Estudio experimental de la eliminación biológica de fósforo mediante un biorreactor secuencial de lecho móvil: influencia del espesor del biofilm

Abstract

[ES] La idea del presente estudio se basa en la recuperación de carbono y nutrientes del agua residual urbana para una posterior reutilización. Específicamente se estudiará el desarrollo de bacterias PAO en biofilms en un reactor secuencial de lecho movil. El estudio consiste en la construcción de una planta piloto en el laboratorio con las características de un reactor de biofilm de lecho móvil (MBBR) y operado como reactor biológico secuencial (SBR). Se utilizarán cinco tipos diferentes de soportes sólidos de los biofilm con diferentes características (soportes de la compañía Veolia AnoxKaldnes). El objetivo principal de este proyecto es lograr el crecimiento de organismos acumuladores de fosfato (PAO), y para ello, el influente será un agua residual sintética preparada en laboratorio con el objetivo principal de controlar la competencia de los diferentes organismos. Se le otorgará al reactor varias semanas de aclimatación para lograr el crecimiento de las bacterias y condiciones estables. Posteriormente se desarrollarán cinco experimentos diferentes (uno con cada tipo de soporte) para estudiar la influencia del espesor del biofilm en la relación de liberación de fosfato/absorción de ácido acético en condiciones anaerobias y aerobias. Como parte de la reutilización de recursos, también se desarrollará un experimento para analizar la posibilidad de reintroducir en una EDAR el agua de rechazo del proceso HTL (licuefacción hidrotérmica). Este proceso permite producir biocombustibles a partir de la materia orgánica, generando a su vez subproductos (entre ellos el agua de rechazo). El experimento analizará especificamente la influencia de este subproducto en la relación liberación/absorción de fosfato por parte de las bacterias PAO de los lodos de la EDAR (estación de depuración de aguas residuales) de la localidad de Fredericia, Dinamarca. Esto se realizará en diferentes lotes en los que uno de ellos contendrá lodos y agua residual sintética y el otro lodos y agua residual sintética + agua de rechazo HTL. Para tener un monitoreo continuo durante los experimentos, se medirán parámetros como pH, temperatura, DQO (demanda química de oxígeno), DO (oxígeno disuelto), AA (ácido acético), fósforo, SST (sólidos suspendidos totales) y SSV (sólidos suspendidos volátiles).

[EN] The idea of the present study is based on the recovery of carbon and nutrients from domestic wastewater for reutilization. Specifically, it will be investigated the development of PAO bacteria in biofilms in a MBBR SBR. The study consists in building a laboratory pilot reactor with the characteristics of a moving bed biofilm reactor (MBBR) and performed as a sequency batch reactor (SBR). Five different types of carriers with different biofilm thickness (Veolia AnoxKaldnes carriers) are going to be used as support of the biofilm. The main objective of this project is to achieve growth of phosphorus accumulating organisms (PAO), and in order to do that, the influent will be a synthetic wastewater prepared in the laboratory with the main objective to control the competition of the different organisms. The SBR will be given several weeks of acclimatization to achieve stable conditions. Afterwards will be developed five different batches (one with each type of carrier) to study the influence of the biofilm thickness in the P-release/acetate uptake ratio in anaerobic and aerobic conditions. Continuing with the idea of resource recovery, an experiment will be developed to analyze the possibility of reintroducing the HTL (hydrothermal liquefaction) process water into a WWTP (wastewater treatment plant). This process produce biofuels from the organic matter, producing also subproducts as process water. The experiment will analyze the influence of the HTL process water in the P-release/uptake ratio from the sludge from Fredericia WWTP, in Denmark. This will be performed in different batches in which one of them will contain sludge and synthetic wastewater and the other sludge and synthetic wastewater + HTL process water. To have continuous monitoring during the experiments, parameters such as pH, temperature, COD (chemical oxygen demand), DO (dissolved oxygen), AA (acetic acid), phosphorus, TSS (total suspended solids) and VSS (volatile suspended solids) will be measured.