Nitrificación en reactores biopelícula de membrana tubular permeable a gases

  1. Molina, Judith
  2. Yánez, Antonio
  3. Jacome Burgos, Juan-Alfredo
  4. Suárez López, Joaquín
Revista:
Ingeniería del agua

ISSN: 1134-2196

Año de publicación: 2009

Volumen: 16

Número: 2

Páginas: 129-144

Tipo: Artículo

DOI: 10.4995/IA.2009.2947 DIALNET GOOGLE SCHOLAR lock_openAcceso abierto editor

Otras publicaciones en: Ingeniería del agua

Objetivos de desarrollo sostenible

Resumen

En este trabajo un reactor biopelícula de membrana tubular micro-porosa de polipropileno aireada ha sido desarrollado para la nitrificación de un agua residual sintética. El reactor ha sido explotado en régimen transitorio y sin presurizar las membranas. El proceso es viable sin presurizar las membranas debido a la auto-aireación de la biopelícula. Sin embargo, sino se renueva la atmósfera interna de las membranas, cuando se ha desarrollado la biopelícula, la nitrificación solo es parcial produciéndose una acumulación de nitrito. Los resultados muestran que la capacidad de aireación de las membranas limpias está condicionada por el espesor de la capa líquida de difusión adyacente a las membranas. Cuando la velocidad del fluido es nula, el coeficiente de transferencia de oxígeno, KL, tiene un valor medio de 0,27 m/d; siendo la correspondiente transferencia máxima de oxígeno de 2,39 g/m²/d y la nitrificación inherente de 0,53 g N/m²/d. La producción de fangos fue nula. Finalmente, el desarrollo de la biopelícula no produjo un incremento significativo en la transferencia de oxígeno a través de las membranas.

Referencias bibliográficas

  • Anthonisen, A.C., Loehr, R.C., Prakasam, T.B.S. y Srinath, E.G., (1976). Inhibition of nitrification by ammonia and nitrous acid. Journal of WPCF, 48(5), 835-852.
  • APHA-AWWA-WPCF, (1992). Métodos normalizados para el análisis de las aguas. Edición española por Díaz de Santos, Madrid.
  • Bae, W., Baek, S., Chung, J. y Lee, Y., (2001). Optimal operational factors for nitrite accumulation in batch reactors. Biodegradation, 12(5), 359-366. https://doi.org/10.1023/A:1014308229656
  • Benfield, L.D. y Randall, C.W., (1980). Biological process design for wastewater treatment. Prentice-Hall, New York.
  • Brindle, K., Stephenson, T. y Semmens, M., (1998). NitriØcation and oxygen utilisation in a membrane aeration bioreactor. J. Membrane Science, 144, 197-209. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00047-7
  • Casey, E., Glennon, B. y Hamer, G., (1999). Oxygen mass transfer characteristics in a membrane-aerated bioFilm reactor. Biotech. Bioeng., 62(2), 183-192. https://doi.org/10.1002/(SICI)1097-0290(19990120)62:2<183::AID-BIT8>3.0.CO;2-L
  • Côté, P., Bersillon, J-L. y Huyard, A., (1989). Bubble-free aeration using membranes: mass transfer analysis. J. of Membrane Science, 47, 91-106. https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)80862-5
  • Chun, J., Shim, H., Lee, YW. y Bae, W., (2005). Comparison of influence of free ammonia and dissolved oxygen on nitrite accumulation between suspended and attached cells. Environ Technol., 26(1), 21-33. https://doi.org/10.1080/09593332608618587
  • Eguía E., (1991). Desarrollo de la biopelícula en medio soporte permeable. Tesis Doctoral, Universidad de Cantabria, Santander.
  • Hibiya, K., Terada, A., Tsuneda, S. y Hirata, A. (2003). Simultaneous nitrification and denitrification by controlling vertical and horizontal microenvironment in a membrane aerated biofilm reactor. Journal of Biotechnology, 100, 23-32. https://doi.org/10.1016/S0168-1656(02)00227-4
  • Hsieh, Y-L., Tseng, S-K. y Chang, Y-J., (2002). Nitrification using polyvinyl alcohol-immobilized nitrifying biofilm on an O2-enriching membrane. Biotechnology Letters, 24, 315-319. https://doi.org/10.1023/A:1014084700375
  • Hu, S., Yang, F., Sun, C., Zhang, J. y Wang, T., (2008). Simultaneous removal of COD and nitrogen using a novel carbón-membrane aerated bioFilm reactor. J. Environmental Sciences, 20, 142-182. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(08)60022-4
  • Jácome A., (1999). Modelización y cinética de oxidación de materia orgánica y nitrificación simultáneas en biopelículas autoaireadas. Tesis doctoral, Universidad de Cantabria, Santander.
  • Jácome, A., Molina, J., Suárez, J. y Tejero, I., (2006). Simultaneous renoval of organic matter and nitrogen compounds in autoaerated bioFilms. J. Env. Eng., ASCE, 132(10), 1.255-1.263. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2006)132:10(1255)
  • LaMotta, E.J., (1976). Kinetics of growth and susbstrate uptake in a biological Film system. Appl. Envir. Microb., 31(2), 286-293.
  • Metcalf & Eddy, (1995). Ingeniería de aguas residuales. Editorial: McGraw-Hill, España, ISBN: 978-84-481-1550-0, 461 pp.
  • Osa, J.J., Eguía, E., Vidart, T., Jácome, A., Lorda, I., Amieva, J.J. y Tejero, I., (1997). Wastewater treatment with biofilm membrane reactors. Int. Conf. on Advanced Wastewater Treatment Processes, University of Leeds, UK, September 1-11.
  • Shanahan, J.W. y Semmens, M.J., (2006). Influence of a nitrifying bioFilm on local oxygen fluxes across a micro-porous flat sheet membrane. J. Membrane Science, 277, 65-74. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2005.10.010
  • Suzuki, Y., Miyahara, S. y Takeishi, K., (1993). Oxygen supply method using gas permeable Film for wastewater treatment. Wat. Sci. Tech., 28(7), 243-250. https://doi.org/10.2166/wst.1993.0169
  • Suzuki, Y., Hatano, N. y Ikeda, H., (2000). Performance of nitrogen removal and biofilm structure of porous gas permeable membrane reactor. Wat. Sci. Tech., 41(4-5), 211-217. https://doi.org/10.2166/wst.2000.0447
  • Terada, A., Hibiya, K., Nagai, J., Tsuneda, S. y Hirata, A., (2003). Nitrogen removal characteristics and bioFilm analysis of a membrane-aerated bioFilm reactor aplicable to high-strength nitrogenous wastewater treatment. J. Bioscience and Bioengineering, 95(2), 170-178. https://doi.org/10.1016/S1389-1723(03)80124-X
  • Terada, A., Yamamoto, T., Igarashi, R., Tsuneda, S. y Hirata, A., (2006). Feasibility of a membrane-aerated biofilm reactor to achieve controllable nitrification. Biochemical Engineering Journal, 28, 123-130. https://doi.org/10.1016/j.bej.2005.10.001
  • Timberlake, D.L., Strand, S.E. y Williamson, K.J., (1988). Combined aerobic heterotrophic oxidation, nitrification and denitrification in a permeable support biofilm. Wat. Res., 22(12), 1.513-1.517. https://doi.org/10.1016/0043-1354(88)90163-7
  • Vidart T., Eguía E., Jácome A. y Tejero I., (1993). Biofilm process with a support permeable to gases using air. Second Int. Spec. Conference on Biofilm Reactors, París, 821-826.
  • Walter, B., Haase, C. y Räbiger, N., (2005). Combined nitrification/denitrification in a membrane reactor. Wat. Res., 39, 2781-2788. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.04.027
  • Williamson, K. y McCarty, P.L., (1976). A model of substrate utilization by bacterial films. Journal WPCF, 48(1), 9-24.
Fuente de los datos: Dialnet