MICROORGANISMOS DE PLANTAS DEPURADORAS

Transcripción

1 Hydrolab Microbiologica MICROORGANISMOS DE PLANTAS DEPURADORAS Problemas y ejercicios Hydrolab Microbiologica C. Blanco, Barcelona Tel Fax c.e: info@hydrolab.es

2 Problemas 1. Calcula la carga másica (F/M) con la que opera el sistema a partir de los datos siguientes: DBO mg/l Q af m 3 /d MLVSS 2500 mg/l V r 7600 m 3 2. Calcula la edad del fango (Θ) teniendo en cuenta los datos siguientes: MLSS 3000 mg/l V r 7600 m 3 TSS W Q W TSS ef 8050 mg/l 760L/min 20 mg/l Q ef m 3 /d 3. Calcula la dosis de nutrientes que es necesario añadir al sistema a partir de los datos que se aportan a continuación. Ten en cuenta que la relación de nutrientes en el influente necesaria para el funcionamiento del proceso es de 100:5:1:0,5; DBO 5 :N:P:Fe respectivamente. DBO Influente secundario 170 mg/l Nitrógeno Influente 4,5 mg/l Fósforo Influente 1,0 mg/l Hierro Influente 0,5 mg/l Caudal planta m 3 /d Productos químicos comerciales usados como complementos nutricionales Amonio anhídrido (80% de pureza) para Nitrógeno 17/14 = 1,2 Fosfato trisódico (75% de pureza) para Fósforo 164/31 = 5,3 Cloruro férrico (39% de pureza) para Hierro 162,5/56 = 2,9

3 4. Diseño de un proceso de fangos activos. Proyecta un sistema de fangos activos para el tratamiento de un caudal de 0,25 m 3 de agua residual con 250 mg de DQO. El efluente debe contener 20 mg/l o menos de DBO. Suponer que la temperatura es de 20 grados y que son aplicables los siguientes datos: La concentración de sólidos volátiles (MLVSS) es de 3500 mg/l. La relación entre los MLVSS y los MLSS es de 0,8. El agua residual contiene nitrógeno y fósforo y otros nutrientes a nivel de trazas en cantidades suficientes para el crecimiento biológico. La edad del fango del proyecto es de 10 días. El tiempo de retención hidráulico es de 1 día. a) Calcula el volumen del reactor. b) Calcula si hay que dosificar nutrientes. c) Calcula el caudal de purga (Q w ), suponiendo que se purga directamente del reactor y sabiendo que los TSS ef son despreciables.

4 Ejercicio 1 Como responsable de la EDAR Bonesaigües dispones de una planta depuradora piloto para reproducir a pequeña escala el proceso que tendrá lugar en la planta depuradora real, que queréis poner en marcha próximamente. El técnico de laboratorio te hace llegar los informes de resultados de los análisis físico-químicos realizados con el fin de poder hacer un seguimiento del proceso que está teniendo lugar y verificar su correcto funcionamiento. Dispones de los siguientes datos del proceso: Volumen del reactor: 9 litros Volumen del decantador: 3 litros Carga de entrada (Q e ): 12 litros/día Carga másica de diseño: 0,2 Kg DBO 5 /Kg MLVSS día Y de los datos presentes en la tabla adjunta. Asumiendo que, Se pide: DBO/DQO= ½ MLSS= 80% MLVSS Peso molecular N= 14, O=16 i H=1 La purga de fangos se realizan desde el reactor a) Calcula el tiempo de retención hidráulico (TRH) del sistema, del tanque biológico y del decantador secundario. b) Determina cada parámetro que caracteriza el sistema de depuración para cada día: Carga másica (F/M) Edad del fango (Θ) IVF c) A partir del ensayo de decantación representa gráficamente la curva de decantación de los 5 días y compara los resultados. d) Calcula los rendimientos de eliminación de los parámetros de calidad (ten en cuenta el tiempo de retención hidráulico del sistema para el cálculo de los rendimientos. Dado que los análisis se han realizado sobre muestras puntuales no es representativo calcular los rendimientos con los datos de entrada y salida del mismo día; el TRH te dará una pista sobre qué datos realizar los cálculos): Amonio Nitratos Nitritos Nitrógeno total

5 Fósforo DQO e) Qué información aportan los resultados de los análisis físico-químicos realizados por el técnico de laboratorio sobre el estado del sistema en referencia a?: Los procesos de nitrificación Los procesos de desnitrificación Los procesos de eliminación de fósforo La eliminación de DQO El ph La conductividad El IVF La edad del fango (TSS ef despreciables) La carga másica (F/M) f) Para cada uno de los resultados obtenidos de los parámetros analizados, se cumple la legislación? g) Teniendo en cuenta los valores de calidad y los rendimientos de eliminación obtenidos, qué cambios realizarías para cada día en los parámetros operacionales siguientes? Aireación (oxígeno residual) Purga (para mantener la carga másica de diseño) Recirculación

6 29/06/ /06/ /07/ /07/ /07/2009 NITRATOS (ppm) Agua entrada 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Reactor biológico 25,00 25,00 10,00 0,00 1,00 Agua salida 100,00 75,00 75,00 100,00 10,00 NITRITOS Agua entrada 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Reactor biológico 1,00 0,00 0,00 5,00 10,00 Agua salida 20,00 15,00 7,50 20,00 50,00 AMONIO Agua entrada 1,71 0,00 37,50 17,50 37,50 Reactor biológico 0,00 5,00 5,00 5,00 10,00 Agua salida 4,17 0,00 0,00 0,00 0,00 FÓSFORO Agua entrada 25,00 37,50 17,50 37,50 17,50 Reactor biológico 25,00 25,00 17,50 25,00 37,50 Agua salida 17,50 25,00 17,50 25,00 10,00 ph Agua entrada 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 Reactor biológico 7,00 7,00 7,00 7,50 7,00 Agua salida 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 CURVA DE CANTACIÓN (ml) 0' 1000, , , , ,00 10' 500,00 550,00 600,00 825,00 500,00 20' 390,00 425,00 450,00 700,00 425,00 30' 340,00 350,00 375,00 650,00 375,00 O 2 18:00h 4,30 3,50 1,60 0,40 7,00 18:04h 3,40 3,50 1,40 0,30 7,20 18:07h 2,30 1,40 1,30 0,70 7,00 18:10h 0,80 1,10 0,50 0,50 7,10 18:13h 0,10 0,90 0,30 0,30 6,90 18:16h 0,10 0,80 0,20 0,10 7,00 DQO (mg O 2 /L) Agua entrada 315,00 320,00 298,00 217,50 217,00 Agua salida 332,00 250,00 125,00 72,50 72,00 Q w (ml/d) MLSS REACTOR (mg/l) 1950, , , , ,00 CONDUCTIVIDAD (ms) Agua entrada 2,32 2,44 2,38 X 2,31 Agua salida 2,20 2,73 2,32 X 2,22 Reactor biológico X 3,38 2,22 X 2,11

7 Ejercicio 2. a) Identifica las siguientes características del estado morfológico y estructural de los flóculos de cada una de las fotografías: - Cobertura flocular - Tamaño de los flóculos - Forma de los flóculos - Estructura flocular - Localización de los filamentos - Concentración de bacterias dispersas b) Según los parámetros anteriores, cómo creéis que será la decantación del fango de las fotografías? µm

8 µm µm

9 µm µm

10 µm µm

11 µm µm

12 Ejercicio 3 a) Elabora una clave dicotómica de identificación de microorganismos filamentosos a partir de las características morfológicas que presentan. - Tinción Gram y Neisser - Motilidad - Presencia o ausencia de ramificaciones - Forma del filamento - Tamaño del filamento - Color (claro u oscuro) - Localización - Crecimiento epifítico - Presencia de vaina o cubierta - Septos celulares - Presencia de constricciones celulares - Forma celular - Tamaño celular - Gránulos de azufre in situ u otros tipos de gránulos - Otras observaciones: rosetas, gonidios, b) Identifica a qué morfotipo pertenecen cada uno de los filamentos presentes en las siguientes imágenes y define las características morfológicas más relevantes para su identificación. c) Explica qué problemas pueden generar en los sistemas de depuración de fangos activos los filamentos de las fotografías y cómo se puede controlar su proliferación.

13 1) 2)

14 3) 4)

15 5) 6)

16 7) 8)

17 9) 10)

18 11) 12)

19 Ejercicio 4 a) Identifica la ubicación taxonómica de cada uno de los organismos presentes en las siguientes imágenes, así como sus caracteres identificativos principales. b) Explica, para cada uno de los organismos de las imágenes, que indican en cuanto al proceso (carga másica, edad del fango, oxígeno disuelto, ) 1)

20 2) 3)

21 4) 5)

22 6) 7)

23 8) 9)

24 10) 11)

25 12) 13)

26 14) 15)

27 16) 17)

28 18) 19)

29 20) 21)

30 22)

31 Ejercicio 5. a) Identifica el problema que presenta el fango en las siguientes imágenes y plantea posibles soluciones para minimizarlo. b) Agrupa las imágenes según el problema al que hacen referencia. a) b)

32 c) d) e)

33 f) g) h)

34 i) j) k)

35 l) m) n)

36 o) p) q)

37 r) s) t)

38 u) v)

39 Fórmulas Influente: Carga orgánica de entrada = DBO 5 Q af Reactor biológico: Carga másica (F/M): F/M = (Q af DBO 5 ) / (V r MLSS ó MLVSS) Edad del fango o Tiempo de retención celular del reactor biológico (Θ): Θ = (V r MLSS) / (TSS w Q w ) + (Q ef TSS ef ) Rendimiento: R (%) = (DBO 5 af - DBO 5 ef ) 100 / (DBO 5 af ) Tiempo de retención hidráulico (Θ s o TRH): TRH = V r / Q af Decantador secundario: Índice Volumétrico de Fangos (IVF): IVF = (V ) / MLSS Q af : Caudal del afluente Q ef : caudal del efluente Q w : Caudal de purga V r : Volumen del reactor MLSS : Sólidos en suspensión del licor mezcla MLVSS : Sólidos volátiles en suspensión del licor mezcla TSS w : Sólidos totales en suspensión de la purga TSS ef : Sólidos totales en suspensión del efluente DBO 5 af : Demanda biológica de oxígeno en el afluente DBO 5 ef : Demanda biológica de oxígeno en el efluente