DEDICATORIA

A Dios, por brindarnos la dicha de la salud y bienestar fsico y espiritual quien ilumina cada paso que damos en el sendero de la vida.

A nuestros profesores, familiares,y amigos, en un universo quiz innito Inconcebiblemente antiguo es una dicha saber que tenemos nuestro origen, y seguir viviendo, gracias en forma especial a nuestros familiares.Los cuales en los momentos difciles han sido tan grandes.

Este trabajo tambin va dedicado a las personas que ms amamos en la vida, nuestros padres, a los que debemos mucho por su abnegada entrega al impulsarnos enun camino recto y de valores, y por darnos la oportunidad de ser hombres de bien da tras da bajo su compaa.

Los autores

ndiceIntroduccin iResumen iiAbstract iiiCaptulo I 6Definicin 6clasificacin 6aguas residuales industriales 6aguas residuales domesticas 6 aguas residuales municipales7composicin, caractersticas de las aguas residuales 7capitulo ii mtodos de tratamiento de aguas residuales 9tratamientos primarios 9tratamientos secundarios 11tratamientos terciarios 12Capitulo iii sistema de reactores anaerbicosdefinicin de flujo ascendente8generalidades 13 Digestin anaerobia 13Microbiologa de la digestin anaerobia 16sistemas convencionales 17 reactores UASB 18datos bsicos e diseo 22 ventajas y desventajas 23

Conclusiones25Referencias Bibliogrficas26Anexos27

I. INTRODUCCIN

El estudio de impacto ambiental es entendido como un proceso de anlisis mediante el cual se integra el medio ambiente y una accin o proyecto de desarrollo determinado. Esta interrelacin ofrece una serie de ventajas, en muchas ocasiones slo evidentes en plazos dilatados de tiempo y que pueden concretarse en ahorros en las inversiones y los costos de las obras, diseos ms perfeccionados e integrados en el entorno y mayor aceptacin social de los proyectos.

Con este trabajo monogrfico Titulado Tratamiento de aguas residuales mediante el sistema de reactores se busca principalmente presentar los conceptos bsicos y parmetros que determinan el diseo y seleccin de las unidades y/o procesos que integren el tratamiento de aguas, a fin de llevarla al nivel de calidad requerida, a travs de los reactores en forma anaerbica.

La presente investigacin esta estructura en base a tres captulos, los cuales estn desarrollados de la forma siguiente. En el primer captulo se hablara a cerca de aguas residuales, su definicin, as como tambin su clasificacin y composicin tanto fsicas y qumicas. En el segundo captulo hablaremos sobre los mtodos de tratamiento de aguas residuales y finiquitando nuestro trabajo, en el tercer captulo trataremos especficamente al sistema de reactores como un mtodo de tratamiento de aguas residuales.

Esta investigacin es importante debido a que brinda los conocimientos necesarios para comprender que la contaminacin del agua cobra gran importancia en la necesidad de preservar el medio ambiente, puesto que los contaminantes pueden ser acumulados y transportados en arroyos, ros, lagos, presas y depsitos subterrneos, afectando directamente la salud del hombre y la vida silvestre.

Los autores

II. RESUMENEl tratamiento de las aguas residuales es una cuestin prioritaria a nivel mundial, ya que es importante disponer de agua de calidad y en cantidad suficiente, lo que permitir una mejora del ambiente, la salud y la calidad de vida. Una de las consecuencias indeseables de esta situacin es la descarga indiscriminada de las aguas residuales domsticas e industriales a los cuerpos de agua ms cercanos con su consecuente deterioro y con consecuencias desastrosas sobre la ecologa y la salud pblica.

Los pases desarrollados han controlado esta situacin utilizando sistemas de depuracin de las aguas residuales previamente a su descarga en la fuente receptora. Al igual que la tecnologa de la evacuacin de las aguas servidas, se han hecho numerosos esfuerzos para la aplicacin de los sistemas de depuracin utilizado en los pases desarrollados a las condiciones socioeconmicas, climticas y culturales de nuestro medio. Uno de los resultados obtenidos en estos esfuerzos es la incapacidad econmica de las municipalidades para pagar los altos costos de inversin y de operacin de los sistemas tradicionales para el tratamiento de las aguas residuales.

A diferencia de otro tipo de servicios pblicos, el tratamiento de las aguas residuales necesita de soluciones tecnolgicas apropiadas para el medio climtico y socioeconmico de los pases en vas de desarrollo. Una de las alternativas tecnolgicas para la depuracin de las aguas residuales que ha tenido un gran desarrollo en las ltimas dcadas ha sido la de los tratamientos biolgicos en ambientes anaerobios. El objetivo de esta contribucin es presentar, las limitaciones y potencialidades de este tipo de tecnologa con especial nfasis en el caso de las aguas residuales. En el presente trabajo trataremos a groso modo lo que concierne a aguas residuales y a los mtodos de tratamientos que existen centrndonos en el presente mayormente el tratamiento mediante reactores anaerobios con un desarrollo elocuente y preciso de su contenido.

III. ABSTRACTThe treatment of wastewater is a priority worldwide, because it is important to have quality water in sufficient quantity, allowing an improvement of environment, health and quality of life. One of the undesirable consequences of this situation is the indiscriminate discharge of domestic and industrial bodies closest water with consequent deterioration with disastrous consequences on the ecology and public health wastewater.

Developed countries have controlled the situation using purification systems previously wastewater discharge into the receiving source. As technology sewage disposal, there have been numerous efforts to implement treatment systems used in developing the socio-economic, climatic and cultural conditions of our environment countries. One of the results of these efforts is the financial inability of municipalities to pay the high costs of investment and operation of traditional systems for treating wastewater.

Unlike other utilities, wastewater treatment requires the appropriate climate and socio-economic environment of the countries in developing technological solutions. One of the technology for the purification of waste water that has had a great development in recent decades has been the alternative of biologics in anaerobic environments. The aim of this contribution is to present the limitations and potential of this technology with special emphasis on the case of wastewater. In this paper we will try to roughly Mode regard to wastewater and treatment methods that exist mostly focusing on the present treatment by anaerobic reactors with an eloquent and precise content development.

CAPITULO I. AGUAS RESIDUALES1. DefinicinDespus de realizar la investigacin respectiva acerca del tema, encontramos que las aguas residuales es el agua que ha sido usada por una comunidad o industria y que contiene material orgnico o inorgnico disuelto o en suspensin.Las aguas residuales son las aguas procedentes de usos domsticos, comerciales, agropecuarios y de procesos industriales, o una combinacin de ellas, sin tratamiento posterior a su uso. (Muoz y Vsquez, 2007, p.86)Tambin comparte la idea de este concepto con (Alejandro Marsilli, 2005), quien menciona que: Se denomina aguas servidas a aquellas que resultan del uso domstico o industrial del agua. Se les llama tambin aguas residuales, aguas negras o aguas cloacales.Son residuales pues, habiendo sido usada el agua, constituyen un residuo, algo que no sirve para el usuario directo; son negras por el color que habitualmente tienen. (Prr. 1).

2. ClasificacinSegn (Muoz y Vsquez, 2007, p.86-87) las aguas residuales se clasifican en:

2.1. Aguas residuales industriales (ARI)Son aquellas que proceden de cualquier actividad o negocio en cuyo proceso de produccin, transformacin o manipulacin se utilice el agua. Son enormemente variables en cuanto a caudal y composicin, difiriendo las caractersticas de los vertidos no slo de una industria a otro, sino tambin dentro de un mismo tipo de industria.

A veces, las industrias no emiten vertidos de forma continua, si no nicamente en determinadas horas del da o incluso nicamente en determinadas pocas de ao, dependiendo del tipo de produccin y del proceso industrial. Tambin son habituales las variaciones de caudal y carga a lo largo del da.Son mucho ms contaminadas que las aguas residuales domsticas, adems, con una contaminacin mucho ms difcil de eliminar. Su alta carga unida a la enorme variabilidad que presentan, hace que el tratamiento de las aguas residuales industriales sea complicado, siendo preciso un estudio especfico para cada caso

2.2. Agua residual domestica (ARD)Agua de origen domstico, comercial e institucional que contiene desechos fisiolgicos y otros provenientes de la actividad humana.2.3. Agua residual municipal (ARM)Son aguas residuales domsticas. Se puede incluir bajo esta definicin a la mezcla de aguas residuales domsticas con aguas de drenaje pluvial o con aguas residuales de origen industrial, siempre que estas cumplan con los requisitos para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado de tipo combinado.

3. Composicin, caractersticas fsicas- qumicas y biolgicas del agua residual(Muoz y Vsquez, 2007, p.87-88)

Los constituyentes ms importantes de los residuos lquidos confieren al agua residual propiedades fsicas, qumicas o biolgicas indeseables. La composicin y la concentracin de estos constituyentes dependern hasta cierto punto de las costumbres socio-econmicas de la poblacin contribuyente. La composicin del agua residual est determinada por el caudal y por su fuente.Las aguas residuales consisten bsicamente de agua en un 99.9 % y slidos en un 0.1 % y el 70 % son slidos orgnicos y el 30 % son inorgnicos (arenas, sales y metales). Los slidos son la fraccin ms pequea pero representa el mayor problema a nivel del tratamiento. El agua provee slo el volumen y el transporte de los slidos.

Los slidos totales son toda la materia residual despus de evaporar el agua a 130 C de estos estn los slidos fijos, es decir lo tratamos a 600 C 1 h son los fijos estos coinciden con los inorgnicos y la diferencia entre los que quedan son los voltiles.

Estos slidos pueden ir en suspensin y el tamao de partculas es de una micra o ms y se decantan por sedimentacin los slidos coloidales partculas entre 1 micra y 0.001 micras se eliminan por procesos de coagulacin y floculacin. Los slidos disueltos tamaos menores a una milsima de micra se eliminan por procesos de oxidacin biolgica o por oxidacin fsica.

La concentracin de estos contaminantes normalmente es muy pequea, y se expresa en mg/L, esto es, miligramos de contaminante por litro de la mezcla. Esta es una relacin de peso/volumen que se emplea para indicar concentraciones de componentes en agua, aguas residuales, desperdicios industriales y otras soluciones diluidas.

Fig.01. Composicin media de las aguas residuales

CAPITULO II. MTODOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES(Rodie y Hardenberg, 1987, cap.iv). Los sistemas de tratamiento de aguas residuales son:

1. TRATAMIENTOS PRIMARIOS (asentamiento de slidos).1.1. PROCESOS FSICOSa) TAMIZADOPor mayas de diferentes grosores o utilizando una membrana selectiva y presin. (Muoz y Vsquez, 2007, p.96)

b) FILTRACIN La filtracin es una operacin en la que se hace pasar el agua a travs de un medio poroso, con el objetivo de retener la mayor cantidad posible de materia en suspensin. El medio poroso tradicionalmente utilizado es un lecho de arena, de altura variable. (Muoz y Vsquez, 2007, p.96)

c) SEDIMENTACINEste proceso est planteado como complementario en el desarrollo total de la limpieza del agua. La funcin bsica de la sedimentacin puede ser simples, es decir trabajar nicamente con la gravedad, eliminando las partculas ms pesadas, o bien, se pueden utilizar sistemas coagulantes, para atraer a las partculas finas y retirarlas del agua. (Rodie y Hardenberg, 1987, cap.iv)

Fig. 02. Tanque rectangular de sedimentacin simple1.2. PROCESOS FSICO QUMICOSa) FLOCULACINLa adicin de agentes floculantes orgnicos e inorgnicos, permite la aglomeracin en flculos decantables de las pequeas partculas de materias en suspensin y materias coloidales y la correspondiente decantacin de las mismas. (Muoz y Vsquez, 2007, p.97)

b) FLOTACIN Y ELECTROFLOTACINEstos procedimientos consisten en hacer subir a la superficie del agua las materias en suspensin por medio de burbujas de gas, como el caso de los lodos activados, aunque con menor turbulencia que en aquel caso. Si utilizamos electrodos se produce un desprendimiento de hidrgeno en el ctodo o de oxgeno en el nodo. Se utilizan cuando los contaminantes son demasiado finos para poderlos cribar o incluso se encuentran disueltos. Es un procedimiento de indudables ventajas, pero muy costoso por el elevado consumo de energa. (Muoz y Vsquez, 2007, p.99)

Fig.03. reja para basura, planta de tratamiento las rosas

El objetivo del tratamiento primario es eliminar la materia en suspensin. Como mnimo el 60%. Tambin se elimina algo de DBO, entre el 30-40% como mximo. Si hay coloides en ocasiones hay que destruirlos mediante adicin de coagulantes y floculantes (disminuyendo su potencial superficial). Los tratamientos primarios son los ms sencillos en la limpieza del agua y tienen la funcin de preparar el agua, limpindola de todas aquellas partculas cuyas dimensiones puedan obstruir o dificultar los procesos consecuentes. Los tratamientos primarios son destinados a la eliminacin de residuos fcilmente separables mediante procesos fsicos y fsico-qumico.

2. TRATAMIENTOS SECUNDARIOS (Tratamiento biolgico de slidos flotantes y asentados).

2.1. TRATAMIENTO ANAERBICOSon realizados por microorganismos cuyo metabolismo se realiza en ausencia de oxgeno, pudiendo verse gravemente afectados por la presencia de este elemento.En el proceso de digestin anaerobia, la materia orgnica contenida en el fango o agua residual es transformada en los gases metano (CH4) y bixido de carbono (CO2). Este proceso biolgico natural es realizado por grupos o comunidades de bacterias en recipientes cerrados (reactores). (Muoz y Vsquez, 2007, p.101)

a) Digestin anaerbica(Rodie y Hardenberg, 1987, cap.iv)Es el proceso mediante el cual los organismos catabolizan y asimilan sus alimentos en ausencia de oxgeno, e implcitamente de aire Existen: Reactores de primera generacin Reactores de segunda generacin

b) Medida de la biodegradabilidadLa materia orgnica biodegradable se mide en trminos de la DBO (Demanda Biolgica de Oxgeno), y la materia orgnica total por la DQO (Demanda Qumica de Oxgeno).

D.B.O. Su determinacin indica cantidad de oxgeno disuelto requerido por microorganismos vivos, existentes en el medio natural: ro, lago, etc. para la utilizacin o destruccin de la materia orgnica por oxidacin bioqumica.La estabilizacin biolgica total de un agua residual puede durar largo tiempo. En la prctica se ha aceptado como referencia la DBO a los 5 das de tratamiento (DBO5).

D.Q.O. Cantidad de oxgeno que corresponde a la materia orgnica total de una muestra, que es susceptible de oxidarse por un producto qumico altamente oxidante en un medio cido.

La finalidad del tratamiento secundario es eliminar la materia orgnica disuelta y coloidal, reducir su contenido en nutrientes, eliminar los patgenos y parsitos, para reducir la mayor parte de la DBO. Estos objetivos se logran por medio de procesos biolgicos, en los cuales la materia orgnica es metabolizada por diferentes cepas bacterianas. Aqu en este tratamiento se encuentra el proceso biolgico el cual abarca a los reactores. De los cuales estaremos tratando detalladamente en el captulo III.

3. TRATAMIENTO TERCIARIOTratamiento terciario o avanzado que est dirigido a la reduccin final de la DBO, metales pesados y/o contaminantes qumicos especficos y la eliminacin de patgenos y parsitos. (Alejandro Marsilli, 2005, prr., 3).

3.1. DESINFECCINEl efecto que se busca en esta etapa es el abatimiento significativo de grmenes coliformestales como salmonella o siguella mediante el empleo de cloro. La adicin de cloro se realizamediante bombas dosificadoras en un tanque de contacto para asegurar la reaccin delcloro en el afluente procedente del clarificador secundario.(Da Camara, Hernndez y Paz, 2015, p.10.)

Los procedimientos ms habituales de plantas medianas y grandes no van ms all de tratamientos secundarios. El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del efluente al estndar requerido antes de que ste sea descargado al ambiente receptor (mar, ro, lago, campo, etc.) El tratamiento terciario sirve para desinfectar el agua cuando el agua quiere reutilizarse esto se logra mediante procesos tales como la desinfeccin.

CAPITULO III. SISTEMA DE REACTORES ANAEROBICOS

3.1. DEFINICIN DE ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTEEl tratamiento anaerobio de flujo ascendente es una modificacin del proceso de contacto anaerobio desarrollado hace varias dcadas y consiste en un reactor en el cual el efluente es introducido a travs de un sistema de distribucin localizado en el fondo y que fluye hacia arriba atravesando un medio de contacto anaerobio. En la parte superior existe una zona de separacin de fase lquida y gaseosa y el efluente clarificado sale por la parte superior. Los tiempos de permanencia de estos procesos son relativamente cortos. Existen bsicamente diversos tipos de reactores, los ms usuales son:

a. El de lecho fluidizado, en el cual el medio de contacto es un material granular (normalmente arena). El efluente se aplica en el fondo a una tasa controlada (generalmente se requiere de recirculacin) para producir la fluidizacin del medio de contacto y la biomasa se desarrolla alrededor de los granos del medio.

b. El reactor de flujo ascendente con manto de lodos (conocido como RAFA o UASB por las siglas en ingls) en el cual el desecho fluye en forma ascendente a travs de una zona de manto de lodos. (RNE, NORMA OS.090, p. 56)

Dado que los sistemas de lechos anaerobios fluidizados requieren de un mayor grado de mecanizacin y operacin especializada, su uso deber ser justificado ante la autoridad competente. Los criterios de diseo se determinarn a travs de plantas piloto

3.2. GENERALIDADESLos reactores anaerobios pueden ser utilizados para tratar efluentes domsticos o industriales con altas cargas orgnicas. Pueden utilizarse solos o con unidades de pos-tratamiento para producir un efluente final adecuado para su disposicin final

3.3. DIGESTION ANAEROBIALa Digestin Anaerobia es el proceso fermentativo que ocurre en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales. El proceso se caracteriza por la conversin de la materia orgnica a metano y de CO2, en ausencia de oxgeno y con la interaccin de diferentes poblaciones bacterianas. (Rodrguez, 2015, p.2)

La digestin anaerobia es un proceso que se produce en ambientes naturales como los pantanos, en zonas anegadas para el cultivo de arroz, en los sedimentos de lagos y mares, en las zonas anxicas del suelo, en fuentes de aguas termales sulfurosas y en el tracto digestivo de los rumiantes (Daz-Bez, 2002).

Fig.04. proceso de formacion de gases.

Fig.05. Secuencia metablica de la digestin anaerbica

Se utilizan diversos parmetros como medida de la concentracin orgnica de las aguas residuales. Estos mtodos se basan en la cantidad de oxigeno que se necesita para convertir el material oxidable en productos finales estables. Puesto que el oxigeno que se consume es proporcional al material oxidable presente, sirve como una medida relativa de concentracin de las aguas residuales. Los mtodos mas frecuentes para determinar las necesidades de oxigeno de las aguas residuales son las pruebas de DQO y DBO. La demanda qumica de oxigeno (DQO) de las aguas residuales es la cantidad de oxigeno necesario para oxidar qumicamente las sustancias orgnicas presentes; la demanda bioqumica de oxigeno (DBO) es la cantidad medida de oxigeno que requieren los microorganismos aclimatados para degradar biolgicamente la materia orgnica de las aguas residuales.3.3.1. FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO ANAEROBIO(Muoz y Vsquez, 2007, p.117) afirman lo siguiente:Nutrientes: Se requiere la presencia de macronutrientes (N, P, S) y micronutrientes (Fe, Zn, etc.) en proporciones adecuadas para atender las necesidades de los microorganismos. Estos elementos se encuentran presentes en el lquido residual domstico.Temperatura: Influye en la velocidad de metabolismo de las bacterias y en la solubilidad de los sustratos. Existen dos rangos para el proceso - mesfilo (30-35C) y termfilo (50-55C).PH:Entre 6 y 8 para que no se inhiba el proceso por las metanognicas.

3.4. MICROBIOLOGIA DE LA DIGESTION ANAEROBIA

Grupo I: Bacterias Hidrolticas Fermentativas Las bacterias que llevan a cabo las reacciones de hidrlisis y acidognesis son anaerobias facultativas y los gneros ms frecuentes que participan son los miembros de la familia Enterobacteriaceae, adems los gneros Bacillus, Peptostreptococcus, Propionibacterium, Bacteroides, Micrococcus y Clostridium. Las bacterias con actividad proteoltica son en su mayora especies de los gneros Clostridium, Peptococcus, Bifidobacterium y Staphylococcus. Bacterias como Anaerovibrio lipolytica con actividad lipoltica han sido aislados del rumen; igualmente la Butyrovibrio fibrisolvens hidroliza fosfolpidos cuando crece con azcares fermentables como fuente de carbono.

Grupo II: Bacterias Acetognicas Para que tenga lugar una eficiente metanognesis, los productos de fermentacin como el propionato y el butirato deben ser oxidados a acetato, CO2 y H 2, esta oxidacin es llevada a cabo por un grupo denominado organismos acetgenos productores obligados de hidrgeno (OHPA), mediante un proceso conocido como acetognesis. Aunque la mayora de este tipo de reacciones consume energa, en ambientes anaerobios donde la energa disponible es baja, el acoplamiento de la actividad de las bacterias OHPA con las bacterias consumidoras de H2 (metangenos hidrogenofilicos) permite un balance energtico favorable. Este ltimo grupo, consume el hidrogeno generado por las OHPA manteniendo una presin parcial de H2 a un nivel adecuado para que termodinmicamente pueda darse la conversin de los AGV a acetato e hidrgeno. Esta asociacin se conoce como relacin sintrfica o transferencia interespecfica de hidrgeno. Solamente un limitado nmero de especies del grupo OHPA han sido aisladas; probablemente existan ms, pero an no son conocidas. Dentro de las especies aisladas se pueden mencionar:

-Syntrophomonas sapovorans -Syntrophobacter wolinii -Syntromonas wolfei -Syntrophospara bryantii -Syntrophus buswellii

Dentro del grupo de acetgenos existe un grupo de bacterias conocidas como bacterias homoacetognicas las cuales son anaerobias obligadas y utilizan el CO2, como aceptor final de electrones, produciendo acetato como producto nico de la fermentacin anaerobia. Aunque este grupo no es un grupo taxonmico definido, en l se incluyen una variedad de bacterias Gram (+) y Gram (-) formadoras de esporas como: Clostridium aceticum, Clostridium formicoaceticum y Acetobacterium wooddi (Daz-Bez, 2002).

Grupo III: Bacterias Metanognicas Las bacterias metanognicas pertenecen al grupo actualmente conocido como Archeaea, cuyos miembros presentan caractersticas diferentes a las encontradas en Bacteria. Estas caractersticas estn relacionadas fundamentalmente con la composicin qumica de algunas estructuras celulares. Las bacterias metano gnicas son anaerobias estracitas y producen metano como principal producto del metabolismo energtico. A pesar de los requerimientos estrictos de anaerobiosis obligada y el metabolismo especializado de este grupo, estas bacterias se encuentran ampliamente distribuidas en la naturaleza. La actividad metanognica es mucho mayor en ecosistemas de aguas dulces y terrestres, la menor actividad detectada en ocanos, se debe a la alta concentracin de sulfatos, condicin que favorece el sulfato reduccin en sedimentos marinos (Zinder 1998).

3.5. SISTEMAS CONVENCIONALESLagunas anaerobias: Funcionan como reactor y sedimentador conjunto.Fosas spticas: Predominan los mecanismos de sedimentacin, depositndose el lodo en el fondo donde se da la mayor parte de la remocin de materia orgnica.Digestores o reactores anaerobios: Son tanques rectangulares o circulares cubiertos, con pendiente de fondo para favorecer el retiro de los slidos sedimentados. La cubierta del reactor puede ser fija o flotante.(Muoz y Vsquez, 2007, p.118)

Agua residual

Sedimentador y rejillasReactorLecho de Secado de LodosAfluente Efluente

Fig.06. secuencia del recorrido del agua residual.

3.6. REACTORES UASBLa tecnologa UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) es un proceso fiable para el tratamiento anaerbico de agua residual, que no requiere mantenimiento y tiene un diseo robusto, sencillo y a prueba de corrosin. (VEOLIA WATER, 2015, Prr. 9)

Los fundamentos de los reactores U.A.S.B. (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) fueron concebidos durante los aos 1970, por el profesor Gatze Lettinga de la Universidad de Wageningen en Holanda. Esta sigla se refiere a los Reactores Anaerobios de Flujo Ascendente RAFA en su traduccin espaola, que por su simplicidad se ha difundido en varios pases. Su gran ventaja consiste en que no requiere ningn tipo de soporte para retener la biomasa, lo que implica un ahorro importante. Su principio de funcionamiento se basa en la buena sedimentabilidad de la biomasa producida dentro del reactor, la cual se aglomera en forma de granos o flculos. Estos granos o flculos cuentan adems con una actividad metanognica muy elevada, lo que explica los buenos resultados del proceso. El perfil de slidos varia de muy denso con partculas granulares de elevada capacidad de sedimentacin prximas al fondo del reactor (lecho de lodo), hasta un lodo ms disperso y leve, prximo al tope del reactor (manto de lodo). La estabilizacin de la materia orgnica ocurre en todas las zonas de reaccin (lecho y manto de lodos), siendo la mezcla del sistema promovida por el flujo ascensional del agua residual y las bolas de gas. El reactor de flujo ascendente cuenta en la parte superior con un sistema de separacin gas-lquido-slido, el cual evita la salida de los slidos suspendidos en el efluente y favorece la evacuacin del gas y la decantacin de los flculos que eventualmente llegan a la parte superior del reactor.

Un punto importante en su diseo es la distribucin de las entradas del agua residual, ya que una mala reparticin puede provocar que ciertas zonas del manto de lodo no sean alimentadas, desperdiciando as su actividad. Esto es particularmente cierto en las aguas residuales municipales, pues la limitada materia orgnica presente forma slo pequeas cantidades de biogs y por tanto la agitacin del lecho, provocada por las burbujas, se ve reducida.El punto dbil del proceso consiste en la lentitud del arranque del reactor (generalmente de 6 meses); por otro lado, en desages diluidos como son las aguas residuales domsticas, las variables crticas de diseo son las hidrulicas (velocidad ascensional, velocidad de paso a travs del separador de fases, dispositivos de entrada y salida) y no as la carga orgnica. (Ayala y Gonzales, 2008, p. 100)

3.6.1. Forma y tamao del reactor U.A.S.BSegn Van Haandel y Lettinga (1994), para aguas residuales domesticas la carga hidrulica y no as la carga orgnica es el parmetro ms importante en la determinacin del tamao y forma del reactor UASB; En cuanto a la forma geomtrica del reactor existen dos opciones: Rectangular y Circular. La forma circular tiene la ventaja de una estabilidad estructural mayor, pero la construccin del separador GSL es ms complicada que en uno rectangular. En el caso de la forma rectangular la seccin cuadrada es la ms barata (Van Haandel, 1998).Un Reactor anaerobio de flujo ascendente y manto de lodos consta de cuatro partes esenciales, de abajo para arriba:

1. El reactor propiamente dicho, donde proliferan los organismos anaerobios que transforman la materia orgnica en biogs y nuevos organismos. 2. Una zona de transicin donde el movimiento del agua hacia arriba tiende a arrastrar a los organismos que no estn aglutinados en flculos o esferas y en la que se busca evitar que esas partculas salgan con el efluente tratado. 3. Una zona de separacin del gas, slidos de la fase lquida de forma de garantizar la retencin y el retorno de lodo. 4. Colectores de agua tratada y de gas en la parte superior, en este proceso, el agua residual o lodo entran al digestor por el fondo y fluyen hacia arriba a travs de una cama de lodos granulares relativamente densa y de un manto de partculas de lodo floculado. Dentro de estas zonas se efecta la conversin de materia orgnica a metano y dixido de carbono, principalmente. (Ayala y Gonzales, 2008, pp.101-102)EfluenteAfluenteGasCapa de lodoManto de lodoDeflector de gasesSeparador

Partes del Reactor Anaerobio de flujo ascendente UASB. (Muoz y Vsquez, 2007, p.119)3.6.2. Funcionamiento del reactor U.A.S.BLa operacin de los reactores UASB se basa en la actividad autorregulada de diferentes grupos de bacterias que degradan la materia orgnica y se desarrollan en forma interactiva, formando un lodo o barro biolgicamente activo en el reactor. Dichos grupos bacterianos establecen entre s relaciones simbiticas de alta eficiencia metablica bajo la forma de grnulos cuya densidad les permite sedimentar en el digestor. La biomasa permanece en el reactor sin necesidad de soporte adicional. (Ayala y Gonzales, 2008, pp.101-103)

En la zona inferior se desarrolla una capa de lodo concentrado (4-10%) con buenas caractersticas de sedimentacin.Sobre esa capa se desarrolla una zona de crecimiento bacteriano ms disperso (manto de lodos) en el que los slidos presentan velocidades de sedimentacin ms bajos. La concentracin del lodo en esta zona es 1.5%-3%.En la zona superior hay un separador de gases-slido-lquido, que ayuda a retener el lodo dentro del reactor.Sobre el separador se ubica el sedimentador donde el lodo sedimenta y vuelve al compartimiento de digestin.El sistema es auto mezclado por el movimiento ascendente de las burbujas de gas y del flujo lquido a travs del reactor. (Muoz y Vsquez, 2007, p.119)

Diseo del reactor UASB(Ayala y Gonzales, 2008, pp.101-103)En los ltimos aos, de entre los sistemas de alta tasa disponibles, el concepto de reactor UASB es el ms ampliamente aplicado. Permitiendo adems el empleo del tratamiento anaerobio bajo condiciones de temperaturas sub-optimas mesofilicas.

Volumen del reactor El volumen de un reactor anaerobio para tratar aguas residuales domesticas no complejas (DQO