Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente con vistas a su depuración,

caracterizado porque comprende el tratamiento de la mayor parte de dicho efluente en una primera etapa de tratamiento biológico anaerobio, de biomasa fijada sobre un soporte móvil, proporcionando un primer efluente, comprendiendo la biomasa presente en la primera etapa al menos bacterias sulfatorreductoras, después el tratamiento de la mayor parte del primer efluente en una segunda etapa de tratamiento biológico anóxico, de biomasa fijada, proporcionando un segundo efluente, comprendiendo la biomasa presente en la segunda etapa al menos bacterias sulfooxidantes, y finalmente el tratamiento de la mayor parte del segundo efluente en una tercera etapa de tratamiento biológico aerobio, de biomasa fijada, proporcionando un tercer efluente depurado, comprendiendo la biomasa presente en la tercera etapa al menos bacterias nitrificantes, comprendiendo además dicho procedimiento una recirculación de una parte del efluente presente en la tercera etapa a la segunda etapa

Sector de la técnica

La invención se refiere a un procedimiento de tratamiento biológico de un efluente con vistas a su depuración, en particular en el campo del tratamiento de aguas residuales principalmente urbanas.

Existen diversos procedimientos de tratamiento biológicos de la contaminación de aguas principalmente urbanas. Estos tratamientos se basan en la facultad de la que dispone la biomasa de eliminar la contaminación biodegradable ya sea asimilándola en la floculación bacteriana, ya sea transformándola en moléculas gaseosas (CO2 para la contaminación carbonada; N2 para la contaminación nitrogenada mediante la nitrificación del nitrógeno para dar nitratos mediante la biomasa nitrificante, después la desnitrificación de los nitratos para dar nitrógeno atmosférico mediante la biomasa desnitrificante). Estos tratamientos pueden ser extensos, y se basan entonces en la capacidad de tratamiento de las bacterias presentes en el agua urbana, con ayuda del oxígeno aportado por los intercambios con la atmósfera (generalmente mediante insuflación de aire) y de la fotosíntesis (generalmente mediante depuración en estanques). Estos tratamientos pueden ser intensos, y recurren entonces al uso de cultivos bacterianos, artificiales, que “consumen” las materias contaminantes. Se distinguen tres categorías de procedimientos biológicos artificiales. En primer lugar, se distinguen las instalaciones de “cultivos libres”, en las que el cultivo bacteriano se mantiene en suspensión en la corriente de aguas residuales que va a tratarse, de las que forman parte las instalaciones de “lodos activados”, sistema de depuración aerobia en un baño aireado y con agitación. En segundo lugar, se distinguen las instalaciones de “cultivos fijos”, en las que el cultivo bacteriano, también denominado “biopelícula”, “película biológica” o “biomasa”, descansa sobre un soporte fijo (canto rodado, plástico, medio granular fino). En tercer lugar, se distinguen las instalaciones de “cultivos mixtos”, es decir que comprenden suspensiones de bacterias fijadas sobre un soporte móvil tal como plástico.

Estos procedimientos conducen por tanto a la expulsión de un agua tratada; de moléculas gaseosas (principalmente CO2 y N2 en tratamiento aerobio, pero también CH4 en tratamiento anaerobio), que se envían a la atmósfera, directamente o de manera eventual tras la combustión; de lodos en exceso, principalmente constituidos por la biomasa producida durante el tratamiento; y por contaminación decantable no biodegradable.

Estado de la técnica

La solicitud de patente EP-A2-0.979.803 describe un procedimiento de tratamiento de un efluente mediante desnitrificación, que comprende una zona de tratamiento de nitrificación aerobia, que también permiten una determinada descomposición orgánica, seguido por una zona de tratamiento de desnitrificación anaerobia que comprende una zona de filtro. Dicha zona de tratamiento de desnitrificación anaerobia realiza la transformación de los sulfatos en sulfuros, después la transformación heterótrofa de los nitratos en gas nitrógeno y en paralelo la transformación de los sulfuros en sulfatos. En la práctica, la presencia de nitratos en la zona de tratamiento de desnitrificación anaerobia va a plantear un problema con el tiempo ya que el potencial de oxidorreducción o potencial redox en el reactor es difícilmente compatible con la actividad de las bacterias de sulfatorreducción. Además la producción de sulfuros a partir de sulfatos sólo puede realizarse, con las bacterias generalmente usadas, en presencia de carbono. Ahora bien, se ha consumido prácticamente la totalidad del carbono en la primera etapa. Por tanto es excesivamente difícil producir sulfuros en la zona de desnitrificación. Por ello se propone introducir sulfuros en esta zona, lo que es poco cómodo y poco deseable en cuanto a la seguridad y los malos olores.

La solicitud de patente WO 00/27.763 describe una instalación de tratamiento de aguas que comprende uno o dos reactores anaerobios de flujo ascendente, con mezclador, seguidos por un reactor aerobio. El/los primer(os) reactor(es) anaerobio(s) realiza(n) una sulfatorreducción en medio estrictamente anaerobio. Se anuncia que el efluente que sale de la instalación está libre de la contaminación (N, P) mediante acción biológica, y de los metales pesados y de las materias tóxicas no biodegradables mediante acción fisicoquímica. Esta instalación comprende un dispositivo de circulación de lodo asociado al/a los reactor(es) anaerobio(s), lo que hace que el tratamiento sea más pesado. Por otro lado, un lodo de este tipo es rico en sulfuros, lo que plantea problemas de olor y seguridad.

Objeto de la invención

Como consecuencia, sigue existiendo la necesidad de realizar un tratamiento de efluente que logre a la vez descontaminar en cuanto al nitrógeno y en cuanto al carbono, al tiempo que produzca un efluente sin molestias olorosas, es decir según las prácticas de la profesión. El procedimiento de la invención permite ventajosamente responder a esa necesidad.

El procedimiento según la invención es un procedimiento de tratamiento biológico de un efluente con vistas a su depuración, que comprende el tratamiento de la mayor parte de dicho efluente, de manera preferible de prácticamente la totalidad de dicho efluente, en una primera etapa de tratamiento biológico anaerobio, de biomasa fijada sobre un soporte móvil, proporcionando un primer efluente, comprendiendo la biomasa presente en la primera etapa al menos bacterias sulfatorreductoras, después el tratamiento de la mayor parte del primer efluente, de manera preferible de prácticamente la totalidad de dicho primer efluente, en una segunda etapa de tratamiento biológico anóxico, de biomasa fijada, proporcionando un segundo efluente, comprendiendo la biomasa presente en la segunda etapa al menos bacterias sulfooxidantes, y finalmente el tratamiento de la mayor parte del segundo efluente, de manera preferible de prácticamente la totalidad del segundo efluente, en una tercera etapa de tratamiento biológico aerobio, de biomasa fijada, proporcionando un tercer efluente depurado, comprendiendo la biomasa presente en la tercera etapa al menos bacterias nitrificantes, comprendiendo además dicho procedimiento una recirculación de una parte del efluente presente en la tercera etapa a la segunda etapa (en la que se trata).

Así, en la primera etapa de tratamiento biológico anaerobio, se realiza esencialmente, en presencia de bacterias sulfatorreductoras, una descontaminación mayoritaria de los compuestos carbonados que se transforman en un primer momento en ácidos volátiles, con una producción de CO2 disuelto, sin expulsión de CO2 a la atmósfera. Después dichos ácidos volátiles se asimilan en un segundo momento de manera prácticamente total por las bacterias sulfatorreductoras al mismo tiempo que se produce la transformación de prácticamente todos los sulfatos en sulfuros. En efecto, la transformación de la contaminación carbonada no avanza hasta la metanización porque es una etapa muy larga que se realiza en presencia de bacterias metanógenas. En la segunda etapa de tratamiento biológico anóxico, en ausencia de oxígeno, se produce esencialmente una desnitrificación, con transformación de prácticamente todos los nitratos que se recirculan, procedentes de la tercera etapa, en gas nitrógeno N2 y en NO3, con una transformación en paralelo de prácticamente todos los sulfuros mediante sulfooxidación (desnitrificación autótrofa). Es lo que explica que no se necesite aporte de O2, ya que la transformación de los sulfuros en sulfatos es lo que permite reducir los nitratos en nitrógeno. Además, en esta segunda etapa, se produce de manera más ventajosa una reducción sensible de la contaminación carbonada. Finalmente, en la tercera etapa de tratamiento biológico aerobio, se produce una nitrificación aerobia, prácticamente en ausencia de carbono, que realiza la transformación de prácticamente todo el amoniaco en nitratos. La recirculación de una parte del efluente presente en la tercera etapa a la segunda etapa se realiza o bien a partir del efluente presente en la tercera etapa que se extrae,

o bien a partir del tercer efluente que sale de la tercera etapa. Vuelve a ponerse en circulación en la segunda etapa, preferiblemente en la entrada de la segunda etapa mediante mezclado con el segundo efluente. Ventajosamente, una recirculación de este tipo permite disminuir la tasa de nitratos que salen en el tercer efluente.

De manera ventajosa, prácticamente ningún... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente con vistas a su depuración, caracterizado porque comprende el tratamiento de la mayor parte de dicho efluente en una primera etapa de tratamiento biológico anaerobio, de biomasa fijada sobre un soporte móvil, proporcionando un primer efluente, comprendiendo la biomasa presente en la primera etapa al menos bacterias sulfatorreductoras, después el tratamiento de la mayor parte del primer efluente en una segunda etapa de tratamiento biológico anóxico, de biomasa fijada, proporcionando un segundo efluente, comprendiendo la biomasa presente en la segunda etapa al menos bacterias sulfooxidantes, y finalmente el tratamiento de la mayor parte del segundo efluente en una tercera etapa de tratamiento biológico aerobio, de biomasa fijada, proporcionando un tercer efluente depurado, comprendiendo la biomasa presente en la tercera etapa al menos bacterias nitrificantes, comprendiendo además dicho procedimiento una recirculación de una parte del efluente presente en la tercera etapa a la segunda etapa.

2. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según la reivindicación 1, caracterizado porque la mayor parte del efluente que va a tratarse en dicho procedimiento se tamiza y/o decanta en una etapa previa a dicho procedimiento de tratamiento.

3. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente, según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la mayor parte del tercer efluente procedente de dicho procedimiento se decanta.

4. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la segunda etapa de tratamiento anóxico es un tratamiento de biomasa fijada sobre un soporte móvil o sobre un soporte fijo.

5. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la tercera etapa de tratamiento aerobio es un tratamiento de biomasa fijada sobre un soporte móvil o sobre un soporte fijo.

6. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque usando un dispositivo (12) que comprende un primer reactor (3) de tratamiento, de biomasa fijada sobre un soporte móvil, después un segundo reactor (4) de tratamiento anóxico, de biomasa fijada, y finalmente un tercer reactor (5) de tratamiento aerobio, de biomasa fijada, así como medios (1) de transporte de efluente al primer reactor, (9) del primer al segundo reactor, (10) del segundo al tercer reactor, y medios (2) de salida de efluente del tercer reactor, comprendiendo además dicho dispositivo al menos un medio (11) de recirculación del tercer reactor al segundo reactor.

7. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según la reivindicación 6, caracterizado porque el primer reactor comprende al menos un medio de mezclado.

8. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el segundo reactor comprende al menos un medio de mezclado.

9. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque el tercer reactor comprende al menos un medio de mezclado.

10. Procedimiento de tratamiento en tres etapas biológicas de un efluente según una de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque el tercer reactor comprende al menos un medio de aireación.