EQUIPO PARA EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE LODO ACTIVADO DE AGUAS RESIDUALES Y PROCEDIMIENTO PARA SU OPERACIÓN.

Equipo para el tratamiento biológico de lodo activado de aguas residuales y procedimiento para su operación El objeto de la presente invención versa acerca de un equipo para el tratamiento biológico de lodo activado de agua residual que contiene contaminantes orgánicos, especialmente agua residual municipal o/y de la industria alimentaria, y un procedimiento para la operación de tal equipo. Hay dos procedimientos básicos para el tratamiento biológico de lodo activado de agua residual que contiene contaminantes orgánicos: tecnología continua y discontinua (SBR, reactor discontinuo secuencial). La diferencia entre estas dos soluciones es que, mientras que en los sistemas continuos las operaciones individuales de la tecnología de depuración eliminación de materiales orgánicos, fósforo y nitrógenos, fase de separación se llevan a cabo de una manera en la que se separan entre sí en el espacio, en el sistema de SBR estos procesos tienen lugar en el mismo espacio, siguiéndose entre sí desplazados en el tiempo. Ambos sistemas tienen sus ventajas y sus desventajas, y esta puede ser la razón de la aparición de soluciones basadas en la combinación de las dos tecnologías en el campo del tratamiento de agua residual. Las principales ventajas de la tecnología de SBR son que puede seguir las fluctuaciones de carga hidráulica y de contaminantes mejor que los sistemas continuos, usando menos energía, y la fiabilidad operativa de la sedimentación es mayor, dado que en la fase de sedimentación no hay flujos de fluido que influyan en la sedimentación de microorganismos purificantes de lodo. Una ventaja adicional de la tecnología de SBR es que aun en el caso de una demanda de bajo rendimiento, por ejemplo por debajo de 100 m 2 /día, puede ser fácilmente equipada con maquinaria tecnológica, cuando, para un sistema continuo de tal capacidad, ya no hay disponible en distribución comercial ninguna bomba adecuada de agua residual de baja capacidad; a la vez, existe el riesgo de que se puedan obturar las tuberías de sección transversal pequeña. Una importante ventaja de las tecnologías continuas es que le eliminación de nutrientes biológicos (N, P) tiene lugar en espacios separados, de modo que la eficiencia de estas operaciones se ve menos influida por las configuraciones de la operación, y su fiabilidad operativa es mayor. Su ventaja adicional es que si se inserta una etapa de predesnitrificación en la serie de operaciones, es menor el contenido en nitratos del agua que entra en la planta de sedimentación; en consecuencia, hay menor probabilidad o riesgo de levitación del lodo derivada de la desnitrificación. En el caso de los sistemas continuos, también es mejor la probabilidad del uso del principio selector para garantizar la restricción de creación de filamentos en el lodo. La memoria de patente estadounidense nº 6 406 628 describe una solución para la mejora de la eficiencia de tecnología de SBR en la eliminación de nutrientes. Según esto, se inserta en el reactor discontinuo secuencial, en el momento preciso en el tiempo, un metabolito fermentado creado en el curso de la putrefacción de residuos orgánicos como una fuente fácilmente soluble de carbono. Debido a esto, la eliminación de N y P se vuelve sumamente favorable, pero su desventaja es que se crea lodo adicional. Una desventaja adicional es que, con respecto a la planta de tratamiento de aguas residuales de un pequeño asentamiento, la tarea de recogida, almacenaje y procesamiento de desechos orgánicos aumenta la demanda de mano de obra de la operación. La tecnología descrita en la memoria de patente estadounidense nº 4 966 705 se base en la combinación de los sistemas continuos y de SBR. Este sistema contiene un reactor principal equipado con un decantador fijo y un reactor anterior que lleva a cabo una función de equilibrio y selectora. Significa que el agua purificada del lote previo al actual es decantada por desplazamiento por la masa de agua residual introducida del lote siguiente al actual. Con el lodo sedimentado devuelto al reactor anterior después de la decantación, la cantidad de agua con un elevado contenido de nitratos que vuelve al espacio en el que puede tener lugar la desnitrificación permanece por debajo de la cantidad que justificaría la eliminación de N en el curso del tratamiento de agua residual municipal con una composición media. Como, en este caso, la cantidad de líquido devuelto determina la cantidad mínima del siguiente lote, no puede optimizarse la recirculación para la eliminación de la nutrición. En el sistema descrito en las memorias de patentes estadounidenses n os 6 190 554 y 6 398 957 hay también un reactor anterior y un reactor principal; en este sistema la recirculación destinada hacia el reactor anóxico anterior está dimensionada para la eliminación de la nutrición, de modo que se garanticen las condiciones para el proceso de desnitrificación, es decir, la eliminación del nitrógeno biológico. Un espacio separado de desnitrificación preliminar anóxica resulta ventajoso, porque los materiales orgánicos inestables que garantizan la desnitrificación rápida no se diluyen allí, sino que, en vez de ello, son usados por completo para la eliminación de nitratos en ausencia de oxígeno soluto. Una desventaja del sistema es que no garantiza una eliminación suficiente del fósforo biológico. Aunque el sistema contiene opcionalmente un reactor anaeróbico, se usa para la digestión del lodo, de modo que el fósforo integrado en el lodo vuelve a entrar en la solución y se introduce en el reactor principal junto con el agua de fuga; significa que, con el lodo sobrante, no es posible la eliminación biológica del fósforo. La desventaja adicional de estas soluciones es que ninguna de las plantas de tratamiento contiene una conexión hidráulica continua por debajo del nivel del líquido; por lo tanto, el espacio anóxico de desnitrificación preliminar no puede tomarse en consideración como unidad de sedimentación. En el caso de la tecnología de SBR, el nivel 2 E05708504 05-01-2012   superior del lodo en el líquido determina la cantidad de líquido depurado que puede ser drenado, lo que, a su vez, también determina la capacidad hidráulica diaria de la planta de tratamiento. Otra desventaja de las soluciones es que, debido a la operación del espacio anóxico de desnitrificación preliminar como tanque de ecualización, en otras palabras, debido a la entrada continua, los procesos biológicos que tienen lugar allí no pueden ser optimizados. En la solución contenida en la solicitud de patente número EP 1.099.668 existe entre el reactor una conexión hidráulica continua entre el reactor anterior y el reactor principal aireado. Sin embargo, la desventaja de esta conexión permite el flujo del medio es que la conexión está al nivel de la plancha base, y así, cuando se retira el agua tratada, el líquido que fluye al reactor principal mezcla el lodo activado, como consecuencia de lo cual puede entrar materia suspendida en el agua tratada, lo que daña significativamente el grado de eficiencia de la planta de tratamiento. Una desventaja adicional de estas soluciones es que la elevación neumática lleva a cabo el flujo retrógrado forzado desde el reactor principal al reactor anterior. Debido a esto, la elevación de agua por aire comprimido disuelve oxígeno en el reactor anterior, restringiendo así los procesos anóxicos que tienen lugar allí. Una deficiencia adicional de la planta de tratamiento es que la entrada de agua residual no tratada tiene lugar desde arriba, a través de la cual el lodo activado bombeado allí anteriormente, como en un reactor de flujo de pistón, es obligado a atravesar la conexión inferior hacia el interior del reactor principal. En este procedimiento, lo importante es esta etapa procedimental, como es el objetivo que el agua residual no tratada no se mezcle con el agua tratada durante la decantación simultánea. Sin embargo, esto puede dar como resultado la situación desventajosa que en este momento el agua residual no tratada deliberadamente no se mezcla con el lodo, de modo que no hay ninguna eliminación efectiva de N ni P. Solo después de esta fase tiene lugar la transferencia entre los dos espacios (fase S). No hay recirculación alguna durante la fase de aireación (fase B). Sin embargo, la consecuencia de esto es que este proceso solo es capaz de eliminar la contaminación con nitratos según la proporción de volumen entre los dos espacios, lo que causa una eficiencia insuficiente. El equipo descrito en la memoria de patente número DE 198 16 076 también usa dos conexiones entre los reactores principal y auxiliar de BR, las cuales, debido a diversos procedimientos mecánicos, pueden ser abiertas o cerradas independientemente entre sí. Esta forma de control es costosa y, debido a los dispositivos de operación, aumenta la... [Seguir leyendo]

1. Un equipo para el tratamiento de agua residual que contiene contaminantes orgánicos, especialmente agua residual municipal o/y de la industria alimentaria, que tiene un reactor principal (I) y un reactor anterior (II), así como instalaciones para recoger aguas residuales no tratadas, extraer agua y lodo depurados y airear el agua residual introducida en el reactor principal, y un mezclador (2) situado en el reactor anterior (II), estando separados entre sí el reactor principal (I) y el reactor anterior (II) por una pared (12) de partición y habiendo entre el reactor principal (I) y el reactor anterior (II) al menos un dispositivo para la recirculación de agua residual, caracterizado porque dicho dispositivo tiene un tramo (15) de tubería con forma de U dotado de brazos (16a, 16b) para la recirculación, estando situado un brazo (16a) del tramo (15) de tubería con forma de U en el reactor anterior (II), estando situado el otro brazo (16b) del tramo (15) de tubería con forma de U en el reactor principal (I) y estando separados entre sí por la pared (12) de partición, estando conectados el extremo inferior de un brazo (16a) y el extremo inferior del otro brazo (16b) con un tubo que atraviesa esta pared (12) de partición, y estando situados sus extremos superiores a una altura adecuada al nivel de agua mínimo (vmin) determinado en estos reactores; estando conectado un conducto (13) de aire, con un accesorio terminal (13a) que garantiza la función de elevación de agua por aire comprimido, al otro brazo (16b) del tramo (15) de tubería con forma de U situado en el reactor principal (I); y habiendo, a cierta distancia (t) del extremo superior (15a) de un brazo (16a) y del extremo superior del otro brazo (16b) una abertura (8) de transferencia en la pared (12) de partición que garantiza la recirculación. 2. El equipo de la reivindicación 1 caracterizado porque el conducto (13) de aire se bifurca del sistema de aireación perteneciente al reactor principal (I). 3. El equipo de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 caracterizado porque el sistema de aireación perteneciente al reactor principal (I) tiene un dispositivo (4) de soplado y un conducto (4a) de aire que parte del mismo, conductos (3a) de distribución del aire que están conectados al anterior conducto (4a) de aire y que discurren cerca de la plancha base del reactor principal (I) y cabezas (3) de inyección de aire conectadas a estos conductos (3a) de aire. 4. El equipo de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 caracterizado porque el dispositivo de drenaje del agua depurada es un decantador (6) situado sobre un cuerpo flotante (6b). 5. El equipo de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 caracterizado porque hay una bomba (1) situada en una cuba (III) de compensación para recoger aguas residuales no tratadas, bomba (1) que entra en el reactor anterior (II). 6. Un procedimiento realizado por la operación del equipo de cualquiera de las reivindicaciones 1-5 para el tratamiento biológico de lodo activado de agua residual que contiene contaminantes orgánicos, conteniendo el procedimiento al menos una fase de llenado, una fase de reacción, una fase de sedimentación, una fase de drenaje y una fase de eliminación del lodo, en el que en la fase de llenado el reactor principal (I) y el reactor anterior (II) son llenados desde un nivel mínimo (vmin) hasta un nivel máximo (vmax) con aguas residuales no tratadas recogidas en primer lugar en el intervalo inferior de la masa (17) de lodo situada en el reactor anterior (II) y llevada desde reactor anterior (II) hasta el reactor principal (I), mientras que en un caso dado se airea el agua situada en el reactor principal (I); después, en la fase de reacción de nitrificación-desnitrificación, se airea el agua situada en el reactor principal (I), y se agita el agua situada en el reactor anterior (II), prácticamente mecánicamente, mientras que se hace que recircule el agua residual entre los dos reactores; luego se sedimenta el lodo (17) procedente del agua residual tratada según lo anterior; por último, las aguas residuales tratadas son drenadas del equipo por decantación de una manera en la que se reduce el nivel de agua en los reactores hasta un nivel mínimo (vmin) y se elimina de los reactores el lodo sobrante, caracterizado porque en la fase de llenado se usa un tramo (15) de tubería con forma de U para transferir el agua residual no tratada desde el reactor anterior (II) hasta el reactor principal (I), y luego el agua residual no tratada es transferida hasta el reactor principal (I) usando el principio sifónico del tramo (15) de tubería con forma de U, y así el nivel de agua en el reactor anterior (II) y el reactor principal (I) se eleva hasta un nivel común máximo (vmax); tras esto, en la fase de reacción, se insufla aire a través del conducto (13) de aire en el otro brazo (16b) del tramo (15) de tubería con forma de U en el reactor principal (I), y usando así el tramo (15) de tubería con forma de U como elevador por aire comprimido, una parte de la cantidad de líquido en el reactor anterior (II) es aspirada a través del tramo (15) de tubería con forma de U al interior del reactor principal (I), y así se obliga al nivel del líquido en el reactor principal (I) a estar por encima del nivel de la abertura (8) de transferencia, y la cantidad de líquido que supera el nivel de la abertura (8) de transferencia vuelve a pasar a través de la abertura (8) de transferencia hacia el reactor anterior (II) y así se crea una recirculación. 9 E05708504 05-01-2012   E05708504 05-01-2012   11 E05708504 05-01-2012   12 E05708504 05-01-2012   13 E05708504 05-01-2012   14 E05708504 05-01-2012   E05708504 05-01-2012   16 E05708504 05-01-2012   17 E05708504 05-01-2012