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Ventajas y desventajas de los reactores biológicos secuenciales (SBR)
Los reactores biológicos secuenciales (SBR) son reactores discontinuos en los que el agua residual se mezcla con un lodo biológico en un medio aireado. Se trata de un proceso que combina en un mismo tanque: Aeración/reacción y clarificación.
La tecnología de los reactores biológicos secuenciales es una variante optimizada de la tecnología convencional de lodos activados. Se basa en el uso de un sólo reactor que opera en forma discontinua secuencial. El sistema de los reactores biológicos secuenciales SBR consta de al menos cuatro procesos cíclicos: llenado, aireación, anoxia, decantación y vaciado, tanto de efluente como de los lodos. Esta tecnología es capaz de tolerar variaciones de carga y caudal y genera como producto lodos estabilizados, siendo en ocasiones, la tecnología más apropiada para la industria.
Instalación con tecnología SBR (Reactores Biológicos Secuenciales)
Entre las ventajas de utilizar la tecnología de los reactores biológicos secuencia (SBR) están:
- Efluente de gran calidad y menor cantidad de sólidos en suspensión, debido, a la decantación estática y controlada que permite el sistema, influyendo en una reducción directa en otros parámetros de control de calidad del efluente.
- Mayor resistencia frente a variaciones bruscas de temperatura, ya que nos permite controlar los ciclos de carga de agua bruta, estableciendo criterios de cómo, cuanto y cuando realizarlos.
- Una vez establecidos los parámetros de funcionamiento del sistema, ante la diversidad de vertidos que puedan existir en una industria, es sencilla y automática el control de la operación del sistema.
- Bajo requerimiento de espacio, debido a que se requiere un solo tanque para realizar todo el proceso. Evitamos los procesos de decantación convencionales y reactores auxiliares de desnitrificación.
- Se logra una mayor estabilidad y flexibilidad. Este tipo de tecnología es ideal, por su capacidad de adaptación y tolerancia a las variaciones de cara orgánica, para aquellos casos donde existen condiciones de carga y volumen que varían constantemente. Se puede variar los tipos de ciclos, así como los tiempos.
- Consigue la eliminación eficiente de: DBO5, Nitrógeno y fósforo. Ideal para el control y la eliminación de nutrientes.
- Permiten mayor control sobre el crecimiento de microorganismos filamentosos y problemas de decantación.
- Los costes de inversión son menores ya que no requieren de los típicos decantadores secundarios.
- Diseño compacto. Es una solución ideal para aquellas industrias que no dispongan de suficiente espacio. Un SBR requiere mucho menos espacio que los sistemas convencionales como lodos activados, además de poder alcanzar alturas importantes en los reactores, favoreciendo la trasferencia de oxígeno como consecuencia de elevar la columna de agua con la configuración del reactor biológico.
Entre las desventajas de utilizar la tecnología de los reactores biológicos secuencia (SBR) están:
- Los reactores biológicos secuenciales requieren una mayor capacitación técnica del personal que va a explotarlo, debido a la exigencia de cambio de parametrización en el funcionamiento del sistema ante cambios de calidad de vertido de la industria.
- Son sistemas que necesitan mayores inversiones en el sistema de aireación y mayor demanda de energía puntualmente, debido a la alimentación discontinua del sistema.
- Es muy importante tener un buen dimensionamiento y con margen de seguridad, en el sistema de aireación.
- Es una tecnología que no es aplicable a todo tipo de efluente orgánico, la presencia de compuestos tóxicos puede afectar negativamente el desempeño de este tratamiento, favorecidos los impactos tóxicos por la alimentación puntual.
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CASO DE ÉXITO: empresa dedicada a la elaboración de mosto concentrado
PRINCIPAL PROBLEMA
BULKING POR LA ELEVADA CONCENTRACIÓN DE SULFITOS
La empresa JULIAN SOLER, especialista en la elaboración de zumos de uva, sabía bien que el vertido resultante de la elaboración de mosto concentrado, es muy problemático para la depuración biológica, ya que tiende a desarrollar gran cantidad de bulking, por la elevada concentración de sulfitos (compuestos tóxicos), unido a una gran variable carga de DQO, fácilmente biodegradable pero con déficit de nutrientes.
La materia orgánica que presenta proviene en su mayoría de azúcares, lo que confiere un carácter fácilmente biodegradable. Sin embargo, los sulfitos presentan propiedades inhibitorias para el metabolismo microbiano, por lo que es vital realizar la oxidación de los sulfitos a sulfatos en el vertido, antes de que éstos entren en el reactor biológico y por ello se requiere que el proceso se controle de forma exhaustiva.
Anteriormente al nuevo sistema ofrecido por AEMA para solucionar el problema de la empresa JULIAN SOLER, la oxidación se realizaba mediante la adición de peróxido de hidrógeno (agente oxidante). Sin embargo, los elevados consumos de reactivo penalizaban, en gran medida, los costes de explotación asociados a esta EDAR.
LA SOLUCIÓN PROPUESTA
AEMA implantó una solución que ha complementado el sistema de depuración con un innovador sistema de oxidación de sulfitos mediante aireación en presencia de catalizador, para lo cual se ha seleccionado e investigado con distintos catalizadores, seleccionando el más efectivo. Este método de oxidación utiliza el oxígeno como oxidante y también un catalizador que acelera la reacción. El coste de adición de catalizador necesario es menor que el del aporte directo de agua oxigenada. La adición de agua oxigenada ha sido conservada como sistema de afino o para actuar ante sobrecargas. De esta manera AEMA, ha conseguido:
Reducir los costes de operación del tratamiento de aguas.
Mejorar el diseño de la instalación, dotándola de una avanzada instrumentación y una eficiente programación para el control del proceso (scada).
Optimizar los parámetros de control del proceso, consiguiendo estabilizar y automatizar el proceso de depuración con unos costes de explotación inferiores a los que se venían teniendo.
LOS RESULTADOS
La experimentación realizada en JULIAN SOLER se divide en dos partes:
1) Ensayos en laboratorio
2) Ensayos en planta
En primer lugar se hicieron ensayos de oxidación en el laboratorio, con aireación y diferentes catalizadores y se seleccionó el manganeso. Una vez seleccionado este catalizador se comprobó la no toxicidad de éste en el sistema biológico. Para ello, se simuló un SBR en laboratorio y diariamente se introducía agua con catalizador y se sacaba muestra depurada (tal y como funciona un SBR). Así se demostró que el catalizador no es tóxico.
Una vez observado que el manganeso no es tóxico para el biológico se decidió probar el catalizador directamente en planta. Los resultados fueron buenos verificándose que no es tóxico dicho catalizador para el sistema biológico.
En la parte final del trabajo, se probó en la planta que la instalación funciona bien a máxima carga (durante el período de vendimia).
Se hizo una validación de la planta durante 30 días seguidos en campaña, para lo cual, lo que hicieron los ingenieros de AEMA fue mantener las consignas dadas desde la experimentación en cuanto a la oxidación de sulfitos y cumplir con los parámetros de salida de la EDAR exigidos por la administración.
JULIAN SOLER tenía como métricas de éxito que el rendimiento de ahorro estuviese en un 80% y AEMA pudo estar dentro de ese margen en el cómputo general de la validación con un ahorro entre el 81% – 83%
AEMA pudo cumplir con los requerimientos de ahorro y mejora de la EDAR esperados por JULIAN SOLER, solucionando sus problemas y entregándole una instalación con las capacidades necesarias para cumplir con los parámetros de salida de la EDAR exigidos por la administración.
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aguas residuales en bodegas