Procedimiento para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio.

Procedimiento para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio en una instalación de una sola cuba desamonificante en una etapa,

en el que primeramente y mediante bacterias oxidantes aerobias (AOB) se hace reaccionar amonio para formar nitrito y, a continuación, mediante bacterias oxidantes anaerobias (AMOX), en particular mediante planctomicetos, se hacen reaccionar amonio y nitrito para formar nitrógeno elemental, en el que el lodo en exceso que resulta en el procedimiento es evacuado de la cuba, caracterizado porque el lodo en exceso evacuado se separa en una fase pesada que contiene mayoritariamente las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) y en una fase ligera, en donde la fase pesada es devuelta a y/o recogida en la instalación.

Procedimiento para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio.

La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio en una instalación de una sola cuba desamonificante en una etapa, en el que primeramente y mediante bacterias oxidantes aerobias (AOB - siglas en alemán) se hace reaccionar amonio para formar nitrito y, a continuación, mediante bacterias oxidantes anaerobias (AMOX - siglas en alemán) , en particular mediante planctomicetos, se hacen reaccionar amonio y nitrito para formar nitrógeno elemental, en el que el lodo en exceso que resulta en el procedimiento es evacuado de la cuba.

En instalaciones de clarificación habituales se emplea hoy en día casi exclusivamente la nitrificación/desnitrificación biológica para la eliminación de nitrógeno. Por eliminación de nitrógeno se entiende la transformación de compuestos nitrogenados biológicamente disponibles tales como amonio (NH4) , nitrito (NO2) y nitrato (NO3) en nitrógeno elemental (N2) , el cual se desprende en forma de gas a la atmósfera como producto final inocuo. En el caso de la nitrificación, el amonio se oxida mediante el oxígeno, a través del producto intermedio nitrito, en nitrato. En la subsiguiente desnitrificación, el nitrato se reduce en una primera etapa de reducción en nitrito, y en una segunda etapa de reducción en nitrógeno.

La desamonificación es un procedimiento eficaz para la eliminación biológica de nitrógeno en aguas residuales con elevadas concentraciones de amonio. En la desamonificación biológica en una sola etapa con biomasa suspendida participan dos grupos de bacterias, por una parte las bacterias aerobias oxidantes de amonio (AOB) , las cuales hacen reaccionar amonio para formar nitrito y, por otra parte, las bacterias oxidantes de amonio anaerobias y productoras de nitrógeno elemental (AMOX) , en particular planctomicetos, que llevan a cabo esta etapa con ayuda del nitrito previamente producido.

Las bacterias oxidantes de amonio aerobias (AOB) producen, referido a la conversión de sustancias, 10 veces más de nueva masa de bacterias que las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . El tiempo de permanencia del lodo en el sistema de un solo lodo o en la instalación de una sola cuba debe, por lo tanto, ser al menos tan prolongado que se puedan acumular las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) de lento crecimiento.

Un procedimiento para la desamonificación biológica en una sola etapa de la clase mencionada al comienzo ya es conocido por el documento WO 2007/033393 A1. Los documentos EP 0 391 023 B1, EP 0 327 184 B1 y WO 00/05176 A1 describen asimismo ya procedimientos para la desamonificación en una sola etapa o en dos etapas.

En este caso, se manifiestan como desventajosos, en particular, los tiempos de generación esencialmente mayores de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) que son en un factor de 10 mayores que las bacterias oxidantes de amonio aerobias (AOB) . Con ello, se puede configurar entonces un sistema estable, sólo cuando el tiempo de permanencia del lodo o de las bacterias en la cuba sea lo suficientemente prolongado. Esto condiciona de nuevo grandes volúmenes de reacción y cubas correspondientemente configuradas.

Además, una temperatura del agua residual lo suficientemente elevada (> 25ºC) es la base de la existencia o del desarrollo de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . El calentamiento del agua residual es, sin embargo, energéticamente muy complejo, por lo que los procedimientos descritos no pueden ser empleados o realizados de manera rentable en el caso de aguas residuales con bajas temperaturas.

Además, la presencia de grupos de bacterias (NOB) de este tipo se ha manifestado como desventajosa, las cuales transforman el nitrito formado, bajo condiciones aerobias, en nitrato. Este grupo de bacterias tiene tiempos de generación más cortos en un factor de 10 con respecto a las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . Para la compensación de estos diferentes tiempos de generación, se ha pensado ya realizar la fase ventilada del sistema de un solo lodo en un nivel de oxígeno muy bajo (< 0, 4 mg de O2/l) . Con ello, a las bacterias formadoras de nitrato (NOB) no se les proporciona o se les proporciona poco oxígeno para la reacción del nitrito lo cual, de nuevo, es muy ventajoso para las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . La aportación reducida de oxígeno durante la fase ventilada tiene, sin embargo, el inconveniente de que también la transformación aerobia del amonio en nitrito está limitada por el oxígeno y, con ello, discurre de forma muy lenta.

La invención tiene por misión proporcionar un procedimiento mejorado y realizable de forma rentable para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio.

Este problema se resuelve con un procedimiento conforme a las características de la reivindicación 1. La ejecución adicional del procedimiento de acuerdo con la invención se puede deducir de las reivindicaciones subordinadas.

Por consiguiente, de acuerdo con la invención, está previsto un procedimiento en el que el lodo en exceso evacuado es separado en una fase pesada, la cual contiene mayoritariamente las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) , y en una fase ligera, siendo la fase pesada devuelta a y/o recogida en la instalación y siendo aportada a otra instalación, y siendo eliminada la fase ligera. Debido a que los dos grupos de bacterias (aerobias/anaerobias) no aparecen como en otros sistemas de depuración de aguas residuales biológicos en una asociación en forma de copos y presentan en cada caso una densidad distinta, el lodo en exceso puede ser separado en una fase pesada y en una fase ligera. Los planctomicetos (AMOX) se desarrollan de forma muy densa con una densidad de aprox. 1010 bacterias/ml. Mediante la eliminación de la fase ligera y el retorno de la fase pesada a la cuba se puede enriquecer el grupo de lento crecimiento de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . La proporción de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) , la cual supone en un sistema en un solo lodo con una retirada inespecífica del lodo en exceso menos del 10% de la biomasa, puede aumentarse a más del 30% mediante el procedimiento de acuerdo con la invención. Con ello, el volumen de reacción de la cuba puede reducirse de manera correspondiente y puede aumentarse la estabilidad del proceso de la instalación.

La temperatura del agua residual, que afecta a la existencia o al desarrollo de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) , ya no es de una importancia decisiva mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, de modo que la desamonificación también puede aplicarse todavía de manera eficaz y de forma segura para el proceso también en el caso de aguas residuales con una temperatura de aprox. 15ºC.

La temperatura afecta de igual manera a todas las bacterias en mayor o menor medida (por ejemplo una duplicación de la velocidad de conversión por cada 10ºC de aumento de la temperatura) . No obstante, en el caso de una desamonificación convencional en una instalación de una sola cuba a bajas temperaturas sería necesario un volumen de la cuba tan grande que ya no sería rentable. La retención de las AMOX por parte del procedimiento de acuerdo con la invención posibilita un proceso eficaz, también a bajas temperaturas.

Mediante el retorno de la fase pesada y el enriquecimiento ligado a ello, también las proporciones de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) con respecto a las bacterias formadoras de nitrato (NOB) se desplaza a favor de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) . Con ello, la fase ventilada puede ponerse en funcionamiento al comienzo del proceso a concentraciones de oxígeno elevadas (> 0, 4 mg de O2/l) , y la eficacia de la formación de nitritos puede aumentarse en un factor > 2 mediante las bacterias oxidantes de amonio aerobias (AOB) .

Además, el tiempo de funcionamiento de una nueva instalación para el tratamiento de aguas residuales puede reducirse considerablemente mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, dado que la proporción de las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) necesaria para una desamonificación segura del proceso se alcanza de manera esencialmente más rápida mediante la aportación de una fase pesada procedente de otra instalación.

Un perfeccionamiento particularmente ventajoso del presente procedimiento se crea también debido a que la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de aguas residuales con contenido en amonio en una instalación de una sola cuba desamonificante en una etapa, en el que primeramente y mediante bacterias oxidantes aerobias (AOB) se hace reaccionar amonio para formar nitrito y, a continuación, mediante bacterias oxidantes anaerobias (AMOX) , en particular mediante planctomicetos, se hacen reaccionar amonio y nitrito para formar nitrógeno elemental, en el que el lodo en exceso que resulta en el procedimiento es evacuado de la cuba, caracterizado porque el lodo en exceso evacuado se separa en una fase pesada que contiene mayoritariamente las bacterias oxidantes de amonio anaerobias (AMOX) y en una fase ligera, en donde la fase pesada es devuelta a y/o recogida en la instalación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la separación del lodo en exceso en una fase 10 pesada y en una fase ligera se lleva a cabo en un hidrociclón.

3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la separación del lodo en exceso en una fase pesada y en una fase ligera se lleva a cabo en una centrífuga.

4. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la separación del lodo en exceso en una fase pesada y en una fase ligera tiene lugar mediante sedimentación.