FUNDAMENTOS FENOMENOLOGICOS DE REACTORES DE LODOS ACTIVADOS

EL REACTOR BIOLOGICO REACTOR Clarif.2º Alimentación DBO5= 2000 mg/l Q = 900 m3/d RAS Retorno de Lodo Activado Efluente REACTOR Clarif.2º Lodo

EL REACTOR BIOLOGICO Fenomenos Físicos + Biológicos: (1) El transporte de alimentos hasta la superficie del m.o. (2) La adsorción del alimento a través de la membrana celular (3) La predigestión con enzimas de superficie para reducir tamaño (4) La adsorción através de la membrana celular (5) La metabolización (anabolismo, catabolismo, respiración endógena)

EL REACTOR BIOLOGICO ALIMENTACION AL REACTOR F = Q*DBO5 = 900(m3/d)*2000(g/m3) = 1800 (kg/d)

EL REACTOR BIOLOGICO MASA DE MICRORGANISMOS EN EL REACTOR MLSS = SOLIDOS SUSPENDIDOS EN LICOR DE MEZCLA MLVSS = SS VOLATILES EN LM MLSS = MATERIAL INERTE + MATERIA NO BIOLOGICA + MICROORGANISMOS ACTIVOS + MATERIAL ORGANICO El propósito de un sistema de lodo activado es establecer y mantener una población viable de microorganismos que se alimenten de la DBO5 ingresada en un ambiente apropiado. El m.o. Convierte la materia soluble y coloidal en nuevas células (lodo activado) y productos finales (CO2 y H2O)

CARGA DE LODOS 2500 (mg/l) < MLVSS > 6000 (mg/l) F/M = 2000 (mg/l)*900 (m3/d) /4000 (mg/l)*V F/M = 0.5 (d-1)  V = 900 (m3) Tiempo de retención = V/Q = 900/900 (dias) = 1 (dia) valores normales de lodo activado 0,25< F/M < 0,5

CARGA ORGANICA La carga orgánica se define como: kgDBO5/m3.d = 1800 (kgDBO5/d)/900 (m3) = 2.00 Las variaciones en la carga deben estar consideradas en el diseño

EFICIENCIA Eficiencia = E = 100*(So-Sf)/So = 100* (2000-200)/2000 = 90 % donde So = DBO5 alimentación Sf = DBO5 final (objetivo)

EDAD DEL LODO U = (F/M)*E/100 consumo específico de sustrato 1/SRT = Y*U - Kd donde: SRT = tiempo de retención de sólidos = “edad del lodo” Kd = coeficiente decaimiento endógeno Y = rendimiento celular (0.5)

EDAD DEL LODO (Cont.) una forma alternativa de estimar la edad del lodo es: Edad de lodo = (V/Qp)*(SST/SSTr) donde: V = volumen del reactor Qp = Caudal de lodo purgado SST = SST en el reactor = 70% MLVSS SSTr = SST del lodo de recirculación

LODOS

Biological Nutrient Removal (BNR)

LODOS

Membrane Bioreactor (MBR)

Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)

Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)

Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR)

LODOS

TIPOLOGIA DE PROCESOS

MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE O2 Teoría de la doble película de Lewis Resistencias: R = RG + RI + RL RL>> RG Se define: VdC/dt = KL*A*(CS-C) donde: KL = Coeficiente global de transferencia de masa A = area interfacial CS,C son las concentraciones de oxígeno disuelto en la interfase y el seno del líquido Pelicula Gaseosa Pelicula Líquida Fase Líquida Fase Gas Interfase P P* C* C

FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2 Considerando a = A/V la expresión queda como: dC/ (CS-C) = KL*a*dt Factores que afectan la transferencia de oxígeno: presión atmósferica factor alfa = (KL*a) ril/ (KL*a)agua limpia 0,7 < alfa < 1,1 factor beta =(CS)ril/(C) Tipo de aireación Naturaleza de SS Factores que afectan al KL*a: temperatura (KL*a)T = (KL*a)20*(1,024)T-20 materiales con superficie activa, i.e. Detergentes acidos grasos, que son absorbidos en la interfase N = No beta (C*w-C*)/Cs20 1,024 T-20*alfa C*w= conc.sat.O2 agua a T,P real C* = conc.sat.O2 ril a t,P real Cs20= conc.sat.agua a 20°C

FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2

FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2 Factores que afectan a Cs Temperatura : Solubilidad del oxígeno (disminuye con T) presión parcial de oxígeno, dada por: pc = mc P ====> C* = mc P /Hc (Ley de Henri) mc=fracción molar de O2 en el gas P = presión total del gas Efectos de otros solutos, la solubilidad del oxígeno se reduce