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MODELACION DINAMICA DE UN SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUASRESIDUALES POR LODOS ACTIVADOS

R. Reyes Mazzoco*, C.Santos Montes, P. A. de la Garza González, , Universidad de lasAméricas-Puebla, Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Ex-Hda. Santa CatarinaMártir S/N, San Andrés Cholula, Puebla. C.P.72820.

El proceso de lodos activados requiere de la combinación adecuada de factores como aereación, recirculación delodos, flujo de alimentación, pH, etc. para llevar a cabo el tratamiento de aguas residuales, eliminando la mayorcantidad de materia orgánica posible así como la minimización en las concentraciones de fosfatos y nitrógeno. Loscambios en la composición de alimentación a los reactores de lodos activados repercuten directamente en el proceso,desestabilizando el sistema y creando una serie de problemas que difícilmente pueden solucionarse de manerainmediata. Es por ello que en este trabajo se realiza un estudio del comportamiento dinámico en los reactores delodos activados, con el fin de desarrollar un modelo matemático que permita representar el proceso en distintasetapas a diferentes condiciones, además de proponer la instrumentación adecuada para detectar oportunamente elmal funcionamiento del sistema.

The activated sludge process requires the correct combination of factors such as aereation, sludge recirculation, feedflow, pH, etc., for an optimal treatment, removing the organic compounds and minimizing concentrations ofnitrogen an phosphates. Variations on the compositon of the feed wastewater in activated sludge reactors affectdirectly the process, unestabilizating the system, and creating some problems that can not be solved inmediatly.These are some of the reasons to study the dynamic behavior of this process, allowing its representation at differentstages under different conditions. Additionally, to propose the adequate instrumentation that detects malfunctionson the system.

PALABRAS CLAVE: lodos activados, tratamientos biológicos aerobios, modelos dinámicos,sistema decontrol.KEY WORDS: activated sludge, aerobic treatment process, biologic wastewater treatment,control systems, dynamic modeling.

INTRODUCCION

Una de las preocupaciones principales de los ecologistas es el nivel de contaminación quehan alcanzado los mantos acuíferos, ya que estos representan uno de los recursos mas valiosospara la humanidad; por lo que se han desarrollado una gran variedad de técnicas y procesos parael tratamiento de contaminantes tanto domésticos como industriales. Dentro de los procesos másconocidos y utilizados, se encuentra el tratamiento de aguas residuales por lodos activados, endonde el agua contaminada es tratada mediante microorganismos, que degradan y consumen lamateria orgánica. A pesar de que este tratamiento es muy eficiente, es necesario mantener elcontrol del sistema para que trabaje adecuadamente.

Entre los factores que afectan el funcionamiento de los lodos activados, podemos decirque la variación de la concentración de nutrientes (materia orgánica) en el agua residual esdeterminante, ya que el metabolismo de los microorganismos se ve alterado ante los cambios deconcentración. Por lo tanto, como los microorganismos tienen la función de agente catalítico enel bioreactor, el proceso se desestabiliza, y no se consigue el tratamiento adecuado del agua dedesecho.

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Debido a la importancia que tiene la estabilidad del proceso digestor en una planta delodos activados, es de considerable interés establecer qué factores le afectan mas. La estabilidadpuede ser modificada incrementando el tiempo de residencia y la alcalinidad en el reactor. Eltiempo de residencia puede incrementarse en nuevos diseños, incrementando el tamaño delreactor; sin embargo, el tiempo efectivo de residencia en los digestores existentes puedeincrementarse con limpieza frecuente, eliminando arena y depósitos de espuma y nata, agitandocontinuamente para eliminar las zonas muertas. La alcalinidad puede incrementarse agregandouna base o incrementando la concentración de alimento de los lodos. El resultado es un aumentoen la producción de amoniaco (de la porción proteínica del lodo) que además provee cationesadicionales que convierten una mayor cantidad de dióxido de carbono producido durante eltratamiento biológico en bicarbonato.

Se puede obtener una concentración elevada de microorganismos incrementando laconcentración de entrada de sustrato o reciclando el lodo concentrado del reactor. La razón porla cual las concentraciones de microorganismos son altas ante las concentraciones altas deentrada de sustrato se debe a la naturaleza autocatalítica de la reacción.

La densidad de los lodos puede incrementar la estabilidad del tratamiento por los tressiguientes mecanismos:

1) Incremento en el tiempo de residencia.2) Incremento de la alcalinidad por bicarbonato3) Incremento en la concentración de sustrato a la entrada.

De esta manera, la densidad de los lodos es un medio efectivo para mejorar la estabilidaddel reactor. Por otro lado, la producción del amoniaco adicional generada por una elevadaconcentración de los lodos en el reactor, puede ser benéfica, ya que produce alcalinidad en elreactor, pero puede también tener un efecto inhibidor elevando la concentración de amoniaco enel agua tratada (Chapman y Guilles, 1989; Ramalho, 1977).

Control del Proceso:

En los últimos años los requerimientos de funcionamiento en las plantas de tratamientohan sido difícilmente satisfechos; los estándares de calidad, las normas ambientales, las normasde producción, etc., son factores que exigen un buen desarrollo del proceso. Para lograr esto, esnecesario contar con un buen sistema de control que regule todo el proceso y sea capaz de tomaracciones inmediatas para evitar la desestabilización.

Las variaciones que se presentan en estos procesos están en función del tiempo, por lotanto estos sistemas deben analizarse en estado dinámico. Este tipo de análisis permite predecirel comportamiento del proceso ante estímulos. Las variables de salida son las variables que sedesean controlar, mientras que las variables de entrada son las que pueden afectar al proceso,produciendo una variación en las variables de salida. En el análisis dinámico del proceso y eldiseño de los sistemas de control, es necesario conocer la respuesta del sistema ante los cambiosen las variables de entrada.

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La simulación basada en modelos matemáticos, indica la variedad de señales y accionesde control que pueden ser utilizadas en sistemas de control para la prevención de una falla en elproceso como resultado, el diseño de un sistema de control se basa en un modelo matemático delproceso que pueda simularse en un programa computacional, permitiendo la exploración deestrategias alternativas de control y generación de valores preliminares de las variables decontrol. El siguiente paso en el diseño del sistema de control es definir una estrategia de controladecuada, que logre los objetivos de control, satisfaciendo siempre las restricciones del proceso.Finalmente se selecciona la instrumentación adecuada para controlar el proceso (Dale y Col.,1989; Luyben, 1989).

Para lograr que el modelo dinámico del proceso sea lo mas general posible, se elimina ladependencia explícita del modelo de las condiciones originales del estado estable, sustrayendo larelación de estado estable del modelo diferencial. Al eliminar estas variables se simplifican lasecuaciones utilizando variables de desviación o variables de perturbación. A las expresiones quedefinen el proceso de manera global y se han simplificado se les llama funciones detransferencia, y pueden utilizarse para obtener la respuesta del sistema ante cualquier variaciónen las variables de entrada. La función de transferencia puede calcularse de manera empírica o através de la transformada rápida de Fourier (FFT) (Chapman y Guilles,1989; Luyben, 1989).

Ji y col. (1996), describen la importancia de mantener bajo control el proceso de lodosactivados, manteniendo la cantidad de lodos adecuada para que se lleve a cabo un buentratamiento de aguas residuales. Este balance de materia requiere del desarrollo de un modelodinámico que represente cada una de las etapas, considerando la zona de tratamiento y la zona desedimentación.

Los equipos de medición permiten obtener los datos necesarios para controlar lasvariables que afectan el proceso, sin embargo las condiciones de operación de una planta detratamiento son muy variadas, por lo que en ocasiones es difícil establecer una señal de comandopara corregir estos valores. Para lograr establecer un sistema que tome en cuenta todos losfactores que afectan al proceso y lo controle, debe diseñarse un sistema de control multivariableen el que se respeten los parámetros de operación como el flujo de aire y alimentación, lacinética, etc., así como las condiciones de operación (ahorro de energía, y el manejo de lodos)para optimizar el proceso. (Wolovich W.A., 1994)

El objetivo de este trabajo es desarrollar un modelo dinámico que permita describir elproceso de tratamiento por lodos activados ante cambios en la composición de alimentación,además de proponer un instrumento de medición que detecte estas variaciones y permita tomarlas acciones de control adecuadas para mantener estable el proceso.

METODOLOGIA EXPERIMENTAL

Equipo:

El trabajo experimental se llevó a cabo en tres reactores a escala con las dimensionesdescritas en la siguiente figura. Los reactores constan de dos secciones: una en la que se lleva acabo el tratamiento biológico y otra en la que se lleva a cabo la sedimentación de lodos.

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La sección de tratamiento tiene una capacidad de 8 L y cuenta con un sistema deaereación mediante un difusor de cerámica poroso que provee de manera homogénea el flujo deaire suministrado. Ambas secciones se encuentran divididas por una mampara removible, la cualtiene como función separar las secciones y regular la recirculación de lodos en la zona declarificado.

Zona de Tratamiento 11 cm.

21.5 cm. Zona deSedimentación

32.5 cm. 29.5 cm.

Difusor de Aire Mampara Removible

34.5 cm.

Siembra:

Cada uno de los reactores se sembró con muestras de lodos de 2 L provenientes de losreactores biológicos de Volkswagen de México S.A. de C.V. y de la Universidad de lasAméricas-Puebla, y se alimentaron individualmente de manera continua con una solución denutrientes

Alimentación:

El caldo de cultivo se preparó a base de azúcar, urea, fosfatos y algunas trazas deminerales con las siguientes cantidades por cada 20 litros de agua:

Azúcar 7.84 gr. K2HPO4 0.06288 gr.Urea 2.314 gr. KH2PO4 0.05209 gr.CaCl2 0.11 gr. Cl3Fe 0.001 gr.MgSO4 0.09 gr.

Estas concentraciones fueron estudiadas por Ibañez- Sasia y González- Loo (1992). Estaalimentación se suministró a los reactores por bombeo con un flujo de 25 mL/min, utilizando unabomba peristáltica. El flujo de aire debe ser el suficiente para que los lodos se mezclen medianteun movimiento circular en el sentido de las manecillas del reloj y los lodos que se encuentren enla zona de sedimentación sean recirculados hacia la zona de tratamiento. El flujo de entrada delodos al sedimentador no debe ser muy grande, ya que ocasionaría turbulencia y no podríallevarse a cabo la clarificación adecuada.

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Desarrollo Experimental:

En el desarrollo experimental se estabilizaron los lodos activados en concentración yactividad y se llevaron a cabo variaciones en las variables de entrada con el fin de observar larespuesta del sistema y desarrollar un sistema de control.

1) Adaptación de los lodos:

Esta etapa consistió en adaptar los lodos a la nueva composición de alimentación, hastaconseguir la estabilización del sistema. Para ello, se cuantificaron los lodos del reactor comosólidos suspendidos totales (SST), volátiles (SSV) y no volátiles (SSNV) hasta mantener los SSTconstantes.

2) Pruebas con estímulos:

La segunda etapa consistió en modificar la solución de nutrientes, eliminando la fuente denitrógeno en un reactor y la fuente de fósforo en otro, manteniendo el tercer reactor como controly referencia. Una vez que se modifica la alimentación, se observa la adaptación de los lodos y sucomportamiento, ya que se espera que la densidad y sedimentabilidad se modifique.

Mediciones y análisis:

Se cuantificaron los lodos del reactor como sólidos suspendidos totales (SST), volátiles(SSV) y no volátiles (SSNV); mediante las técnicas gravimétricas especificadas en StandardMethods (1997).Por otro lado, se llevó a cabo la medición de la demanda química de oxígeno (DQO) en el aguatratada mediante el método rápido utilizando un digestor Merck ,un espectrofotómetro SQ180Merck y los reactivos de la misma marca para los rangos de DQO de 10-150 mg/L y 100-1500mg/L. El índice volumétrico de lodos (IVL) se midio de acuerdo con las técnicas descritas en elStandard Methods (1997).

Adicionalmente se llevaron a cabo mediciones en el agua tratada de acuerdo con lasnormas oficiales mexicanas para determinar las concentraciones de fosfatos, nitrógenoamoniacal, nitrógeno orgánico, nitritos, nitratos y demanda bioquímica de oxígeno (DBO).

TEORIA

La fase de síntesis y la fase de respiración de un tratamiento por degradación biológicaaerobia requieren la cantidad adecuada de nutrientes para llevarse a cabo; estos nutrientes sonnitrógeno, fósforo, calcio, magnesio y algunas vitaminas. La mayoría de estos compuestos seencuentran en trazas, sin embargo, la deficiencia de nitrógeno y fósforo contribuyen a unadesestabilización del proceso, por lo que es necesario añadir NH3, H3PO4 o (NH4)3PO4 anhidros oacuosos para corregir el proceso.

Al desestabilizarse una planta de tratamiento es difícil estabilizarla en el menor tiempoposible, ya que los lodos se adaptan a las “malas” condiciones y no trabajan adecuadamente, porlo que es necesario readaptarlos para un buen funcionamiento del proceso.

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La remoción de materia orgánica (fuente de carbono, fósforo y nitrógeno) en reactores deeste tipo, es bastante eficiente; sin embargo, es necesario prevenir la formación de lodosflotantes, ya que estos interfieren en el proceso de biodegradación. Goronszy y col. (1990)desarrollan el modelo matemático en el estado dinámico para reactores semi-batch de lodosactivados, detectando las variables que requieren de un control mas preciso y las condiciones deoperación óptimas. La recirculación de lodos, el suministro de aire y la sedimentación de lodosson los factores que determinan las variables a controlar. Comparando con los reactorescontinuos, las condiciones de operación cambian, pero las variables de control son las mismas.

El efecto que puede producir un cambio repentino de las condiciones de alimentacióncomo la composición o el pH puede representarse matemáticamente a partir de ecuaciones queinvolucren la concentración inicial del sustrato, la cantidad de sólidos suspendidos volátiles, eltiempo de retención y la concentración de alimentación. Esto permite demostrar que la cantidadde biomasa presente en el sistema se encuentra en equilibrio con la concentración de materiaorgánica existente en el agua contaminada. Un incremento en la concentración de materiaorgánica a la entrada causa un incremento de la concentración en la salida. Mientras se mantengaeste incremento en la concentración de alimentación, la población de microorganismos se elevaocasionando que la concentración final de materia orgánica disminuya (Eckenfelder,1996).

La denitrificación en un proceso de lodos activados se lleva a cabo adecuadamentesiempre y cuando se cuente con las condiciones de operación que no alteren el metabolismo delas colonias bacteriales presentes en los lodos, esto puede lograrse manteniendo un pH entre 6.8-8.3, y una temperatura que no rebase los 35°C ni esté por debajo de los 15 °C. Aunque lascaracterísticas del agua residual puedan ser un factor determinante en este proceso, se puedemantener el proceso dentro de condiciones estables, degradando la mayor cantidad de materiaorgánica posible y eliminando las concentraciones de nitrógeno y fosfatos (Barker y Dold, 1996).

Los cambios y modificaciones en la estructura y metabolismo de los microorganismos enlos lodos se debe a la cantidad de sustrato suministrada al reactor (S), la producción de lodos(Xv) y la velocidad de remoción del sustrato. Estas variables se relacionan a través de lassiguientes ecuaciones,que forman el modelo dinámico del proceso (Eckenfelder,1996):

d(Se Xv) = (So - Se) Q - k (SeXv) dt So

El tiempo de residencia en el reactor se describe como (Ramalho,1997):

t = So - Se k( SeXv)

Donde: t = Tiempo de residenciaSo = Concentración de materia orgánica (sustrato) en la alimentaciónSe = Concentración de materia orgánica en el digestork = Constante cinética para la velocidad de remociónXv = Sólidos suspendidos volátiles en el reactorLa función de transferencia que relaciona el cambio en DQO de entrada y salida es una

función de primer orden :

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G(s) = Se = 1 .So τs + 1

Donde: τ = constante de tiempo de respuesta s = variable de Laplace.

Las expresiones anteriores demuestran que a mayor cantidad de sustrato se requiere deuna mayor cantidad de lodos (SSV) para removerlo y un tiempo de residencia mayor; así sedisminuye la cantidad de materia orgánica a la salida del reactor, y se minimiza la concentraciónde fosfatos y NOx en el agua tratada.

RESULTADOS Y DISCUSION

Los resultados de este trabajo se muestran de acuerdo a las etapas del desarrolloexperimental. La primera parte muestra la estabilización de los lodos ante las nuevascondiciones de operación y alimentación y la segunda parte muestra la respuesta del sistema antelos estímulos aplicados.

Se repitió el proceso de estabilización de los lodos, ya que la primera siembra no logróadaptarse a las nuevas condiciones, disminuyendo la cantidad de sólidos totales hasta un rangode 1000 a 2000 mg/L como se observa en las siguientes figuras. Este resultado nos arroja larespuesta ente un estímulo de cambio súbito en la concentración de alimentación. La constantede tiempo es aproximadamente 24 hrs.

En la gráfica que representa la cantidad de sólidos suspendidos totales, Fig.1 (a),puede observarse el proceso de adaptación de los lodos a las nuevas condiciones dealimentación, disminuyendo de un rango de 4000-8000 mg/L hasta un rango de 1000-2000mg/L. Lo que indica que la población bacterial trata de adecuarse a una composición menor desustrato en la alimentación; los lodos sembrados se recolectaron en una etapa en la que el aguaresidual contenía una mayor carga orgánica. Después del cambio de concentración de alimento,pequeñas variaciones de temperatura, flujo de aire, etc., desestablilizan el proceso e impiden quese mantenga la concentración de lodos en el nuevo estado estable.

De la misma forma, las gráficas de sólidos suspendidos volátiles y sólidos suspendidosno volátiles, Fig.1 (b) y (c), decrecen rápidamente ante los cambios en la composición deentrada. Los sólidos suspendidos volátiles que representan la concentración demicroorganismos en el reactor disminuyen conforme pasa el tiempo, sin lograr mantenerseen un rango de 500-1000 mg/L que proporcione una biodegradación de materia orgánicaefectiva, debido a otros cambios en condiciones de proceso. La constante de tiempo paracambios en SST, SSV y SSNV es de 24 hrs.

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Figura 1 (a). Sólidos Suspendidos Totales:

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

ST

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

DIA

ST3

ST2

ST1

Figura 1 (b). Sólidos Suspendidos Volátiles

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

SSV

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0Figura 1 (c). Sólidos Suspendidos No Volátiles

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0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

SSN

V

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

DIA

SSNV3

SSNV2

SSNV1

Los resultados del segundo experimento, consiguieron una buena adaptación de lodosmanteniendo los SST en un rango de 2000 a 4000 mg/L.

Fase de estabilización o adaptación de lodos:

En esta etapa es necesario llevar a cabo la adaptación de los lodos de la nueva siembra,tratando de mantener la concentración de sólidos suspendidos volátiles y de sólidos suspendidostotales en un rango de 2000 a 4000 mg/L. Para lograr esta estabilización se manipularon lascondiciones de operación como el flujo de aire y la recirculaciÛn de lodos.

En la Figura 2 (a) se observa el comportamiento de los lodos ante la nueva composiciónde alimentación, disminuyendo de rangos cercanos a los 4000 mg/L hasta el rango deseado de2000 a 4000 mg/L tanto de sólidos suspendidos totales como de sólidos suspendidos volátiles.Esta concentración de microorganismos es la que logra adaptarse de la mejor manera a lasnuevas condiciones de alimentación.

Figura 2 (a). Sólidos Suspendidos Totales:

10

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500SS

T

Siem

bra

2 3 4 5 6 7

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

DIA

SST3

SST2

SST1

Figura 2 (b). Sólidos Suspendidos Volátiles:

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

SSV

Siem

bra

2 3 4 5 6 7

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

DIA

SSV3

SSV2

SSV1

Figura 2 (c). Sólidos Suspendidos No Volátiles:

11

200

400

600

800

1000

1200SS

NV

Siem

bra

2 3 4 5 6 7

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

DIA

SSNV3

SSNV2

SSNV1

Respuesta a los estímulos: :

Una vez adaptados los microorganismos a la alimentación, comenzaron a realizarsemediciones que describen el funcionamiento de los reactores. Con mediciones del IndiceVolumétrico de Lodos (IVL) y la Demanda Química de Oxígeno (DQO) se generaron lasgráficas que reflejan la respuesta del sistema ante los estímulo,cuantificando la cantidad demateria orgánica disuelta y suspendida.

Los estímulos se aplicaron de la siguiente manera:

ESTIMULO REACTOR 1 REACTOR 2 REACTOR 3Punto de Partida Solución original Solución original Solución original

1er. estímulo Eliminación de lafuente de N2

Eliminación dela fuente de

fósforo

Solución original

2o. estímulo Solución original Solución original Solución original3er. estímulo Eliminación de

la fuente defósforo

Eliminación de lafuente de N2

Solución original

4o. estímulo Solución original Solución original Solución original

A partir del estado estable hasta el primer estímulo podemos observar que la DQO semantiene en valores por debajo de las 25 ppm, sin embargo, al aplicar el primer estímulo la DQOse incrementa ligeramente, regresando al rango de concentraciones que se tenían cuando seutilizó la solución original en la alimentación.

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Figura 3. Demanda Química de Oxígeno

0

25

50

75

100

125

150

175

DQ

O

1 1 2 2 3 3 4 4Pu

nto

de P

artid

a 5 6 7 8 9 91e

r. Es

tímul

o 10 11 122o

. E

stím

ulo 14 15

3er.

Estím

ulo 17 18

4o.

Estí

mul

o 20 21 22

DIA

DQO R3

DQO R2

DQO R1

Los lodos fueron disminuyendo conforme se fueron aplicando los estímulos, pero alaplicar el tercer estímulo tuviera un decremento repentino, llegando a valores alrededor de los500 mg/L de sólidos suspendidos totales y sólidos suspendidos volátiles. Esto demuestra larespuesta del sistema ante cambios repentinos en la composición de la alimentación y ladificultad que representa el regresar al estado estable en el digestor. Aunque se retomen lascondiciones originales en la alimentación, los microorganismos se reproducen nuevamentecontribuyendo con la reestabilización del sistema pero sin alcanzar las condiciones óptimas paraun tratamiento biológico eficiente.

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Figura 4 (a). Sólidos Suspendidos Totales

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

SST

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

2 3 4 5 6

1er. E

stím

ulo

8

2o.

Estím

ulo

10

3er. E

stím

ulo•

12 13

4o.

Estím

ulo

15

DIA

SST3

SST2

SST1

Figura 4 (b). Sólidos Suspendidos Volátiles

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

SSV

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

2 3 4 5 6

1er. E

stím

ulo

8

2o.

Estím

ulo

10

3er. E

stím

ulo•

12 13

4o.

Estím

ulo

15

DIA

SSV3

SSV2

SSV1

14

Figura 4 (c).Sólidos Suspendidos No Volátiles :

0

150

300

450

600

750

900

1050

SSN

V

Estad

o Esta

ble

Punt

o de P

artid

a

2 3 4 5 6

1er. E

stím

ulo

8

2o.

Estím

ulo

10

3er. E

stím

ulo•

12 13

4o.

Estím

ulo

15

DIA

SSNV3

SSNV2

SSNV1

Conforme se fueron aplicando los estímulos en el sistema, las características de los lodosfueron cambiando, disminuyendo la sedimentabilidad e incrementando el índice volumétrico delodos. En ocasiones se formaron aglutinamientos de lodos por el desarrollo de filamentos enalgunas de las especies que se encuentran en el reactor, esto contribuyó a la pérdida de biomasa,Figura4(b), y a la deficiente sedimentación de lodos, Figura 5.

Los cambios en la densidad de lodos ante los cambios en la composición de alimentaciónpueden proporcionar la información necesaria para detectar a tiempo los factores que afecten elproceso, y el diseño del sistema de control. Este se complementa con la instrumentaciónadecuada como un potenciómetro y equipos que detecten altas variaciones en la concentración defosfatos, amoniaco, nitritos y nitratos en el flujo de alimentación. Con estos instrumentos puedencontrolarse las variables que afectan directamente el proceso, tomando acciones inmediatas paraevitar una desestabilización y por lo tanto un mal funcionamiento de la planta.

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Figura 5. Indice Volumétrico de Lodos :

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

IVL

Punt

o de P

artid

a

10 11 12 13 14

1er. E

stím

ulo

17

2o.

Estím

ulo

19 20 22

3er. E

stím

ulo

24 25

4o. E

stím

ulo

27 28 29

DIA

IVL R3

IVL R2

IVL R1

CONCLUSIONES

Para el análisis de las constantes de tiempo se utilizaron métodos aproximados. Lasfunciones de transferencia que representan estos cambios son de primer orden. Los valoresdeterminados son aproximadamente 24 horas. Existe una relación directa entre la inestabilidaddel tratamiento de lodos activados y el incremento del IVL.

La estabilización del proceso de lodos activados es la etapa más importante del proceso,ya que determina las condiciones óptimas de operación y el buen funcionamiento del reactor enel proceso de biodegradación.

La respuesta que presenta el sistema de tratamiento ante los estímulos aplicados permitevisualizar cómo se modifica el proceso ante las variaciones en la alimentación y el efecto en lasvariables de salida, como la materia orgánica a la salida.

En los resultados obtenidos, se observa que los cambios en la composición dealimentación repercuten directamente en los lodos, modificando la densidad y lasedimentabilidad de éstos. Estos indicadores se utilizarán para desarrollar la instrumentaciónnecesaria para controlar los procesos de tratamiento de aguas residuales por lodos activados.

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AGRADECIMIENTOS

Se agradece el apoyo financiero que otorgó el Instituto de Investigación y Postgrado (I.N.I.P)para el desarrollo de este proyecto, así como las facilidades otorgadas por Volkswagen deMéxico, S.A. de C.V. para la elaboración de pruebas en el laboratorio de tratamiento de aguas.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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