Operación de un filtro anaerobio a bajas temperaturas

CONSULTE EN LINEA A TRAVES DE REPOSITORIO INSTITUCIONAL

Tesis (Ing. Civil Químico)-- Prof. guía: Lorna Guerrero Saldes

h.79-82

[Resumen del autor]

Este trabajo se encuentra dentro del proyecto Fondecit Nʻ 1020201 Y estudia el comportamiento de un filtro anaerobio operado a temperatura ambiente (20ʻC) de las aguas residuales urbanas. La importancia de este trabajo de investigación es determinar si el tratamiento anaerobio es posible a temperaturas psicrofílicas. Actualmente, las estaciones depuradoras de aguas residuales son principalmente aerobias, ya que los tratamientos anaerobios no han sido utilizados, pues se cree que solo son posibles a altas temperatura (35- 55ʻC) y que la reducción de DQO es baja, necesitando otros procedimientos para la depuración del agua. Sin embargo, el tratamiento anaerobio presenta ventajas significativas frente a la digestión aerobia, como la ausencia de aireadores (lo que implica un menor gasto de energía), la baja producción de Iodos y la generación de biogás. Se trabajó con un reactor de lecho empacado o filtro anaerobio de marca Armfield, que tiene un volumen de 5 (L) nominal y una altura de relleno de 25 (cm), lo que equivale a 4 (L) de capacidad de carga efectiva. El reactor es alimentado por una bomba peristáltica de velocidad regulable (Marca Masterflex, Modelo 7521-00), la cual bombea agua residual sintética hasta el fondo del reactor. El reactor está recubierto en su pared externa por una manta calefactora eléctrica, la cual mantiene la temperatura a 20ʻC, con pequeñas fluctuaciones. El material de soporte empleado son rellenos plásticos "Bio Balls" de 25 (mm) de diámetro. En una primera etapa, se operó el filtro anaerobio alimentándolo con aguas residuales sintéticas a temperatura ambiente (20ʻC), con una velocidad de carga orgánica (VCO) de 1 (Kg DQO/m3/día) hasta lograr la estabilidad del filtro. El agua residual sintética, con la que fue llenado el filtro anaerobio, contenía una demanda química de oxígeno total (DQOtotal) de 280 (mg/L) con un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 7,2 (h). Posteriormente, se aumento paulatinamente la VCO hasta llegar a 14 (Kg DQO/m3/día), con un TRH de 0,52 (h). Los resultados obtenidos muestran que a temperaturas psicrofílicas es posible la digestión anaerobia, ya que para la VCO de 1 (Kg DQO/m3/día) se obtuvo una eficiencia de remoción de DQOtotal del 92% y demanda química de oxígeno soluble (DQOsoluble) del 93%, llegando a una VCO de 14 (Kg DQO/m3/día) con eficiencias de 91 % para la DQOtotal Y 85% la DQOsoluble. El filtro anaerobio de 4 litros de capacidad efectiva, puede operar hasta una VCO de 14 (Kg DQO/m3/día), y un TRH de 0,52 (h), ya que a mayores VOC el reactor se desestabiliza. Los sólidos suspendidos volátiles y totales muestran un incremento a velocidades sobre 0,21 (m/h) llegando a valores de 2500 (mg/h), cuando se llega a una VCO de 14 (Kg DQO/m3/día). Sin embargo, la mayoría de éstos son sólidos suspendidos volátiles, lo que indica que parte de los microorganismos adheridos al relleno de biobolas son desprendidos, evacuándose por el efluente. Entre los rangos de operación del filtro anaerobio de veo 1 (Kg DQO/m3/día) y VCO 3 (Kg DQO/m3/día), la producción de metano fue la adecuada, produciéndose mínimas diferencias con respecto a lo esperado. Sin embargo, por problemas de operación del reactor, a partir de la VCO de 5 (Kg OQO/m3/día) se vio una considerable pérdida de producción de biogás, formándose bolsas de aire, lo que provocó la escapada de gases por otras vías, ya que los datos de ácidos grasos volátiles

(AGV) muestran que la etapa metanogénica no fue limitante. El pH estuvo entre los rangos de 6,75 y 7,6 con un promedio de 7,05, creando con esto el ambiente ideal para la proliferación de los microorganismos anaerobios. Los AGV se mantuvieron menores a 90 (mg/L) y la razón de alcalinidad se mantuvo bajo 0,3, lo que demostró que durante toda la operación el filtro anaerobio se mantuvo estable. Los datos del presente trabajo realizado, ponen de manifiesto que el tratamiento anaerobio a temperatura ambiente es el indicado para la reducción de materia orgánica de las aguas residuales urbanas, ya que se obtienen similares resultados a los del tratamiento anaerobio, pero a menores costos.

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