Método y dispositivo para el tratamiento de aguas residuales mediante un proceso de lodos activados con eliminación mejorada de nitrógeno y fósforo.

Un método para el tratamiento de aguas residuales con eliminación mejorada de nitrógeno y fósforo mediante un proceso de lodos activados en un dispositivo para el tratamiento de aguas residuales que comprende un reactor biológico (1) que incluye una zona anaerobia (2),

una zona anóxica (3), una zona óxica (4) y una zona de sedimentación final (5), donde la zona anaerobia (2) y la zona anóxica están separadas por deflectores inferiores (6) y superiores (7) dispuestos de manera que la dirección del flujo del licor mezcla sea predominantemente en régimen de flujo de pistón y predominantemente vertical, con bombas de recirculación que proporcionan recirculación de lodo de retorno desde la zona de sedimentación final (5) a la zona óxica (4), recirculación de óxidos de nitrógeno (NOx) desde la zona óxica (4) o la zona de sedimentación final (5) a la zona anóxica (3), y recirculación interna de sólidos en suspensión en el licor mezcla (MLSS) desde la zona anóxica (3) a la zona anaerobia (2), método que incluye control de la aireación, recirculación y mezclado del licor mezcla mediante funcionamiento intermitente de tal manera que se alternan cortos periodos de aireación con cortos periodos de recirculación, y donde un corto periodo de aireación y un corto periodo de recirculación forman un ciclo, en el que:

- dentro de un ciclo, el periodo de aireación dura entre 0,5 y 7 minutos, óptimamente entre 3 y 5 minutos, y el periodo de recirculación dura entre 0,5 y 14 minutos, óptimamente entre 1 y 5 minutos;

- durante el corto periodo de aireación se produce la aireación y mezclado del licor mezcla en la zona óxica (4) al mismo tiempo que se detiene o reduce la intensidad de la recirculación y mezclado del licor mezcla en las zonas anaerobia (2) y anóxica (3) para mantener un gradiente de concentración de licor mezcla entre el fondo (12) y la superficie (11) en la zona óxica (4); en presencia del oxígeno disuelto en el licor mezcla, que es agitado completamente por el aire a presión bajo condiciones óxicas, se produce un proceso de oxidación aerobia de las sustancias orgánicas por parte de bacterias heterótrofas aerobias, un rápido proceso bioquímico de nitrificación de los iones de amonio y de nitrito por parte de las bacterias quimioautotrófas aerobias y una acumulación de fósforo en las bacterias acumuladoras de fósforo utilizando energía de enlace químico de las sustancias de almacenamiento intracelular; simultáneamente, en las zonas anaerobia (2) y anóxica (3) se produce la sedimentación de las partículas más pesadas del agua residual no tratada y de las partículas floculadas de lodo activado más pesadas, en el que se crean condiciones anaerobias más cerca del fondo (12) de las zonas anaerobia (2) y anóxica (3) bajo las cuales tiene lugar un proceso de hidrólisis y fermentación de las sustancias orgánicas biodegradables sedimentarias y coloidales y del lodo activado por parte de las bacterias fermentadoras, en el que se produce in situ en el reactor biológico (1) sustrato fácilmente disponible en forma de ácidos grasos inferiores;

- durante el corto periodo de recirculación, se detiene o se reduce la intensidad de la aireación y mezclado del licor mezcla en la zona óxica (4) para que la concentración final del oxígeno disuelto en el licor mezcla no exceda de 0,5 mg/L y, simultáneamente, en las zonas anaerobia (2) y anóxica (3) tiene lugar la recirculación y mezclado del licor mezcla; en la zona óxica (4), la concentración de oxígeno disuelto disminuye por la asimilación o desnitrificación simultánea en las partículas floculadas del licor mezcla; en la zona anóxica (3) se produce un rápido proceso de desnitrificación bioquímica, en el que las formas oxidadas de nitrógeno con una elevada concentración a corto plazo debido a la recirculación de los óxidos de nitrógeno (NOx) son reducidas utilizando bacterias heterótrofas desnitrificadoras en presencia del sustrato fácilmente disponible en forma de ácidos grasos inferiores que se han producido en una capa estratificada del manto de lodo en el fondo (12) de las zonas anaerobia (2) y anóxica (3), y que se lavan de dicha capa estratificada de lodo por la recirculación interna de los sólidos en suspensión del licor mezcla (MLSS) junto con las bacterias fermentadoras, en el que el licor mezcla recirculado mediante la recirculación interna de los MLSS que contiene bacterias fermentadoras inocula bacterias fermentadoras en el agua no tratada y en el licor mezcla de la recirculación de óxidos de nitrógeno (NOx), y en la zona anaerobia (2) se produce una rápida reacción bioquímica de asimilación de los ácidos grasos inferiores por parte de las bacterias acumuladoras de fósforo que producen energía de enlace químico en forma de materiales de almacenamiento intracelular.