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Tratamiento anaerobio de aguas residuales
de baja carga en reactores UASB
Tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga en reactores UASB
OBJETIVOS
OBJETIVOS
El objetivo de este trabajo ha sido analizar la
posibilidad de utilizar la tecnología anaerobia en La
EDAR de Archena, como pretratamiento al tratamiento
convencional, analizando:
I.
Rendimientos del proceso, y posibles afecciones
al tratamiento convencional.
II.
La estabilidad
tratamiento.
del
proceso
y
III. Producciones de biogás y fango.
los
límites
de
Tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga en reactores UASB
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN.
En la última década, la tecnología anaerobia se ha convertido en el
sistema biológico de tratamiento de efluentes residuales de media y
alta carga orgánica más utilizado
INTRODUCCIÓN.
Los reactores UASB, se están empezando a usar para tratamiento de
aguas residuales urbanas.
Otras tecnologías Anaerobias han sido poco estudiadas, por diversas
razones;
 Filtro anaerobio por su tendencia a la colmatación por sólidos.
 Lecho fluidizado por los mayores costes de operación y control.
 Digestor de lecho granular expandido (EGSB) Dificultad para
conseguir granulación, ni mantenimiento del lecho granular.
Tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga en reactores UASB
METODOLOGÍA
METODOLOGÍA
Equipo experimental
METODOLOGÍA
Fango Inicial Fango de un digestor de Aguas Residuales Urbanas
Alimentación Agua residual de la EDAR de Archena
Diferentes condiciones de operación
REACTOR
TEMPERATURA
TRH (h)
1
2
3
4
37
Ambiente
Ambiente
37
2.64
4.91
2.64
4.91
Reactor Nº5 aguas residual + fangos espesados
Tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga en reactores UASB
RESULTADOS
RESULTADOS.
A.- Límites de operación. Velocidad ascensional
Purga
Muestra
1
2
3
4
5
Caudal
(ml/min)
45
72
98
140
248
Altura del
fango (cm)
16.5
16.5
17
17
17.5
MS (%)
MV (%)
3.37
3.02
2.92
2.87
2.81
55.70
55.67
55.69
55.68
55.72
Cs (g/L)
Cv (g/L)
33.7
30.2
29.2
28.7
28.1
Velocidad ascensional máxima es de 0.75 m/h. Sin embargo,
en la bibliografía se aconseja que no se superen los 0.5 m/h para
un lodo floculento, es decir, no se debe superar los 65 ml/min,
permitiendo así operar con un margen de seguridad
187.7
168.1
162.6
159.8
156.6
RESULTADOS.
A.- Límites de operación. Hidrodinámica del reactor
Tiempo: 00:05
Tiempo: 00:48
Tiempo: 00:20
Tiempo: 01:55
Tiempo: 00:34
Tiempo: 02:41
RESULTADOS.
A.- Límites de operación. Hidrodinámica del reactor
Tiempo: 00:05
Tiempo: 00:50
Tiempo: 01:31
Tiempo: 01:37
Tiempo: 02:30
Tiempo: 02:43
Tiempo: 02:50
Tiempo: 02:73
Tiempo: 03:50
RESULTADOS.
A.- Límites de operación. Distribución de tiempos de residencia (DTR).
Los
reactores
se
comportan
como
3
reactores
en
serie
perfectamente mezclados
según el modelo de NBFPM en serie y muestran
dispersión axial elevada
según
el
modelo
de
dispersión axial (Pe-1 =
0.25>0.01).
RESULTADOS.
B.-Rendimientos.
RESULTADOS.
B.-Rendimientos.
O,220 m3 CH4/kg DQO eliminado
30% disuelto??
20-25 mg/l
RESULTADOS.
B.-Rendimientos.
Se estudiará la necesidad o
ventaja de la granulación
RESULTADOS.
C.-Ensayos respirométricos.
1.- FRACCIONAMIENTO DE LA DQO.
> 0,85, es decir agua tratada en los UASB es muy biodegradable
2.- TOXICIDAD.
No se ha observa efecto tóxico
alguno sobre el fango.
El efluente de los UASB no provoca
ningún efecto negativo en la tasa de
nitrificación del biológico de la
EDAR de Archena.
RESULTADOS.
D.-Simulación del proceso.
Influente
ANOXICO 1
ANOXICO 2
ANOXICO 4
AIREADO 1
AIREADO 2
Situación Actual
ANOXICO 3
Decantacion 2ª
Efluente
Fango en exceso
Influente
UASB
ANOXICO 1
ANOXICO 2
ANOXICO 4
AIREADO 2
AIREADO 1
Situación UASB
ANOXICO 3
Seed
Fango en exceso UASB
Decantacion 2ª
Fango en exceso
Efluente
RESULTADOS.
D.-Simulación del proceso.
UASB + FANGOS ACTIVOS
INFLUENTE
EFF UASB
EFF
Parametros
Total suspended solids
Particulate COD
Filtered COD
Total COD
Total P
Filtered Carbonaceous BOD
Total Carbonaceous BOD
Total N
Total inorganic N
pH
Volatile fatty acids
Ammonia N
Nitrate N
PRODUCCIÓN DE FANGOS
E.F.
TRH
MLSS
PRODUCCIÓN DE FANGOS
MATERIA VOLÁTIL EN FANGO
DEMANDA DE AIRE
OTE
SOTE
ENERGÍA EN AIREACIÓN
kWh/d
Conc. (mg/L)
413,54
403,2
290,8
694
8,5
189,17
365,62
57,71
33,85
7,8
14,99
33,35
0,50
Conc. (mg/L)
39,16
38,00
125,37
163,37
6,13
74,34
89,52
48,88
45,62
6,73
75,29
45,62
0,00
UASB + FANGOS ACTIVOS
UASB
F.A.
TOTAL
57,2
6,5
48,9
55,4
35.658
922
463
187,7
650,4
49,0%
76,0%
55,1%
0
1.437
1.437
16,85%
40,62%
-
655,2
655,2
FANGOS ACTIVOS
EFF
Conc. (mg/L) Conc. (mg/L)
1,52
4,09
1,55
3,78
24,71
25,24
26,27
29,02
5,52
4,96
1,07
1,12
1,27
1,8
27,12
6,34
25,12
3,84
6,61
6,86
0,16
0,01
0,53
0,25
8,63
0,48
ACTUAL
F.A.
22,51
48,9
2.443
1.304
71,49%
3.917
12,99%
33,67%
VARIACIÓN
1.786,0
-63,3%
-50,12
-16,39%
-63,3%
22,9%
17,1%
RESULTADOS.
D.-Simulación del proceso.
Metano 540 m3/día
Lodos
463 kg SST/día
Unidad
Producción de metano unitaria
Mínimo
Máximo
13.3
7.4
10.2
NL CH4/m agua residual
103.7
34.8
64.2
NL CH4 kg/kgCOD eliminado
185.8
124.2
158.3
17.7
9.9
13.6
NL Biogás /m agua residual
138.3
46.4
85.6
NL Biogás kg/kgCOD eliminado
MJ /hab año
247.8
165.6
211.1
173.8
96.8
133.8
MJ /m agua residual
3.7
1.2
2.3
MJ kg/kgCOD eliminado
6.7
4.5
5.7
26.9
26.9
26.9
NL CH4/hab día
3
Producción de biogás unitaria
NL Biogás/hab día
3
Producción de energía potencial unitaria
3
3
MJ/m biogás
Media
RESULTADOS.
E.-Diseño Planta. Transformado tanque de homogeneización
en Reactor UASB
Tratamiento anaerobio de aguas residuales de baja carga en reactores UASB
CONCLUSIONES
CONCLUSIONES.
I.
La tecnología anaerobia, permite reducir en mas de un 97%
los sólidos de entrada a planta, con HRT inferiores a 3
horas.
II.
La tecnología anaerobia, permite reducir en mas de un
65% la DQO de entrada a planta, con HRT inferiores a 3
horas.
III.
La operación de la instalación es estable en el tiempo, y
permite reducir el % de MV de fango digerido por debajo
del 50%.
IV.
Se reduce en mas de 50% la producción de fangos,
respecto a un proceso convencional.
IV.
Se reduce en un 63% la demanda de la aireación de la
planta y se produce el 50% de consumo actual de la
instalación.
Tratamiento anaerobio de aguas residuales
de baja carga en reactores UASB

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