Analysis and modeling of the hydraulic behavior of EGSB reactors with presence and absence of granular biomass at different hydraulic retention times
Análisis y modelación del comportamiento hidráulico de reactores EGSB en presencia y ausencia de biomasa granular a diferentes tiempos de retención hidráulica
La eficiencia de los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales está vinculada fundamentalmente al rendimiento hidráulico de cada unidad de tratamiento. Estas unidades deben garantizar un contacto adecuado entre los microorganismos y el agua residual, y el cumplimiento del tiempo de retención hidráulico establecido, con el fin de disminuir el número de zonas muertas o cortocircuitos que puedan existir dentro de los reactores. En este trabajo, se evaluó el rendimiento hidráulico de siete reactores EGSB (del inglés Expanded Granular Sludge Bed ) con un volumen útil de 3,4 L y construido en acrílico. El análisis se llevó a cabo a través de la prueba de estímulo respuesta, utilizando bromuro como indicador. Se consideraron dos tiempos de retención hidráulica (8 y 24 h) y el efecto de la presencia de biomasa granular. Los resultados se analizaron de forma cualitativa a través de la construcción de las curvas C, E y F, y cuantitativamente a través de la construcción de un modelo matemático de dispersión axial. Los resultados del desempeño hidráulico de los reactores revelaron una marcada tendencia a un patrón de flujo de mezcla completo, con un bajo efecto en su operación por parte de la TRH o la presencia de biomasa granular.
Introducción
La operación de los sistemas de tratamiento de aguas residuales se ha basado principalmente en la optimización de los procesos biológicos y fisicoquímicos que intervienen en la degradación de un gran número de contaminantes orgánicos (Pérez- Pérez et al., 2017). Sin embargo, la eficiencia de estos sistemas está fundamentalmente ligada al comportamiento hidráulico de cada unidad de tratamiento (Karim et al., 2005). En estas unidades debe existir un adecuado contacto entre los microorganismos y el agua residual, y una operación dentro de un tiempo de retención hidráulica (TRH) óptimo para alcanzar los niveles de eficiencia requeridos y los propuestos durante el diseño del sistema de tratamiento (Odriozola, López y Borzacconi, 2016). Sin embargo, el fluido tiende a desviarse de este comportamiento hidráulico ideal (Mao, Feng, Wang y Ren, 2015), debido a factores como la forma del sistema, la escala, las características hidráulicas de las estructuras de entrada y salida, la presencia de biomasa y las condiciones ambientales (Nicolella, van Loosdrecht y Heijnen, 2000). Estos factores producen condiciones hidráulicas desfavorables o canales de flujo, como zonas muertas, corrientes de inercia y cortocircuitos hidráulicos (Fuentes, Scenna y Aguirre, 2011), que reducen el TRH y disminuyen la eficiencia del sistema (Pérez-Pérez, Pereda-Reyes, Pozzi, Oliva-Merencio y Zaiat, 2018).
Estas dificultades hidráulicas son actualmente objeto de gran interés, lo que ha llevado a un aumento de los estudios para modificar u optimizar las tecnologías biológicas con el fin de mejorar su capacidad para hacer frente al problema global del tratamiento de aguas residuales (Batstone, Puyol, Flores-Alsina,y Rodríguez, 2015).
Recursos
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Formatopdf
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Idioma:inglés
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Tamaño:835 kb