-
FUNDAMENTOS FENOMENOLOGICOS DE REACTORES DE LODOS ACTIVADOS
-
EL REACTOR BIOLOGICOAlimentacinDBO5= 2000 mg/lQ = 900 m3/d
-
EL REACTOR BIOLOGICO
Fenomenos Fsicos + Biolgicos:
(1) El transporte de alimentos hasta la superficie del m.o.(2)
La adsorcin del alimento a travs de la membrana celular(3) La
predigestin con enzimas de superficie para reducir tamao(4) La
adsorcin atravs de la membrana celular(5) La metabolizacin
(anabolismo, catabolismo, respiracin endgena)
-
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 MEZCLAMLVSS = SS VOLATILES EN LM
MLSS = MATERIAL INERTE + MATERIA NO BIOLOGICA +MICROORGANISMOS
ACTIVOS + MATERIAL ORGANICO
El propsito de un sistema de lodo activado es establecer y
mantener una poblacin 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 clulas
(lodo activado) y productos finales (CO2 y H2O)EL REACTOR
BIOLOGICO
-
CARGA DE LODOS2500 (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 retencin = V/Q = 900/900 (dias) = 1 (dia)
valores normales de lodo activado 0,25< F/M < 0,5
-
CARGA ORGANICALa carga orgnica se define como:
kgDBO5/m3.d = 1800 (kgDBO5/d)/900 (m3)= 2.00
Las variaciones en la carga deben estar consideradas en el
diseo
-
EFICIENCIA
Eficiencia = E = 100*(So-Sf)/So = 100* (2000-200)/2000= 90 %
donde
So= DBO5 alimentacin
Sf= DBO5 final (objetivo)
-
EDAD DEL LODOU = (F/M)*E/100 consumo especfico de sustrato
U = 0.5 * 90/100 = 0.45
1/SRT = Y*U - Kd
donde:
SRT = tiempo de retencin de slidos = edad del lodoKd=
coeficiente decaimiento endgenoY= 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 reactorQp= Caudal de lodo purgadoSST= SST en el
reactor = 70% MLVSSSSTr= SST del lodo de recirculacin
-
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
Variantes del proceso
Edad del fango
(d)
Tiempo de retencin (h)
Carga msica
(kgDBO5/kgMLSSV)
Carga volumtrica (kgDBO5/d m3)
MLSSV
(mg/L)
Convensional
4-12
4-8
0,2 0,4
0,32 0,64
1,5 3,5
Mezcla completa
4-12
4-8
0,2 0,6
0,8 1,8
2,5 4
Aireacin escalonada
4-12
4-8
0,2 0,4
0,64 1,0
2,0 3,5
Contacto-estabilizacin
3-10
3-6
0,5 2
1,5 3
1,0 3,0
Alta carga
4-18
2-4
0,4 1
1,3 3,0
4,0 10,0
Aireacin prolongada
>20
16-24
0,005 0,15
0,16 0,35
3,0 6,0
-
MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE O2Teora de la doble pelcula de
LewisResistencias:R = RG + RI + RL
RL>> RG
Se define:VdC/dt = KL*A*(CS-C)donde:KL= Coeficiente global de
transferencia de masaA = area interfacialCS,C son las
concentraciones de oxgeno disuelto en la interfase y el seno del
lquido
-
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2Considerando a = A/V
la expresin queda como:dC/ (CS-C) = KL*a*dt
Factores que afectan la transferencia de oxgeno:presin
atmsfericafactor alfa = (KL*a) ril/ (KL*a)agua limpia0,7 < alfa
< 1,1factor beta =(CS)ril/(C) Tipo de aireacinNaturaleza de
SS
Factores que afectan al KL*a:temperatura(KL*a)T =
(KL*a)20*(1,024)T-20materiales con superficie activa, i.e.
Detergentesacidos 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 realC*= conc.sat.O2 ril a t,P
realCs20= conc.sat.agua a 20C
-
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2
Autor
Coeficientes
A
B
Eckenfelder y OConnor
0,48
0,08
Logan y Budd
0,52
0,09
Quirk
0,53
0,15
Mastantuono
Carga msica
0,1
0,66
0,065
0,2
0,59
0,065
0,3
0,56
0,08
0,4
0,53
0,08
0,5
0,5
0,08
W.R.C.
0,75
0,048
-
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2
Factores que afectan a CsTemperatura : Solubilidad del oxgeno
(disminuye con T)presin parcial de oxgeno, dada por:pc = mc P
====> C* = mc P /Hc (Ley de Henri)mc=fraccin molar de O2 en el
gasP = presin total del gasEfectos de otros solutos, la solubilidad
del oxgeno se reduce
