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REMOCIÓN DE NITRÓGENO MEDIANTE AIREACIÓN INTERMITENTE EN REACTORES DE BAJA ALTURA
M.Sc. ÁLVARO ANDRÉS CAJIGAS CERÓNPh.D. ALEXANDRA CERÓN VIVAS
Ing. LAURA XIMENA BÁEZ MENESESIng. KAREN ZARITH CELY LATORRE
CONTENIDO
OBJETIVO DEL ESTUDIO
METODOLOGIA ZONA DE ESTUDIO
FASES DE ESTUDIO
RESULTADOS DEL ESTUDIO
PROTOTIPO ESCALA DE LABORATORIO
PROTOTIPO ESCALA PILOTO
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Explorar una alternativa viable parala reducción de nitrógeno, teniendoen cuenta la infraestructura actualexistente de la UniversidadPontificia Bolivariana – SeccionalBucaramanga.
OBJETIVO DE ESTUDIO
METODOLOGÍA
ZONA DE ESTUDIO
Universidad Pontificia Bolivariana – seccional Bucaramanga (UPB):
• 7000 usuarios (Estudiantes y empleados)
• Producción de agua residual (0,7L/s regulada)
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE GESTIÓN DE VERTIMIENTO UPB
1. Rejillas
2. Cámara de aquietamiento
3. Trampa de grasas
4. Cámara de bombas
5. Tanque 1
6. Tanque 2
7. Tanque 3
8. Tanque 4
9. Cámara separación de
caudales
10. Rap 1
11. Rap 2
12. Cámara de Inspección
13. Pozo de succión
14. Tanque elevado
15. Canales
FASES DE ESTUDIO
ESCALA DE LABORATORIO
ESCALA PILOTO (CON AIREACIÓN)
ESCALA PILOTO (SIN AIREACIÓN)
FASES DE ESTUDIO
ESC
ALA
DE
LAB
OR
ATO
RIO
REACTORES Y TANQUE DE ALMACENAMIENTO A EMPLEAR VOLUMEN ÚTIL
Efluente RAP Almacenado 120 Litros
Lodos Activados 130,35 Litros
Tanque de sedimentación 99,856 Litros
Caudal 0,01L/s
FASES DE ESTUDIO
DESCRIPCIÓN
Efluente Tratado del RAP 0,22 l/s
TRH 9,6 Horas
Longitud de canales aireados 30m
Tanque de sedimentación 10m
Sección útil de canal 0,4m (ancho)* 0,7m (Altura)
Tiempo en aireación 1 hora
Tiempo apagado de la aireación 0,5 hora
ESC
ALA
PIL
OTO
(CO
N A
IREA
CIÓ
N)
FASES DE ESTUDIO
DESCRIPCIÓN
Efluente Tratado del RAP 0,22 l/s
TRH 9,6 Horas
Tanque de sedimentación 30m
Sección útil de canal 0,4m (ancho)* 0,7m (Altura)
ESC
ALA
PIL
OTO
(SI
N
AIR
EAC
IÓN
)
PARÁMETROS DE CONTROL
PARÁMETRO MÉTODO CÓDIGO*
Alcalinidad Método de Titulación 2320B
DBO DBO5 5210 B
DQO Flujo Cerrado 5220
FósforoDigestión ácida, método del ácidoascórbico.
4500-P
Nitrógeno (NTK) Método Kjeldahl 4500-N
Oxígeno Disuelto Oxímetro
Ph pH metro
Sólidos
Sólidos totales 2540 B
Sólidos totales volátiles 2540 E
Sólidos sedimentables 2540 F
Temperatura Multiparámetro
* Código establecido por Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,
21thEdition.
RESULTADOS
ESCALA DE LABORATORIO
PERÍODO
(DÍAS)AF
T.R.H
(Horas)
Qo
(m3/día)
5 – 9 EF. RAP 15 0.209
12 – 31 EF. RAP 8 0.391
31 – 68 EF. RAP 6 0.521
Establecimiento de condiciones para la operación del reactor de lodos activados (L.A).
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
ESCALA DE LABORATORIO
DÍANITRÓGENO
Afluente Efluente % R
26 132.16 63 52.33%
57 56.56 14.56 74.26%
59 178 47.2 73.48%
66 210 40.32 80.80%
68 188.16 63 66.52%
DÍAFÓSFORO
Afluente Efluente % REM
57 9.54 11.49 0%
59 39.5 24 39.24%
66 33.5 29.1 13.13%
68 58 40.7 29.83%
Remoción de Fósforo y Nitrógeno en el Reactor a escala de Laboratorio
ESCALA PILOTO CON AIREACIÓN
Remoción de DBO y DQO del sistema durante la operación del sistema propuesto
0
20
40
60
80
100
-10 10 30 50 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN DBO
0
20
40
60
80
100
-10 10 30 50 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN DQO
Carga orgánica inicial: 3.3 ± 0.8 kg/d
Remoción de DBO 88% ± 7%
ESCALA PILOTO CON AIREACIÓNRemoción de Fósforo y Nitrógeno en el Reactor Propuesto
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50 60 70%
REM
OC
IÓN
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN NITRÓGENO
Remociones 63% ± 9%
-20
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN FOSFORO
ESCALA PILOTO CON AIREACIÓNComportamiento promedio del oxígeno en la operación
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40 50 60 70
Oxí
gen
o D
isu
elt
o (
mg/
L)
TIEMPO (DIAS)
OXÍGENO DISUELTO
Areado
No aireado
ESCALA PILOTO SIN AIREACIÓNRemoción de DBO y DQO del sistema durante la operación del sistema actual
Carga orgánica inicial: 3.3 ± 0.8 kg/d
Remoción de DBO 68% ± 11%
0
20
40
60
80
100
0 10 20 30 40 50 60 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN DBO
0
20
40
60
80
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0 10 20 30 40 50 60 70
% R
EMO
CIÓ
NTIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN DQO
ESCALA PILOTO SIN AIREACIÓNRemoción de Fósforo y Nitrógeno en el sistema actual
No se evidencia remociones
0
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40
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80
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-10 10 30 50 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN NITRÓGENO
0
20
40
60
80
100
-10 10 30 50 70
% R
EMO
CIÓ
N
TIEMPO (DIAS)
REMOCIÓN FOSFORO
Remociones 10,8% ± 4,8%
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
-10 10 30 50 70
Oxí
gen
o D
isu
elt
o (
mg/
L)
TIEMPO (DIAS)
OXÍGENO DISUELTO
No aireado
ESCALA PILOTO SIN AIREACIÓNComportamiento promedio del oxígeno en la operación del sistema actual
PROBLEMAS PRESENTADOS EN EL SISTEMA PROPUESTO
CONCLUSIONES
El efluente anaerobio presentó concentraciones de nitrógeno total promedio de 120mg·L-1 y las pruebas realizadas en el sistema propuesto presentaron mejoras significativas respecto al sistema actual. Por lo anterior, el sistema de aireación intermitente de baja altura puede considerarse como una alternativa viable para mejorar la remoción de nitrógeno y DBO de efluentes anaerobios.
Las remociones de nitrógeno presentadas pudieron ser favorecidas por las condiciones aerobiasque promovieron los procesos de nitrificación y a la rápida caída del oxígeno que se presentabanen los periodos de no aireación que facilitan la nitrificación, alcanzando una completa remoción denitrógeno.
RECOMENDACIONES
Evaluar en el sistema los tiempos “on – off”, en pro de encontrar los puntos más eficientes tanto de remoción de nutrientes como de remoción de la carga orgánica en el sistema.
Realizar estudios con difusores de burbuja fina, para mejorar el tema de la transferencia de oxígeno en el sistema.
Evaluar la posibilidad de recirculación para aumentar la biomasa del sistema para aumentar eltiempo de retención celular y disminuir los tiempos de retención hidráulico.
Gracias