Sistemas de Biomasa Adherida: Filtros percoladores y biorotores

Sistemas de Biomasa Adherida: Filtros percoladores y biorotores Esteban Pasaje Erazo Laura Johana Lpez Velasco Andrea Katherine Andrade Arias Juan Eliecer Guzmn Begambre Daniel Arturo Daz Sarmiento

27 de Noviembre de 2014Sistemas de Biomasa AdheridaEn este sistema los microorganismos se encuentran adheridos a un medio de soporte, el cual puede ser de plstico, piedra o cualquier otro material inerte. Los sistemas de biomasa adherida pueden ser aerobios o anaerbicos dependiendo de las condiciones ambientales que rodean el medio de soporte. (Collazos, 2008).

Fuente: Tratamiento de aguas residuales domsticas e industriales, Collazos, 2008.Propiedades del Material FiltrantePara que el proceso de conversin del material orgnico a clulas sea efectivo, se debe disponer de una gran superficie de contacto del material filtrante con el agua residual, cuanto mayor sea la superficie de contacto y/o el tiempo de contacto entre el lquido y la biomasa mayor es la efectividad en la conversin. Para tal fin se emplean materiales slidos que se colocan dentro de un recipiente que los contiene, y el agua a tratar se hace fluir a travs de este material. El material slido deseable deber reunir las siguientes caractersticas:

Deber tener una gran superficie o rea de contacto por unidad de volumen. El material slido deber ser de bajo peso especfico para que el recipiente que contiene este material, pueda ser construido sin que sea necesario emplear materiales de gran resistencia mecnica y por consiguiente de alto costo. El material empleado como medio filtrante deber ser econmico. Fuente: Sistemas Alternos De Tratamiento De Aguas Residuales

Sistemas de Biomasa AdheridaEl filtro percolador es un relleno cubierto de limo biolgico, a travs del cual se percola el agua residual. Esta se distribuye en forma de pulverizacin uniforme sobre el lecho de relleno mediante un distribuidor rotativo de flujo. El agua residual percola en forma descendente a travs del relleno y el efluente se recoge en el fondo. (R.S. Ramalho)Filtro percolador

Fuente: Compendio de Sistemas y Tecnologas de SaneamientoFiltro percoladorFuente: Sistemas Alternos De Tratamiento De Aguas Residuales

Sistemas Distribucin y Coleccin De Agua En Un Filtro Percolador. Filtro Percolador a Gran EscalaCaractersticas PrincipalesLos materiales que se emplean en la prctica no cumplen con todas stas propiedades. Entre los materiales de soporte mas ampliamente utilizados se encuentran: PiedrasRoca volcnicaEmpaques plsticos de formas diversas (peletizado)Placas en arreglos especficos, etc.

Optimizacin del Sistema: Garantiza uniformidad en la distribucin del agua residual. Uso de Aspersores o Dispositivos que cumplan esta funcin.Tiempo de Contacto Mayor. Recirculacin del agua residual para mejorar eficiencia.Tamao de las Partculas: Si el material de empaque son piedras o roca volcnica, se seleccionan stas en un tamao de 2 a 3 pulgadas de dimetro.Material Plstico se debe aumentar el tamao. 4 a 5 pulgadas de dimetro.

Filtros PercoladoresParmetros de diseoFuente: Metcalf, Eddy.Etapas de Funcionamiento del Filtro

Etapa Inicial - Maduracin o Acondicionamiento Si se comienza con un medio de soporte limpio, el crecimiento microbiano inicia la formacin de una pelcula de lama en el momento en que hay sustrato disponible y las condiciones son adecuadas, y podr necesitar varias semanas para alcanzar su desarrollo sobre la superficie del medio.Porcentaje de Tratamiento Bajo Etapa Secundaria Funcionamiento Normal Etapa en la cual el sistema a adquirido la pelcula microbiana adecuada para su correcto funcionamiento y en esta etapa es donde el tratamiento alcanza su mayor nivel. Porcentaje de Tratamiento Alto

Etapa Final Funcionamiento Limitado Desprendimiento.Etapa en la que el sistema adquiere demasiada biomasa y debido a su peso esta se precipita junto con el agua tratada y se genera una combinacin de procesos, Lodos Activados Percolacin, que aumenta la eficiencia global del sistema, este es muy propenso a obstrucciones y a generacin de procesos anaerobios.Ejemplo 1: Dimensionamiento de un Filtro PercoladorEjemplo 1: Dimensionamiento de un Filtro PercoladorEjemplo 1: Dimensionamiento de un Filtro PercoladorEs un sistema de tratamiento biolgico aerobio secundario de lecho de medio fijo, donde la biomasa se fija de manera adherida a unos discos parcialmente sumergidos (40%) en el agua residual a tratar. Cuando parte del disco est en contacto con el agua residual, los microorganismos presentes en la biomasa adherida al disco toman el sustrato del lquido para metabolizarlo, mientras que otros microorganismos que se encontraban formando parte del agua residual, se adhieren a la pelcula microbiana ya formada, y luego la parte del disco que estaba inmersa, queda expuesta al aire obteniendo el O2 requerido por los microorganismos, logrando una completa estabilizacin de MO en forma aerobia. (Maldonado & Ramn, s.f.)

Biorotores

FUENTE:http://www.egevasa.es/portal/export/sites/default/Tecnologia/ImagenesTecnicasEgevasa/Biodiscos1.jpg_729600497.jpgEl medio de soporte se puede obtener con diversas configuraciones como discos: construccin de retcula o un recipiente de rejilla de alambre con un medio plstico aleatorio.Estructuras de 2 a 3 m de Dimetro de diferentes materiales: PoliestirenoPolietileno Desplegado o Corrugado.Metal de 10 a 20 mm de ancho. Espaciamiento entre discos adyacentes de 20 mm. Discos Giran a una velocidad entre 1-7 rpm. Rotacin Mecnica Impulsada por Aire Por impulso del Agua Residual El crecimiento microbiano alcana un espesor de 0,2 a 3 mm.Depende mucho de las caractersticas del agua residual y permanece la mayor parte del tiempo constante. Caractersticas

Fuente: Sistemas Alternos De Tratamiento De Aguas Residuales

Perdida de Biomasa - Desprendimiento .Desarrollo de Biomasa BlancaDesarrollo de organismos de color blanco sobre los elementos. Esto normalmente no afecta de un modo inmediato sobre la depuracin, los organismos blancos son probablemente thiotrix o beggiatoa, que aparecen en reas limitadas. Si esta forma de biomasa domina en la superficie, puede esperarse una reduccin en los rendimientos de la depuracin. La aparicin de esta anomala puede ser debida a la septicidad de las aguas residuales, o a la existencia de altas concentraciones de cido sulfhdrico.Disminucin de la Eficiencia. Reduccin de la temperatura de las aguas residuales. La temperatura de las aguas residuales por debajo de 10C, tendr como consecuencia la reduccin de la actividad biolgica y el descenso, por tanto, de su poder de biodegradacin. Variacin notable del caudal.Variacin notable de la carga orgnica.Alteraciones del pH. Acumulacin de slidos en los discos.

Dificultades

BiorotoresParmetros de diseoFuente: Tratamiento de aguas residuales domsticas e industriales, Collazos, 2008.Ejemplo 2 (Biodiscos o biocilindros)Proyecto: PTAR Urbana buscando la reduccin de la DBODatos del Influente: Pretratamiento con Rejilla FinaHabitantes: 10 000DBO5: 60 g/hab*daSS: 60 g/hab*daTemperatura mnima: 11.5CCaudal Medio: 2000 m3/dDatos del Efluente:(DBO5)s: < 40 mg/L(SS)s: < 80 mg/L

Ejemplo 2 (Biodiscos y biocilindros)Ejemplo 2 (Biodiscos y biocilindros)Ejemplo 2 (Biodiscos y biocilindros)Ejemplo 2 (Biodiscos y biocilindros)Mtodo Grfico:

Bibliografa

Collazos, C. J. (2008). Tratamiento de Aguas Residuales Domsticas e Industriales. Obtenido de http://sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/2013-09-07_10-54-35TRATAMIENTO_DE_AGUAS_RESIDUALES_DOMESTICAS_E_INDUSTRIALES.pdf

Ramalho, R. S. (2014). Universidad de Salamanca. Obtenido de Centro de Investigacin y Desarrollo Tecnolgico del Agua (CIDTA): http://cidta.usal.es/cursos/ETAP/modulos/libros/PERCOLADORES.pdfMaldonado, J. I., & Ramn, J. A. (s.f.). UNIVERSIDAD DE PAMPLONA. Obtenido de http://www.unipamplona.edu.co/unipamplona/portalIG/home_10/recursos/general/pag_contenido/publicaciones/revista_ambiental/06082010/rev_ambiental_vol1_num1_art4.pdfUnversidad Nacional Abierta y a Distancia. Diseo de Plantas de Tratamiento de Aguas Resuduales. Obtenido de: http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358039/ContenidoLinea/leccion_22_filtro_percolador.html