Parametrización de una planta de lodos activados, con aireación cíclica y edad de lodos alta, para remoción simultánea de carga orgánica y nitrógeno, en un reactor único de flujo continuo

Abstract

RESUMEN: Esta investigación, para la remoción conjunta de materia orgánica y nutrientes en agua residual doméstica, evaluó el sistema de lodos activados con Edades de Lodos Extremadamente Altas (ELEA) y la aireación cíclica, a escala real y en flujo continuo. Se utilizó un único biorreactor, donde ocurrieron en ciclos los procesos de remoción de materia orgánica, nitrificación, desnitrificación y desfosfatación a través de la aireación intermitente. Se experimentó con 3 ciclos de encendido y apagado de la aireación, evaluados a través de 6 muestreos compuestos de 24 horas cada uno. El ciclo de 45’:15’ (on/off) fue el que presentó los mejores resultados. El tiempo de retención celular fue mayor a 150 días, obteniéndose remociones en DQO, Nt y Pt de 88,6%, 71,7% y 31,3%, respectivamente. Con estos resultados se predice el ahorro energía en la operación de la aireación, se abre además la posibilidad de convertir los lodos activados convencionales en tratamiento terciario, sin necesidad de ampliar la aireación. De igual forma, la condición ELEA presume también la reducción en los costos dada la utilización de tiempos de detención hidráulicos muy cortos; además, la generación mínima de lodos representa una disminución en costos de la disposición final de dichos lodos y menos problemas ambientales asociados a su manejo. Esto significó, obtener un tratamiento avanzado en lo que respecta al aumento de la remoción en DQO y a la eliminación del nitrógeno, con una inversión mínima en las plantas de lodos activados secundarias, sin necesidad de construir otras unidades complementarias para llegar al tratamiento terciario.

ABSTRACT: This research, related to the joint removal of organic matter and nutrients from domestic wastewater, assessed an Extremely High Sludge Age (EHSA) and cyclical aeration activated sludge system, on a full scale and in continuous flow. A single bioreactor was used, where the processes of organic matter removal, nitrification, denitrification and dephosphation occurred in cycles through intermittent aeration. 3 on and off cycles were used for experimentation, each of them with 6 24-hours composite samplings. The 45':15' cycle (on/off) generated the best results. The cell retention time was greater than 150 days, obtaining COD, Nt, and Pt removals of 88,6%, 71,7% y 31,3%, respectively. With these results, energy savings in aeration design are predicted, and the possibility of converting conventional activated sludge into tertiary treatment is also opened without the need to expand aeration. In the same way, the ELEA condition also assumes the reduction in costs that the use of very short hydraulic detention times brings. In addition, the minimum generation of sludge produced will mean a decrease in final disposal costs and fewer environmental problems associated with its management. This meant obtaining an advanced treatment regarding the increase in COD removal and the elimination of nitrogen, with a minimum investment in secondary activated sludge plants, without the need to build other complementary units to reach tertiary treatment.