8 may. 2015

Tratamiento de aguas residuales domésticas

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Tratamiento de aguas residuales domésticas a temperaturas sub-optimas (13+1.8°C) en un bioreactor anaerobio de flujo pistón a escala laboratorio

Por: R. Ivan Medina H. / Walter Mamani Q.

English version: Domestic wastewater treatment in sub-optimal temperature (13 + 1.8 ° C) in a piston flow anaerobic bioreactor at laboratory scale
Reporte propuesto para publicación en revista “Tecnología para una América Latina Integrada”, Presentado para exposición en el VII Congreso Nacional de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Santa Cruz, Dic. 1995.

Resumen

El Concepto UASB, reactor de manto de lodo y flujo ascendente es uno de los sistemas más estudiados en Latinoamerica y el Caribe dentro de los procesos anaerobios no convencionales aplicados al tratamiento de aguas residuales domésticas. Las experiencias a nivel laboratorio y escala real muestran que tiene un comportamiento bastante satisfactorio para climas tropicales y sub-tropicales con temperaturas arriba de los 20° C. Esta situación está planteando a varios expertos latinoamericanos la necesidad de idear, desarrollar y adaptar nuevos conceptos dentro de la anaerobiosis no convencional, como respuestas viables a los problemas de contaminación por aguas residuales domésticas en los países Andinos con temperaturas muy por debajo de 20 °C.
Una de las alternativas más viables para climas entre 10 y 20°C, es el Reactor anaerobio a pistón RAP, desarrollado en la Universidad de los Andes por Alvaro Orozco. El concepto RAP reviste una enorme importancia, pues constituye una respuesta tecnológica latinoamericana, segura, compacta y de bajo costo (competitiva y complementaria al lagunaje) para la deteriorada calidad de la mayoría de los cursos de agua en la zona andina.
El presente expone los resultados del estudio de tratabilidad de aguas residuales domésticas a temperaturas sub-optimas, en un bioreactor anaerobio de flujo pistón ascendente, a escala laboratorio, denominado RAP-100.
Se resumen los parámetros de control y las características operacionales de la puesta en marcha, proceso durante el cual se ha alcanzado la granulación (inmovilización bacteriana por medio de flóculos), usando lodo de tanque séptico como semilla.
Se presentan los resultados de 51 días de operación, bajo un perfil de caudal diario real, simulado a nivel laboratorio, lográndose que el RAP-100, opere con horas pico máximas y mínimas de caudal de agua residual, en la misma proporción y frecuencia a la que está sometida una planta de tratamiento (sin tanque de regulación) bajo condiciones reales. Durante este período se ha trabajado con un tiempo de retención hidráulico medio de 8 hr. velocidad ascencional 0.313+0.115 m/h y temperatura 13+ 1.8°C, obteniéndose eficiencias de remoción de demanda química de oxígeno DQO, demanda bioquímica de oxígeno DBO5 y número más probable de coliformes fecales NMPCF de: 77.5+5.5%, 84.5+1.5% y 67+19%, respectivamente. Las constantes cinéticas K y K2 de remoción de DQO, evaluadas para el modelo cinético de Orozco 1989, tienen valores 0.575 [mg. DQO/mg. SSV. díal y 0.094 [mg.DQO/mg. SSV] a 14.7 °C, la constante cinética Ka de remoción de NMPCF, evaluada para el modelo cinético Polpraset y Hoang es de 5.2+2.8 [1/día] a 14.7 °C.
También se muestra el perfil de desarrollo de lodo dentro del RAP, estimandose la tasa de producción de lodo por materia orgánica eliminada. Por último se demuestra que las cámaras 1 y 2 del RAP-100 , presentan parámetros de control relativamente críticos, por lo que pueden ser utilizadas como “cámaras piloto de control”.

Palabras Claves

Reactor anaerobio de flujo pistón de flujo ascendente, inmovilización bacteriana, parámetros de control y operación, perfil de caudal diario real simulado, tiempo de retención hidráulico, velocidad ascencional, eficiencia de remoción, constantes cinéticas, modelo cinético, cámaras piloto de control del RAP-100.

Objetivos

El objetivo del trabajo es obtener información sobre la tratabilidad de aguas residuales domésticas en un reactor anaerobio de flujo pistón de flujo ascendente a nivel laboratorio, a temperaturas subóptimas ( 13± 1.8°C ): perfil de carga, control y fenómeno de granulación durante la puesta en marcha, tiempo de retención hidráulico óptimo, eficiencias y constantes cinéticas de remoción de DQO, DBO5 y NMPCF, etc.

Introducción

El reactor Anaeroblo a pistón “RAP”, es un reactor biológico anaerobio no convencional desarrollado en la Universidad de los Andes, esta tecnología ha tenido un comportamiento muy satisfactorio operando a temperaturas menores de 20°C, como ser: tiempo de retención hidráulicos reducidos, altas eficiencias de remoción de demanda bioquímica de oxígeno y demanda bioquímica de oxígeno, etc., por lo se puede esperar que la validación de su tecnología, plantee alternativas de solución de bajo costo para el tratamiento biológico de aguas residuales domésticas a temperaturas sub – óptimas.
El RAP, desarrollado en la Universidad de los Andes, tiene el 55% de su volumen ocupado por flujo ascendente. A partir de análisis bibliográfico y considerando que el flujo ascendente es uno de los principales factores para la formación de lodo granular Lettinga- 1985, ( lodo responsable de las altas tasas de depuración presentadas en estos sistemas), se plantea introducir una modificación que permite lograr que todo el del volumen del RAP, este ocupado por flujo ascendente, creando de esta manera mas “zonas activas” para promover el desarrollo de lodo granular, este reactor será denominado para fines comparativos, RAP- 100.

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