Tratamiento de aguas diluidas en sistemas biologicos de biopeliculasestudios de transferencia de materia en biopelículas desnitrificantes

Resumo

Las aguas residuales de tipo urbano deben de ser tratadas ya que producen una gran contaminación en los cauces receptores, siendo un tema de gran preocupación a nivel medioambiental. En esta agua residuales, la materia organica y el nitrogeno presentan concentraciones que no superen los 1000 mg DQO/L y 50 mg N/L. Para hacer cumplir las normativas existentes (DIR 90/271/CE), el tratamiento de esta agua mediante procesos biológicos se ha mostrado muy eficaz. En esta tesis se estudia al tratamiento anaerobio de aguas residuales domésticas, utilizando un sistema de biopelícula, para ello se utilizó un filtro anaerobio. Se utilizaron aguas residuales procedentes de un núcleo urbano y de un núcleo rural. La operación del filtro anaerobio, reveló altas eficacias en la eliminación de sólidos en suspensión (70- 90%). La eliminación de materia orgánica fue del 60% trabajando a una VCO de 3,2 kg DQO/m3.d y un TRH de 6 horas, utilizando las aguas residuales procedentes del núcleo urbano, y una eliminación de materia organica del 70% a una VCO de 2 kg DQO/m3.d y a un TRH de 6 horas en el caso de las aguas residuales del núcelo rural. El TRH fue el factor operacional que más afectó a los rendimientos del filtro anaerobio, especialmente en el tratamiento de las aguas residuales procedentes del núcleo urbano. A continuación se estudia la operación de un reactor híbrido desnitrificante-metanogenico con aguas de baja carga orgánica, formado por granulos y biopelicula. La actividad principal fue la conversión del nitrato a nitrogeno gas, siendo el resto de la materia organica convertida a metano, con porcentajes de desnitrificación y de metanización comprendidos entre el 70-80% y el 30-20%, respectivamente. La conexión de este reactor a una unidad nitrificante permitió alcanzar una eliminación de nitrogeno y de materia organica que osciló ente el 60 y el 90%, y entre el 90 y el 100%, respectivamente. Una segunda parte de la tesis se enfocó hacia el estudio de la transferencia de materia en estas biopeliculas desnitrificantes. Se determinaron los coeficientes de transferencia de materia en esta biopeliculas, utilizando un trazador inerte, cloruro de litio. Se realizaron experimentos en condiciones hidrodinamicas diferentes obteniéndose valores similares para los coeficientes de transferencia de materia en el estado estacionario, sin embargo los coeficientes de difusión relativos fueron distintos, incrementándose al aumentar la velocidad ascensional. Asimismo, se estudió la influencia de la velocidad de carga superficial, y el efecto del tipo de sustrato empleado en los coeficientes de difusión y, por tanto en la formación de las biopeliculas desnitrificantes. Para el ajuste de los datos experimentales se empleó un modelo matematico, donde los procesos de difusión efectivos para el nitrato, acetato y metanol, estan directamente relacionados con la estructura interna de las biopeliculas.