidos a la forma gaseosa N2. La mayor parte de las bacterias que utilizan el NO3- como aceptor de electrones son heterótrofas anaerobias facultativas o anaerobias aerotolerantes.

DESNITRIFICACIÓN: Anóxica

Corg Carbono

NO3Nitrato

Bacterias heterótrofas

N2 N gas

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR Montalbán (Teruel) Población equivalente: 4.000 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR Saida (Argelia) Población equivalente: 150.000 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR Benavente Población equivalente: 32.500 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE CICLOS SECUENCIALES, SBR Un reactor de ciclos secuenciales (SBR, “SECUENCIAL BATCH REACTOR”) es un sistema de tratamiento de fangos activados cuyo funcionamiento se basa en la secuencia de ciclos de llenado y vaciado. Los procesos unitarios que intervienen son idénticos a los de un proceso convencional de fangos activos. En ambos sistemas intervienen la aireación y la clarificación, pero en los SBR, los procesos tienen lugar secuencialmente en el mismo tanque

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE CICLOS SECUENCIALES, SBR • Como el reactor funciona como un tanque de ecualización durante la etapa de llenado, puede tolerar picos de caudal, carga orgánica, nutrientes o pH sin pérdida de la calidad del efluente. • Los sólidos pueden ser mantenidos por largos tiempos en el reactor, evitando problemas de fuga de fangos. • Condiciones ideales para la sedimentación. Permite la floculación aún de pequeños flocs. • Mejor control del crecimiento de organismos filamentosos, variando estrategias del proceso, como por ejemplo llenado en ausencia de oxígeno (selector). • Generalmente tiene menores costos constructivos que una planta convencional continua. • Menor espacio requerido, para igual capacidad de tratamiento. • Potencial ahorro de costos al no requerir clarificador o decantador secundario. • Pueden realizar la función de nitrificación y desnitrificación. • Posible ajuste del nivel y, por tanto, de volumen de reacción (*) • Gran flexibilidad operacional: Los procesos unitarios no están fijos en el tiempo. Pueden ajustarse según necesidades operativas

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE CICLOS SECUENCIALES, SBR. Ciclos Secuencia de ciclos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Reactor de ciclos secuenciales, SBR ALIMENTACIÓN

Fase en la que se produce la entrada de afluente en el reactor. El nivel de liquido de mezcla pasa desde el volumen mínimo al máximo. El llenado puede hacerse en condiciones aerobias o anaerobias. Supone una alta concentración de sustrato en el medio. Tiempo

Ciclo

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Reactor de ciclos secuenciales, SBR REACCIÓN

Aire

Fase de depuración propiamente dicha. Con el reactor a volumen máximo. Liquido de mezcla en completa agitación.

Tiempo

Ciclo

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Reactor de ciclos secuenciales, SBR DECANTACIÓN

Al fin de la fase de reacción se desconectan los mecanismos de aireación y agitación, disponiéndose de un tiempo prefijado para la sedimentación de la masa de fangos Tiempo

Ciclo

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Reactor de ciclos secuenciales, SBR EVACUACIÓN

Nuevo ciclo

Fase en la que se produce la extracción del efluente tratado. El sistema utilizado para la evacuación del agua, es de vital importancia para mantener una buena calidad del efluente. Tiempo

Ciclo

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Reactor de ciclos secuenciales, SBR CICLOS

HORAS DÍA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

SBR 1 Llenado Reacción Decantación Evacuación SBR 2 Llenado Reacción Decantación Evacuación

CICLO 1

CICLO 4

CICLO 2

CICLO 1

CICLO 3

CICLO 2

CICLO 4

CICLO 3

CICLO 4

Ejemplo de combinación de ciclos con dos reactores SBR

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR Alcarras (Lleida) Población equivalente: 6.440 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR La Roca del Vallès Población equivalente: 48.000 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE CICLOS SECUENCIALES, SBR. Ejemplos.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

NUEVAS TENDENCIAS EN DEPURACIÓN DE AGUAS. TECNOLOGÍAS QUE YA SE APLICAN HOY

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE MEMBRANAS, MBR. Descripción Los reactores de Membrana (MBR) es una tecnología que combina un reactor de fangos activos con una unidad de filtración membranas para obtener el agua depurada.

Aire u Oxígeno MEMBRANAS

Agua residual

REACTOR BIOLOGICO

Agua tratada

Recirculación de fangos Fangos en exceso

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE MEMBRANAS, MBR. Potenciales ventajas

• •

• •

• •

Eficaz retención de los sólidos en suspensión lo que proporciona un efluente capaz de cumplir los requisitos de vertido más rigurosos y potencialmente reutilizable. Cuando se utiliza UF, Se logra la retención de las bacterias y virus obteniéndose un efluente estéril, lo que elimina la necesidad de llevar a cabo procesos de desinfección.

La ausencia del clarificador, que también actúa como un selector natural de la población bacteriana, permite que se desarrollen bacterias de crecimiento lento (bacterias nitrificantes, bacterias que degradan compuestos complejos etc.) y que persistan en el bioreactor incluso a tiempos de retención de sólidos cortos La membrana retiene no sólo toda la biomasa sino que también previene el escape de enzimas exocelulares y de oxidantes solubles que crean una licor de mezcla más activo capaz de degradar una gama más amplia de compuestos Plantas Compactas. Trabajando a altas concentraciones de MLSS la superficie de la planta se reduce en un 50% o más. Mínima producción de fangos. Dado que los bio-reactores de los MBR pueden operar con 15-30 g MLSS/L, la edad del fango son más altas que los sistemas convencionales. La mayor parte de las plantas MBR operan a edades de fango de 40 días o superior. Estas edades de fango elevadas pueden reducir en hasta un 40% la producción de fango.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

EDAR Vallvidrera Población equivalente: 5.000 hab.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE LECHO MOVIL, MBBR. Descripción El “Reactor biológico de Lecho Móvil” está basado en mantener en suspensión un relleno plástico especial que se destina como soporte de la masa bacteriana, (aumento de la superficie específica del reactor) en el seno del reactor biológico aerobio. La ventaja fundamental, entre otras, es la reducir el tamaño de los reactores.

Ejemplo de características de un “carrier”: • Material: • Superficie específica: • Densidad • Diámetro • Altura • Volumen de relleno:

Polietileno 840 m²/m³ 0,95 kg/m³ 9 mm 7 mm ~ 50-70 % de reactor

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE LECHO MOVIL, MBBR. Ejemplos

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

REACTOR DE LECHO MOVIL, MBBR. Potenciales ventajas

• Reducción

de volumen del reactor biológico por empleo de un soporte que proporciona una superficie específica elevada.

• Procesos con gran flexibilidad ya que en función del porcentaje de soporte plástico empleado en el reactor, se consigue modificar la superficie y en consecuencia la eficiencia del proceso.

• No requiere recirculación de biomasa al reactor. Esto da lugar a que la biomasa no dependa de la separación final del fango y en consecuencia de problemas habituales encontrados en procesos convencionales de fangos activos relacionados con la sedimentabilidad del fango (bulking, etc...)

• Operación

y control sencillos. Se evitan problemas de atascamiento y consecuentemente periodos de limpieza continuados. No es necesario un control de la purga de fangos ya que el sistema mantiene la biomasa en el reactor hasta que es desprendida del soporte.

• Permiten

la generación de una biomasa característica de cada tipo de reactor (aerobio, anóxico o anaerobio) dando lugar a la obtención de un biofilm con una elevada actividad. Tasas de nitrificación y desnitrificación superiores a las obtenidas en procesos convencionales.

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Bibliografía BIANUCCI G Y COL (1989) "Il Trattamento delle aque inquinate" Ed. Hoepli. Milán C.E.D.E.X "Curso sobre Tratamiento de aguas residuales y explotación de estaciones depuradoras". CEDEX. Madrid. DEGREMONT (1.979) "Manual Técnico del Agua". Degremont. Bilbao. D.G.O.H. (1.983) "Funcionamiento de estaciones depuradoras de aguas residuales". Centro de Estudios Hidrográficos. Madrid. ECKENFELDER, W.W. Y" "Water Pollution Control" Ed. Pemberton Press HAMMER, M.J. (1.975) "Water and wastewater technology". John Wiley and Sons Inc. New York. IMHOFF,K (1.969) "Manual de Saneamiento de Poblaciones". Ed. Blume. Madrid. METCALF-EDDY "Ingeniería Sanítaria: Tratamiento, evacuación y reutilización de aguas residuales". Ed. Labor. Barcelona. NALCO (1.979) "The Nalco water handbook". Ed. Mcgraw-Hill. New York. NANNI,V (1.984) "La moderna tecnica delle lognature e degli impianti de depurazione". Ed. Hoepli. Milán VISMARA,R (1.988) "Depurazione Biologica: Teoria e processi". Ed. Hoepli. Milán. WINKLER,M (1.986) "Tratamiento biológico de aguas de desecho". Ed. Limusa. México. W.P.C.F (1.982) "Wastewater Treatment plant design". Water Pollution Control Federation. Washington. W.P.C.F (1.994) "Aeration". Manual of Practice FD-13. Water Pollution Control Federation. Washington. VARIOS (1.981) “Pretreatment of industrial wastes”. Water Pollution Control Federation Washington. ECKENFELDER, W.W. (1995) “Activated Sludge Treatment of Industrial Wastewater” TECHNOMIC NEMEROW (1.998) “Tratamiento de vertidos Industriales y Peligrosos”: Díaz de Santos. Madrid BIANUCCI (1.992) “Il Trattamento delle acque residue Industriali e Agricole”: Hoepli. Milán ECKENFELDER Jr. (1.993) “Tecnologie di trattamento dei reflui Industriali”. Ed. McGraw-Hill. Milán VARIOS “Water Science & Technology”. Publicación IWA. Londres

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Los procesos o tecnologías no son buenas o malas por si mismas. Solo están bien o mal aplicadas

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

LA OPERACIÓN DE LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO ES CLAVE

El mejor diseño de planta no sirve de nada ante una mala explotación. Pero una buena explotación puede “salvar” un deficiente diseño

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Garcias por su atención

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TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS

Variables de los Fangos Activos Variables del proceso biológico que afectan a la producción de fangos. Ejemplos de escenarios:

DQO de entrada



=





=

Volumen del reactor

=



=



=

Carga másica







=



Edad de fangos







=



Rendimiento depuración







=



Producción de fangos





~





Aumento

SBR

MBR

Ampliación Problemas