Qué es realmente la Respirometría de los fangos activos? mide el consumo de oxígeno de . Cómo podemos evaluar en las medidas de la Respirometría?

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Marcos Peralta Caballero
hace 6 años
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1 Respirometría práctica BM-T para un control eficiente del proceso de fangos activos 1

2 Introducción Las medidas solamente relacionadas con la naturaleza del agua o comportamiento físico no combinan suficientes datos decisivos para una completa caracterización del proceso biológico de depuración por fangos activos. Necesitamos tener en cuenta que el fango activo es un proceso vivo con respiración propia y una falta de información sobre esta bioactividad puede causar una seria confusión a la hora de establecer criterios coherentes de valoración, control y protección del proceso de depuración. Necesitamos parámetros derivados de la propia biomasa (fango activo) y del efecto que el agua residual provoca en la misma, y esto solo se consigue con la Respirometría. La Respirometría no solamente analiza le estado actual del proceso de fangos activos (PFA) sino que además es una importante herramienta para detectar problemas potenciales con antelación a que estos puedan realmente ocurrir. 2

3 Qué es realmente la Respirometría de los fangos activos? La Respirometría es una técnica que mide el consumo de oxígeno de las bacterias contenidas en un fango activo por si mismas (endógena) o en su fase de degradación de un sustrato orgánico o de amonio (exógena). Este consumo de oxígeno se mide principalmente bajo dos variantes: Velocidad de consumo de oxígeno (tasa de respiración) Oxígeno total o parcial consumido en la degradación de un sustrato. Cómo podemos evaluar en las medidas de la Respirometría? La contaminación es proporcional a la tasa de respiración y consumo de oxigeno total: A mayor contaminación mayor tasa de respiración máxima y mayor consumo de oxígeno. Para una misma contaminación el aumento progresivo de la tasa de respiración es indicativo de un aumento de la actividad del fango activo, y viceversa. La relación del consumo de oxígeno con la DQO total nos indica el carácter biodegradable de la muestra a tratar. Para una contaminación representativa, la caída o ausencia de tasa de respiración es indicativo de una toxicidad. 3

4 Respirometría BM-T Es una tecnología que combina la respirometría tradicional con una avanzada técnica diseñada por SURCIS. El sistema BM-T bajo un potente programa permite la medida automática y cálculo de parámetros decisivos para el diseño, control y protección del proceso de depuración por fangos activos (PFA) El analizador BM-T hace uso de un vaso reactor con fango activo genuino del reactor biológico de la planta y agua residual, para llevar a cabo ensayos de Respirometría desde la propia realidad del proceso de depuración. Es la única respirometría del mercado dotado de tres diferentes modos operativos (Estático, Cíclico, Dinámico) con el fin de tener la capacidad de adaptarse a los diferentes tipos de procesos y situaciones. 4

5 Medidas automáticas realizadas por el sistema de medida BM-T OUR (mg O2/L.h): Tasa de respiración estática Mide la velocidad de consume de oxígeno del licor-mezcla en una sola medida para un determinado periodo de tiempo. SOUR (mg O2/g VSS.h): Specific OUR OUR específico referido a la concentración de MLVSS: SOUR = OUR / MLVSS Rs (mg O2/L.h): Tasa de respiración dinámica Mide la velocidad de consume de oxígeno a tiempo fijo para la mezcla formada por fango activo y cierta cantidad de muestra a analizar, dentro de una cadena continuada de medidas. rbcod (mg O2/L): DQO fácilmente biodegradable Fracción de la DQO soluble rápidamente biodegradable, basada en la integración de la cadena de medidas de Rs en función del tiempo. 5

6 Puntos clave en el control de un proceso de depuración por fangos activos Pulso al proceso, de tal modo que podamos valorar de forma práctica y rápida cómo se encuentra la salud actual del proceso Detección de problemas potenciales de toxicidad. Salud de la biomasa (heterótrofa) responsable de la eliminación de la DQO. Salud de la biomasa (autótrofa) responsable de la eliminación de la DQO. Carga másica actual (F/M) Oxígeno disuelto actual y su nivel más adecuado para que se pueda desarrollar el proceso de la Nitrificación sin desperdiciar energía. Edad del fango mínima (TRC) para la Nitrificación y fijar la concentración correcta de MLSS en el reactor biológico aerobio. Materia orgánica carbonosa necesaria para el desarrollo del proceso de la Desnitrificación. Salud de la biomasa (heterótrofa facultativa) responsable del proceso de la Desnitrificación. 6

7 Es sistema de Respirometría BM-T, de forma rápida y práctica, es capaz de analizar y valorar los puntos clave de un proceso de depuración por fangos activos con el fin de confeccionar un criterio coherente para su control 7

8 Aplicaciones de la Respirometría BM-T para el control de la depuración por fangos activos desde los puntos clave del proceso 8

9 Diagrama de bloques del protocolo de Respirometría BM-T aplicada al proceso de fangos activos Comienzo Pulso del proceso OK? S Salud de Nitrificación OK? S PFA está OK N N Salud en la eliminación de la DQO OK? S s Salud en la Nitrificación OK? Pulso del proceso OK? N Toxicidad N Revisar ph, OD, Nutrientes, F/M & TRC Tiempo de adaptación 9

10 Pulso al proceso La Respirometría BM-T puede tomar el pulso al proceso por medio de una simpla tasa de respiración desde la salida del reactor biológico: UNFED SOUR Un valor de UNFED SOUR fuera de los límites del rango específico nos indicaría que algo anormal está sucediendo en el proceso: Demasiado alto: Posible sobrecarga o nitrificación incompleta. Demasiado bajo: Posible infracarga o síntoma de toxicidad. 10

Control de la tasa de recirculación La diferencia entre el SOUR del inicio y final para una determinada tasa de recirculación define el grado Banquete / Hambre específico del proceso.

11 Control de la tasa de recirculación La diferencia entre el SOUR del inicio y final para una determinada tasa de recirculación define el grado Banquete / Hambre específico del proceso. El valor de esta diferencia tiene una variación que es inversamente proporcional a la tasa de recirculación. Estableciendo una relación entre el grado Banquete / Hambre y Tasa de recirculación permite al operador de la planta a llevar un control coherente del caudal del fango de recirculación. 11

12 Salud del proceso de eliminación de la DQO biodegradable La tasa de eliminación de DQO (q H ) se puede valorar mediante un seguimiento diario y compararlo con la carga másica actual (F/M DQO ) para analizar la condición por la que q H debería ser igual o mayor que F/M. Para cada proceso específico, la tasa de respiración máxima (Rs.Max) relativa a S.S. y al tiempo es proporcional a la q H. 12

13 Fraccionamiento de la DQO 13

14 Relación de Nutrientes La deficiencia en la relación de nutrients puede ser una de las probables cuasas de la falta de actividad del proceso de fangos activos y una fuente potencial de problemas tipo bulking & foaming. Por esta razón el análisis de la relación de nutrientes resulta fundamental. La Respirometría BM-T contribuye a ello mediante la determinación de la DQO asimilable (DQOrb) que es, en realidad, la mayor fuente carbonosa con la que los nutrientes deben relacionarse. Relación de Nutrientes = C : N : P = DQOrb: N : P = 100 : 5 : 1 14

15 Salud del proceso de la Nitrificación & TRC La tasa de respiración máxima (Rs.Max) es la base de cálculo para la tasa de eliminación del amonio y por lo tanto de la salud actual de la actividad nitrificante. Desde Rs.Max podemos determinar la edad del fango (TRC) minima para la Nitrificación para ser valorada mediante su comparación con un gráfico normalizado de referencia en vase a la temperatura. 15

Estimación de la Tasa de Desnitrificación La tasa de desnitrificación (NUR) puede ser estimada desde el valor de la tasa de respiración específica de

16 Estimación de la Tasa de Desnitrificación La tasa de desnitrificación (NUR) puede ser estimada desde el valor de la tasa de respiración específica de los microorganismos facultativos de la zona anóxica en la que transcurre este proceso NUR / SOUR (b. facultativa) = fd fd 3 (específico de cada proceso) 16

17 A tener en cuenta en la optimación de la energía La fijación de un punto de consigna de oxígeno disuelto operativo excesivamente bajo puede causar importantes problemas y crear una barrera contra las posibilidades de optimación de la energía. La máxima optimación de energía y posible ahorro energético solamente se puede alcanzar cuando las condiciones físico-químicas y parámetros operativos del proceso son coherentes con su estado actual. No se puede fijar criterio alguno para la optimación energética del proceso si el tiempo que se necesita para eliminar suficientemente la DQO y Amonio es mayor que el tiempo de residencia hidráulica disponible en el reactor biológico. Bajo correctas condiciones físico-químicas, por medio de la Respirometría BM-T, se pueden fijar los parámetros operativos adecuados y actividad biológica para determinar el nivel de oxígeno adecuado para la optimación de la energía y posible ahorro energético. 17

18 Operando el OD para la optimación de energía La Nitrificación no empieza realmente hasta que un la DQOrb alcance un bajo nivel en su proceso de eliminación. La relación nivel de DQOrb respecto a nivel de actividad nitrificante y su comienzo pueden determinarse por medio de la Respirometría BM-T para distintas temperaturas. En este tipo de seguimiento, se puede controlar el proceso de Nitrificación y confeccionar un criterio coherente para la optimación de energía. 18

19 Síntomas de Toxicidad que ya está presente en el proceso de fangos activos 19

20 La Respirometría BM-T es Mucho Más El respirómetro BM-T es un sistema abierto y por lo tanto puede cubrir un número ilimitado de aplicaciones: AOR (Requerimiento actual de oxígeno) Parámetros cinéticos para modelación Producción de fango Soporte a programas de simulación & modelación Diseño & Modificaciones del proceso de fangos activos I & D Compost, Lixiviados Todo tipo de aplicaciones que el operador sea capaz de confeccionar por sí mismo 20

21 Emilio Serrano SURCIS, S.L. Teléfono: Internet : 21

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