CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

En los últimos años se realizaron grandes esfuerzos para reducir la cantidad de materia orgánica (C) y nutrientes biológicos (N y P) de los efluentes líquidos, ya que conducen a problemas de eutrofización y otros cambios indeseables que afectan el equilibrio del medio acuático. La remoción de dichos contaminantes se puede realizar mediante procesos biológicos, dentro de los cuales, los procesos de barros activados son los más eficientes. Una planta de tratamiento de barros activados puede diseñarse para operar tanto en forma continua como batch (reactores secuenciales discontinuos, SBR). Los sistemas SBRs presentan gran flexibilidad de operación con respecto a los sistemas continuos cuando las características del efluente son variables. Los sistemas SBRs operan cíclicamente a través de una secuencia de etapas: llenado, reacción, sedimentación, vaciado y purga, las cuales se llevan a cabo en el mismo reactor. Si bien son capaces de remover biológicamente C, N y P, presentan la desventaja de no alcanzar eficiencias muy altas. Esto se debe a que los procesos de desnitrificación y remoción biológica de P compiten por la materia orgánica disponible, y como los grandes tiempos de retención requeridos por los microorganismos nitrificantes resulta en condiciones adversas para el crecimiento de las bacterias acumuladoras de P (PAOs), predomina el crecimiento de microorganismos heterótrofos (desnitrificantes) disminuyendo la eficiencia de remoción biológica de P. Por lo tanto, si la cantidad de C orgánico no es suficiente, puede ser necesaria una fuente de C externa6 para alcanzar los límites de descarga. Una alternativa para alcanzar de forma eficiente la remoción simultánea de N y P es mediante un proceso SBR con nitrificación externa, consistente en un sistema de 2 barros, en el cual la remoción biológica de P y la desnitrificación se llevan a cabo en un reactor principal mientras que la nitrificación ocurre en otro llamado reactor de nitrificación externa. Ambos reactores operan individualmente como SBRs. De esta manera, los microorganismos nitrificantes permanecen separados de los desnitrificantes y de los PAOs. El proceso SBR con nitrificación externa fue estudiado experimentalmente desde 1996 por varios investigadores. En este trabajo se desarrolló un modelo matemático basado en primeros principios que describe el comportamiento dinámico del proceso SBR con nitrificación externa, incluyendo un modelo de costos. Este modelo se utiliza para estudiar la influencia de las condiciones de operación más importantes (duración de las etapas, tiempo de retención de lodos, etc.) sobre la eficiencia del proceso para distintos efluentes y realizar una evaluación económica del proceso. Los procesos de conversión biológica se describen mediante el modelo ASM3+BioP de la International Water Association. El modelo completo fue implementado y resuelto en gPROMS. Mediante una serie de simulaciones dinámicas, se encontró que el proceso presenta gran flexibilidad de operación con altas eficiencias de remoción de C, N y P sin el requerimiento de una fuente externa de C, aún en condiciones de una baja relación C/N en el efluente a tratar.