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tratamiento biologico
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BIODEGRADABILIDAD DEL AGUATRATAMIENTO SECUNDARIO
Para evaluar la tratabilidad del agua residual a travs del tratamiento biolgico se debe tener en
cuenta lo siguiente:
Si la relacin DQO/DBO es < 3 si es viable el tratamiento biolgico..
Si los SST son < 500 mg/l.
Si las GyA son < 75 mg/l.
Relacion DBO N P100 5 1
TABLA DE EFICIENCIAS SEGN EL EQUIPO O UNIDAD
Tratamiento Preliminar
Equipo % DBO % DQO % SS % G y A
Rejillas Manuales 0 0 0 0
Rejillas Automticas 5 5 10 5
Tamiz Esttico 10 5 30 5
Tamiz Rotatorio 0 10 50 5
Trampa de grasas 0 0 5 30
Desarenador 0 0 0 0
Tratamiento Primario
Sedimentador Primario 30 30 50 50
DAF Disperso 30 30 60 80
DAF Disuelto 35 35 60 90
Tratamiento Secundario
Lodos Activados 80-85 80-85 80 40
Filtro Percolador 50-60 50-80 80 30
UASB 70-85 70-80 80 30
RAP 70-80 70-80 80 20-30
TRATAMIENTO SECUNDARIO O BIOLGICO
El tratamiento secundario, o tratamiento biolgico de las aguas residuales (TBAR), es entendido
como la eliminacin de contaminantes mediante la actividad biolgica de los
microorganismos presentes en los reactores.
Caractersticas
La materia orgnica en suspensin y
disuelta es convertida, mediante
procesos de oxidacin qumica, en
biomasa y slidos inorgnicos
sedimentables. El tratamiento
secundario o biolgico busca remover,
especialmente, la DBO soluble y los
remanentes de materia en suspensin
que escaparon del tratamiento primario.
TRATAMIENTO SECUNDARIO O
BIOLGICOTIPOS DE TRATAMIENTOS
Biomasa Suspendida
Biomasa Adherida
PRESENTACIN DE LA BIOMASA
TRATAMIENTO SECUNDARIO
O BIOLGICO
Cuando los microorganismos no cuentan con
ningn medio de soporte sobre el cual
adherirse.
Estos reactores son como una piscina en la
que los microorganismos se desplazan o
nadan libremente por todos lados del reactor.
Cuando los microorganismos se fijan sobre un
medio de soporte (piedras, piezas plsticas,
llantas, guadua,etc) formando una biopelcula
(o biofilm) por la cual corre el agua.
Biomasa Adherida
O Cultivo Fijo
Biomasa Suspendida
O Cultivo en Suspensin
Condiciones Optimas para el Trabajo Bacteriano
PROCESOS AEROBIOS PROCESOS ANAEROBIOS
Nutrientes suficientes. Nutrientes suficientes.
pH entre 6,5 y 8,5. pH entre 6,5 y 7,6.
Presencia de oxgeno.
Concentraciones de 0,2 2,0 mg/LTemperatura entre 30 y 38 C para organismos mesfilos o entre 50 a 60 C para organismos termfilos.
Temperatura inferior a 38 C. Ausencia de oxgeno.
Ausencia de sustancias txicas. Potencial de xido-reduccin (POR) entre -470 a -550 mV.
Ausencia de sustancias txicas.
Disponibilidad de nutrientes en las aguas: DBO/N/P = 100/5/1
TRATAMIENTO SECUNDARIO
O BIOLGICO
PROCESO AEROBIO
Se considera un proceso de respiracin de oxgeno en el que el oxgeno libre es el nico
aceptor final de electrones. El carbono se oxida y el oxgeno se reduce.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
O BIOLGICO
PROCESO AEROBIO - AIREACIN
Transferir oxgeno disuelto. Remover sustancias voltiles. Eliminar anhdrido carbnico (CO2). Remover cido sulfhdrico (H2S). Remover hierro (Fe) y Manganeso (Mn). Eliminar gas metano (CH4), gas cloro (Cl2) y amonio (NH4).
TRATAMIENTO SECUNDARIO
O BIOLGICO
Consiste en poner el agua en contacto ntimo con
el aire.
El objetivo principal de la aireacin es proporcionarle
a los microorganismos el oxgeno necesario para
que realicen sus procesos de transformacin y
degradacin de la materia orgnica contaminante.
Proceso Aerobio - Aireacin
Tamao de Poro:
Poro fino (2 a 5 mm).
Poro semifino (6 a 10 mm).
Burbuja gruesa (>10 mm).
Transferencia: 0,3 kg O2/kW*h a 1,2 kg O2/kW*h
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Aireacin Difusa o
Aire Comprimido
TIPOS DE AIREACIN
Inyeccin de aire, bajo presin, por la parte inferior de la
superficie libre del fluido. Se realiza a travs de medios porosos
(difusores), que producen burbujas de dimetros muy pequeos.
Usados generalmente en PTAR pequeas, en tanques con
profundidad entre 2,5 - 5,0 m, con ancho entre 3 - 9 m.
La relacin ideal ancho/profundidad de estos tanques debe ser
menor a 2, con el fin de asegurar una aireacin efectiva y una
mezcla apropiada.
Proceso Aerobio - Aireacin
TRATAMIENTO SECUNDARIOTIPOS DE AIREACIN Aireacin Superficial
EQUIPOS AIREADORES
DE FLUJO RADIAL
(Baja velocidad)
DE FLUJO AXIAL
(Alta velocidad)
ASPIRANTES ROTORES
HORIZONTALES O
CEPILLOS
-Velocidad de operacin:
20 a 100 rpm.
-Potencia: hasta 150 kW.
-Instalados: Fijos o flotantes.
-Cap. Transferencia: 1,5 -
2,0 kg O2/kW*h.
-Consumen (-) energa
que los radiales.
-Potencia: hasta 93 kW.
-Cap. Transferencia: 0,7 1,4 kg O2/kW*h.
-Para lagunas aireadas
(bajas profundidades).
-Hay mejor mezcla en los
tk aireadores o reactores.
-Aspira aire desde la
atmsfera y se inyecta al
agua.
-Cap. Transferencia: 0,5 0,8 kg O2/kW*h.
-Tienen inclinacin
variable.
-Suelen instalarse sobre
soportes flotantes.
-Se usan, generalmente,
en zanjones de
oxidacin.
-Cap. Transferencia: 1,5
y 2,0 kg O2/kW*h.
-Para una buena mezcla
el volumen del zanjn
debe ser inferior a 200
m3/m de rotor.
EQUIPOS AIREADORES
DE FLUJO RADIAL
(Baja velocidad)
DE FLUJO AXIAL
(Alta velocidad)
ASPIRANTES ROTORES
HORIZONTALES O
CEPILLOS
Proceso Aerobio - Aireacin
TRATAMIENTO SECUNDARIOTIPOS DE AIREACIN Aireacin Superficial
Proceso Aerobio - Aireacin
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Aireacin por Turbina
Sumergida
TIPOS DE AIREACIN
Su volumen o rea de influencia menor que los
aireadores superficiales, pero tienen altas
capacidad de transferencia de oxgeno (de 1,0
y 2,0 kg O2/kW*h). Los dimetros de turbina
suelen ser entre 0,1 y 0,2 veces el ancho del
tanque aireado con alturas entre 5 y 6 metros
(tambin aplica para tanques de igualacin).
Modelos de Reactores - Segn su Forma de Alimentacin
Usado en:
- Aguas residuales industriales, donde
el caudal no es continuo sino en
periodos o lapsos del da.
- Investigaciones y experimentos de
laboratorio
- Se uso aguas residuales municipales,
pero rpido crecimiento de las
ciudades oblig a cambiar estos
reactores por otros de funcionamiento
continuo.
I. FLUJO INTERMITENTE o REACTORES BIOLGICOS SECUENCIALES (SBR):
(o reactores por cochada)
Son unidades que se llenan con un volumen de agua residual, se tratan las aguas y se vaca para dar
lugar a una nueva carga con otro volumen de aguas residuales.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Modelos de Reactores
II. FLUJO CONTINUO:
Estos reactores presentan una entrada y salida permanente de caudal y, de manera simultnea, se
efecta el tratamiento de las aguas residuales.
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Modelos de Reactores - Segn su Forma de Alimentacin
Modelos de Reactores - Segn su Hidrulica de Flujo
TRATAMIENTO SECUNDARIO
I. DE MEZCLA COMPLETA:
Este reactor cuenta con un sistema de aireacin que recorre totalmente el rea
del tanque, combinando casi instantneamente las aguas que se encuentran
dentro del reactor con las que estn ingresando (mezcla afluente con aguas en
tratamiento).
Modelos de Reactores
II. DE FLUJO A PISTN:
TRATAMIENTO SECUNDARIO
En este reactor, el agua que ingresa como afluente recorre longitudinalmente el tanque, como si
se tratase de una pared que se desplaza a una misma velocidad sin mezclarse con el resto del
lquido, hasta su salida.
Modelos de Reactores - Segn su Hidrulica de Flujo
MTODOS DE AIREACIN PARA REACTORES
DE FLUJO A PISTN
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Considerando que la demanda de oxgeno
(DBO) o la cantidad de materia orgnica
oxidable, disminuye con el tiempo de
tratamiento y en la medida en que avanza
por el reactor, la aireacin puede
efectuarse de tres formas:
Aireacin convencional: consiste en abastecer exactamente la misma cantidad de oxgeno a lo largo de todoel reactor. Se emplea en operaciones con carga media y alta.
Adicin por pasos o escalonada: en este caso, aunque se mantiene la misma alimentacin de oxgeno a lolargo del reactor, el afluente de aguas residuales se ingresa al tanque en diferentes puntos a lo largo de su
recorrido. Se usa en operaciones de carga media o alta.
Aireacin gradual: se prefiere en caudales mayores a los 2000 m3/d para aguas residuales municipales ymayores a 400 m3/d para depuracin de aguas residuales industriales. El suministro de aire desciende de
manera gradual y proporcional a la disminucin de la DBO a lo largo del reactor.
Aireacin
TRATAMIENTO SECUNDARIOMTODOS DE AIREACIN PARA REACTORES DE FLUJO A PISTN
Lodos Activados
TRATAMIENTO SECUNDARIO
Puede darse en reactores de Mezcla Completa y en reactores de Flujo a Pistn.
Mantiene en suspensin el cultivo microbiano en condiciones aerobias.
Hace uso de un sistema de aireacin o agitacin, el cual suministrar el oxgeno, evita sedimentacin de la
biomasa en el reactor y mantiene homogeneidad del licor mezclado en el tanque.
Una vez oxidada la materia orgnica, el efluente se
enva a un sedimentador secundario en donde se
separar el lodo (biomasa) del agua.
Parte de la biomasa decantada es recirculada al
reactor para mantener en l una buena
concentracin de microorganismos y otra parte se
desecha o purga.
El lodo activo es la suma y mezcla de la biomasa
formada en el reactor y los slidos suspendidos
(materia inerte y compuestos inorgnicos) aportados
por el agua residual.
OPERACIN DE LODOS ACTIVADOSTRATAMIENTO SECUNDARIO
CLCULOS PARA LODOS ACTIVADOSTRATAMIENTO SECUNDARIO
NOTA: Los valores de diseo, deben estar avalados por pruebas
empricas a nivel de planta piloto o de laboratorio. Nunca deben
asumirse valores de rangos dados por una normativa o por la
literatura tcnica, sin el debido sustento.
: volumen del reactor (m3)
TRC : tiempo de retencin celular (d)
Y : coeficiente de crecimiento bacteriano (oscila entre 0,4 y 0,8)
Q : caudal de aguas residuales (m3/d)
So : DBO inicial en el afluente (kg/m3)
S : DBO final en el efluente (kg/m3)
X : SSLM -slidos suspendidos del licor mezclado- en el tanque (kg/m3)
Kd : coeficiente de eliminacin de bacterias (oscila entre 0,040 0,075)Cm : carga msica (kg DQO/kg SSLM*d)
Qp : caudal de purga (m3/d)
Xr : SSLM -slidos suspendidos del licor mezclado- en el lodo (kg/m3)
Qr : caudal de recirculacin
FILTRO PERCOLADORTRATAMIENTO SECUNDARIO
Funciona como una torre de contacto en la que el agua residual escurre, desde arriba, por un lecho fijo en el
que la biomasa se encuentra adherida.
Sobre el lecho se realiza una aspersin de las aguas
residuales, mediante un brazo rotatorio con orificios
o boquillas, el cual es movido por un motor o por la
accin dinmica del agua al golpear con la superficie
del lecho.
La biomasa adherida se encuentra formada,
principalmente, por protistas: bacterias (aerobias y
facultativas, principalmente), hongos (que
predominarn si se trabaja con pH bajos) y
protozoos.
IMGENES TOMADAS DE:
http://img.directindustry.com/images_di/photo-g/surface-aerator-for-wastewater-treatment-560483.jpg
http://image.made-in-china.com/2f0j00lBsakbVKnMgp/Wastewater-Treatment-System-Wastewater-Aerator-LY-1-.jpg
http://www.thewatertreatments.com/wpcontent/uploads/2009/10/surface-aerator.jpg
http://www.isma.fr/images/aerateur/photo1_anglais.jpg