Evaluación de la eficiencia de eliminación de contaminantes de un sistema de discos biológicos rotativos para el tratamiento de efluentes urbanos

STEIMBACH J; GIAVENO A; GATTI M

Neuquen

Jornada; 2da Jornada de Investigación y de Posgrado; 2015

Facultad de Ingeniería UNCo

El vertido de efluentes no tratados en las fuentes de aguas receptoras (lagos, ríos, etc.) conduce al deterior significativo de las mismas. Por esta razón es imprescindible contar con procesos que permitan la depuración conjunta de los contaminantes mayoritarios presentes en los efluentes líquidos: materia orgánica y nitrógeno. Un proceso que permite la eliminación de materia orgánica (medida como DQO: Demanda Química de Oxígeno) es el de Discos Biológicos Rotatorios (DBR). En este proceso los microorganismos crecen adheridos a los discos, los cuales se montan en un eje horizontal que rota mediante un sistema mecánico dentro del volumen del líquido a tratar. De esta manera los microorganismos alternan entre condiciones aerobias (en contacto con el aire) y anóxicas (en contacto con el líquido). Si bien existen estudios previos que muestran las elevadas eficiencias de eliminación de DQO, es necesario estudiar alternativas de operación para alcanzar elevadas eficiencias de eliminación conjunta de materia orgánica y nitrógeno. En este trabajo se diseñó una planta de DBR la cual cuenta con dos reactores de 40 L que funcionan en paralelo. En una cuba se montaron 17 discos de teflón espumado (material compacto) y en la otra 17 discos de polipropileno alveolar (material hueco). Todos se montaron equidistantes en su centro sobre un eje metálico de sección cuadrada y acoplado a un sistema de transmisión de tal manera que la velocidad de rotación de los discos sea la misma. El período experimental se dividió en dos. El primero consistió en la puesta en marcha de la planta, en el cual el reactor biológico se sembró con fango proveniente de un reactor aerobio de la planta depuradora del Parque Industrial de Neuquén PIN. Durante este período se empleó agua residual sintética con una concentración de DQO de 400 mg/L (1:1 acetato de sodio y glucosa) y de amonio 40 mg N/L. Se mantuvo una relación de DQO:N:P:K igual a 100:10:1:0.1 y minerales traza. En el segundo período se trabajó de forma cíclica, tomando 5 litros del sobrenadante de cada reactor y reemplazándolos por el mismo volumen de alimento sintético. Se tomaron muestras del final del ciclo y del inicio (posterior al agregado de alimento nuevo). Durante el segundo período se obtuvo una elevada eliminación de DQO, superior al 99% la cual se alcanzó a los tres días de agregado el alimento sintético en ambos reactores. En relación a la eliminación de nitrógeno, se apreció que en el reactor con discos de polipropileno (huecos) se alcanzan mayores eficiencias de nitrificación, y desnitrificación. El primer proceso se da en condiciones aerobias y consiste en la oxidación biológica de amonio a nitrato y es el primer paso necesario para la eliminación de nitrógeno. El segundo consiste en la reducción biológica de nitrato a nitrógeno gas. Los discos huecos generan una mayor aireación del líquido en comparación a los discos de teflón, lo cual provee mayor concentración de oxígeno en el reactor biológico. La presencia de oxígeno favorece el desarrollo de la nitrificación y la formación de nitrato permite que se desarrolle la desnitrificación.