87
TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Ing. Miguel Angel Monroy Roque

Tratamiento Biologicos

Embed Size (px)

DESCRIPTION

tratamientos a usarse en el proceso de limpieza de aguas residuales para su reuso y/o vertimiento

Citation preview

TRATAMIENTOS BIOLGICOSUNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERA AMBIENTALIng. Miguel Angel Monroy RoqueEl tratamiento biolgico de aguas residuales supone la remocin de contaminantes mediante actividad biolgica.La actividad biolgica se aprovecha para remover principalmente sustancias orgnicas biodegradables, coloidales o disueltas, del agua residual, mediante su conversin en gases que escapan a la atmsfera y en biomasa extrable mediante sedimentacin.La actividad biolgica tambin se usa para remover nitrgeno y fsforo de agua residual.Principios del tratamiento biolicoMateria Or!nica Bioderadable Materia Or!nica Re"ractaria N#trientesS#stancias o "actores $#e trans"orman el e$#ilibrio Biolico S#stancias $#e ca#san t#rbiedad% temperat#ra% color% olorSlidos inor!nicos dis#eltos& slidoss#spendidosS#stancias Corrosi'as% cian#ros% metales pesados% "enoles Microoranismos Patenos APORTES NEGATIVOSDE LAS AGUAS RESIDUALES SOBRE FUENTES SUPERFICIALES OBJETIVOS GENERALES DEL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICASRemocin de (BORemocin de Slidos S#spendidosRemocin de Patenos)Remocin de Nitreno & *s"oroRemocin de S#stancias or!nicas re"ractarias como deterentes% "enoles & pesticidas)Remocin de tra+as de metales pesados)Remocin de s#stancias inor!nicas dis#eltas Principios del tratamiento biolico,(escomposicin microbial de la materia or!nica-Materia orgnica del efluenteGases voltilesBiomasa suspendida y compuestos oxidados del efluenteDisposicin del floc biolgicoO.idacin biolicaLa oxidacin biolgica es la conversin bacterial de los elementos de su forma orgnica a su forma inorgnica altamente oxidada en un proceso conocido como mineraliacin. + + + + + !! !" !! !! !PO O PSO O SNO O NO H O HCO O Cismos MicroorganORGismos MicroorganORGismos MicroorganORGismos MicroorganORGismos MicroorganORGTabla/ Principales procesos de tratamiento biolicoTipo Crecimiento Proceso Uso principalerobios!uspendidoLodos activadosconvencionalmecla completaaireacin escalonadaestabiliacin y contactooxigeno purotasa altaaireacin prolongadaprocesos !raussan"a de oxidacinLagunas aireadas#igestin aerobiaLagunas aerobias$emocin de #%& y nitrificacin$emocin de #%& y nitrificacin$emocin de #%& ' estabiliacin$emocin de #%& y nitrificacind"erido(iltros percoladores)tasa ba"a)tasa alta*orres biolgicas+nidades rotatorias de contacto biolgico$eactores de lecho fi"o$emocin de #%& y nitrificacin$emocin de #%& y nitrificacin$emocin de #%& y nitrificacin$emocin de #%& y nitrificacinTabla/ Principales procesos de tratamiento biolicoTipo Crecimiento Proceso Uso principalnxicos!uspendido d"erido%ardenpho#esnitrificacin#esnitrificacin$emocin de #%& , , y -$emocin de nitrgeno$emocin de nitrgenonaerobios!uspendido#igestin anaerobia.naerobio de contacto$emocin de #%& ' estabiliacin$emocin de #%$bridoLagunas anaerobia/anto de lodos 0 flu"o .scensional 1-./L.2 o +.3%$emocin de #%& ' estabiliacin$emocin de #%& y 33d"erido(iltro anaerobioLecho expandido$emocin de #%& ' estabiliacin$emocin de #%& ' estabiliacinProceso aerobioEs un proceso de respiracin de oxgeno en el cual el oxgeno libre es el 4nico aceptador final de electrones5 el oxigeno es reducido y el carbono es oxidado, al igual que la materia orgnica o inorgnica.biomasa CO O H hidrgeno de donante orgnica Materia + + ! !O2PROCESOS BIOLOGICOS AEROBICOSPermiten la degradacin de la materia orgnica por colonias de microorganismos predominantementeAerbicos los cuales pueden desarrollarse flotando en medio delas aguas residuales o adheridos a un medio sobre el cual pasan las aguas residualesMATERIA ORGANIA !O"N#$O%IGENO &I#'E(TO) O*+ATERIA# AERO+IA#N'E,A# E('(A# +ATERIANA# !-".NO*$ &EGRA&AI/N AERO+IA+N"0) O* 1 Otros productos finalesPROCESOS ANAEROBICOSProcesos biolgicos 2ue ocurren en ausencia de o34geno disuelto 1 en los 2ue la materia orgnica es degradada 1 transformada en gases !metano 1 otros$Proceso anaerobioEs la descomposicin u oxidacin de compuestos orgnicos, en ausencia de oxigeno libre.O H CH COS H SON NOCO CH hidrgeno de donante orgnica MateriaAnaerobia BacteriaAnaerobia BacteriaAnaerobia BacteriaAnaerobia Bacteria!!!!

! "! + + AG'A RE#I&'A(BACTERIAS ANAEROBICAS ACIDOFILICASMETANO Y CO2ACIDOS ORGANICOS Y H2SBACTERIAS ANAEROBICAS METANOGENICASNUEVAS CLULASNUEVAS CLULASTRATAMIENTO ANAERO+IO &E (A# AG'A# RE#I&'A(E#LIMITACIONES DE LOS PROCESOS ANERBICOSMenores efciencias en la reoci!n "ecar#a or#$nica % s!li"os& Ba'a reoci!n "e n()rien)es % *a)!#enosPro"(cen olores c(an"o no +(ncionan correc)aen)eLa cin,)ica "e los *rocesos no es -ien conoci"aEl arran.(e % la es)a-ili/aci!n son "eora"osVENTAJAS COMPARATIVASDE LOS PROCESOSANAEROBICOSSOBRE LOSAEROBICOSTecnolo#0as si*les en cons)r(cci!n %o*eraci!n1 *oco re.(eriien)o "e es*acio % *or lo )an)o "e -a'o cos)o& Por lo #eneral no re.(ieren s(inis)ro "eener#0a el,c)ricaLas )ecnolo#0as son a*lica-les )an)o a *e.(e2a cooa #ran escala1 *eri)ien"o s( (so en es.(eas no cen)rali/a"os1 en c(%o caso *eri)ena3orros si#nifca)i4os en alcan)arilla"oBa'a *ro"(cci!n "e lo"os en e5cesoLos lo"os "e e5ceso son -as)an)e es)a-ili/a"osREACTOR AEROBICO T = 20 oCREACTOR ANAEROBICO T = 35 oCBALANCE ENERGETICO EN PROCESOS BIOLOGICOSAfluente *5 o

Afluente *5 o

DQO = 100 k!&6O 7 855 9g&6O 7 85 9g&6O 7 85 9g&6O 7 :5 9g&6O 7 85 9g(odos en e3ceso(odos estabili;adosEnerg4a para aireacin855 - ? @ AB c Re)ienen s!li"os 4ol(inosos adirmateriaor!nica% red#ci8ndose as5 los costos) Para tratamiento de a#as potables% e'ita carbono resid#al en el e9#ente% &a $#e red#ce el rieso de sobrecrecimiento en los sistemas a tratar & de desin"eccin de la +ona por los prod#ctos prod#cidos) Losoranismosa#ttro"osest!nme7oradaptadosparaeltratamientodea#as s#bterr!neaspor$#ecrecenaba7asconcentracionesdecomp#estosor!nicos bioderadables) Tambi8nposee#nraninter8scomercial&desdeelp#ntode'istadela biotecnolo5aambientalp#esto$#ees#nodelospocose7emplosenlos$#ep#ede o.idarse biolicamente comp#estos red#cidos del a+#"re ;s#l"o.idacin< en a#sencia de o.5eno elemental) La principal 'enta7a de este proceso es la aparicin de la desnitri6cacin acoplada alao.idacindecomp#estosred#cidosdela+#"re%combinandolaeliminacin sim#lt!neadedostiposdecontaminantes%losnitratos&loscomp#estosred#cidos del a+#"re% teniendo as5 ran inter8s por s#s aplicaciones biotecnolicas)Procesos Biol!#icos An!5icos(rincipales (ar!metros que afectan la .esnitrificacinTe50e+a*-+aLos microoranismos desnitri6cantes presentan acti'idad entre ? & @?BC) Se =a 'isto$#enoe.iste#ncambiosini6cati'oenlaacti'idaddesnitri6canteentre CD&EDBCconconsorciospro'enientesdeplantasdetratamientodea#as resid#ales)P%Elp4 ptimopara la desnitri6cacinse enc#entra entre @& F) A 'aloresdep4 deba7odeG%sein=ibelaen+ima.idonitrosored#ctasa&seac#m#la.ido nitroso)Ox17enoSe as#me en eneral $#e la en+ima .ido nitroso red#ctasa ;Nos< es la en+ima con#nama&orsensibilidadalapresenciadeo.5eno)Enenerallasen+imas red#ctasas son inmediatamente o rad#almente inacti'adas por la presencia de o.5eno) La principal ra+n de la sensibilidad de la desnitri6cacin a la presencia deo.5enoeslacompeticinporelectrones%elo.5enosiendo#naceptorde electrones termodin!micamente m!s "a'orable $#e el nitrato) Procesos Biol!#icos An!5icos(rincipales (ar!metros que afectan la .esnitrificacin(-en*e donado+a de e.e!*+onesLacapacidad$#etienenloscomp#estosor!nicosdedonarelectroneses#no de los "actores m!s importantes $#e controlan la acti'idad =eterotr6ca & por lo tantolaacti'idaddesnitri6cante=eterotr6ca)Losprincipalesdonadoresde electrones#tili+adossonelmetanol%eletanol%lal#cosa%elacetato%el!cido asp!rtico&el!cido"rmico%entreotros)Estonoimplica$#esolamente s#stratos "!cilmente deradables sean #sados por microoranismos $#e lle'an a caboladesnitri6cacin)E.istenreportesdedesnitri6cacinconcomp#estos como =idrocarb#ros% materia or!nica comple7a% licol% comp#estos arom!ticos & cel#losa)Microoranismosdesnitri6cantes%comolosa#ttro"os%#tili+an comp#estosinor!nicoscomos#l"#ro%=idroeno%amonioparared#cirnitratos) Laananciaener8ticaesmenor$#econloscomp#estosor!nicos%perolos microoranismospresentan#naranadaptabilidaddependiendodelas condiciones ambientales de los ecosistemas) Procesos Biol!#icos An!5icos(rincipales (ar!metros que afectan la .esnitrificacinRe.a!"n C8NLadesnitri6cacin=eterotr6caenconsorciosest!determinadaporlarelacin entreel comp#estoor!nicodonadordeelectrones&elnitrato;relacinCHN T#*# $e re%o'i(n $e *u*&r#&o en el re#'&or V > Vol. $e l/qui$o en el nque ? @A > 2re# &ol #'&i-#$e lo* $i*'o* ? @= > '#u$#l MO(ELOS MATEMATICOS PARA BIO(ISCOSBIOPELIC0LAUn# ,io+el/'ul# o bioi!m e*une'o*i*&e%#%i'ro,i#no org#ni9#$o3'on)or%#$o+orunoo -#rio* %i'roorg#ni*%o* #*o'i#$o*#un#*u+er)i'ie-i-#o iner&e1que*e'#r#'&eri9#+orl#e6're'i(n$eun#%#&ri9 e6&r#'elul#r #$Be*i-# +ro&e'&or#.Con* $e : e+#*.C. A'on$i'ion#%ien&o $e l# *u+er)i'ie +or #$*or'i(n $e M.O!. Tr#n*+or&e $e 'Alul#* y nu&rien&e* #l *i&io $e #$Beren'i#.". Ini'io$el+ro'e*o$e#$Be*i(n,#'&eri#n#3+or#&r#''i(n ele'&ro*&2&i'#.. Cre'i%ien&o 'elul#r3 'oloni9#'ion y #$Be*i(n re-er*i,le.:. Bio+eli'ul#+re*en#l#'&i-i$#$%e,(li'#yli,er#'i(n $e 'Alul#* $e l# +eri)eri#Imaen tomada de =ttp/HHlaciencia&s#sdemonios)comCONCL0SIONE*&e &i+o $e in*l#'ione*3 +#r# +eque7o* nD'leo* $e +o,l#'i(n o +#r# in$u*&ri#* 'on e)luen&e* 'on '#rg# org2ni'#3 e* un# *olu'i(n -2li$# que3 *o,re &o$o3 +#r# ,ueno* ren$i%ien&o*3 #+or *i%+li'i$#$ en lo* +ro'e*o* y ,#0o* 'o*&e* $e 'on*&ru''i(n y %#n&eni%ien&o.