Optimización del proceso blasf® en alta cargamodelización del atascamiento

Abstract

En los lechos aireados sumergidos y fijos, la carga orgánica óptima se determina en relación con el atascamiento del lecho biológico, por lo que debería proveerse un sistema y soporte en correspondencia con la carga. Por lo tanto el desarrollo de un reactor que pueda ser lavado fácilmente con bajo consumo de energía contribuiría al ahorro de espacio y costes de estos sistemas. El nuevo proceso biopelícula (BP) de lecho aireado sumergido y fijo, BLASF®, no utiliza la decantación primaria y dependiendo de la configuración y carga puede llegar a prescindir de la clarificación secundaria. Posee un soporte BLASF®, inmovilizado de malla artificial con 10 mm de paso, superficie específica de 122 m2/m3 y porosidad del 86%. Los antecedentes del BLASF® en depuración y operación en altas cargas aplicadas (7-21 kgDQO/(m3-d)), comparados con otros procesos BP, muestran como principales ventajas competitivas: una alta eliminación promedio en DQO, hasta 79%; unos SS eliminados de hasta el 85%; menor producción de fango, 0,1-0,4 kgSS/kgDQOel; menor consumo de energía eléctrica, 0,5 kWh/kgDQOel; menor mantenimiento y espacio ocupado. El suministro específico de aire es el primer factor limitante, recomendándose más de 15 m3N/kgDQOa. El inconveniente encontrado ha sido el posible atascamiento del lecho con el correspondiente fallo del sistema. Por otra parte las anteriores experimentaciones se han basado en muestras discretas que han podido introducir errores en los resultados. Éstos y las experiencias en el BLASF® han conducido a plantear un estudio con los objetivos generales de: a) Modelar el atascamiento en el soporte, a través de medidas sistemáticas de la pérdida de carga, eficiencia de filtración y porosidad, aplicando una política de lavado sin interrupción de operaciones y no intensivo de la BP (extracción parcial de la BP, utilizando el mismo equipo eléctrico del sistema de aireación) y b) El desarrollo de pruebas en laboratorio con agua residual urbana y muestras compuestas, del nuevo sistema y soporte BLASF® sin tratamiento primario, para la oxidación de la materia orgánica carbonosa en alta carga. Entre las principales conclusiones podrían mencionarse: a) La creación de un modelo de atascamiento teórico para el BLASF®. b) La calibración del modelo, estableciendo: 1) Una elevación del coeficiente de eficiencia de filtración (E) al disminuir la fracción líquida en el soporte (P). 2) Una mayor pérdida de carga al reducir la P en el soporte. c) La validación exitosa del modelo con errores menores del 16%. d) El modelo permite determinar la carga hidráulica óptima (o TRH) que consigue el máximo E. Este TRH óptimo sería recomendable aplicarlo a horas de carga de sólidos afluente punta. e) El modelo permite estimar el valor de la P, conociendo el nivel de la pérdida de carga por fricción en el soporte. f) El oxígeno disuelto efluente en torno a 4 mg/L confirmaría para el BLASF® valores de aireación superior a la recomendada. g) Con lavado y alta carga no se ha observado nitrificación. Este resultado es opuesto a estudios previos del BLASF®, lo que podría deberse a errores de medida en éstos al usar muestras discretas. h) El BLASF® fue operado con medias de hasta 14 kgDQO/(m3-d) y TRH de 42 min sin presentar atascamiento del soporte, consiguiendo objetivos de tratamiento 2º menos riguroso, suficiente para vertido por emisario submarino.