Diseño de un reactor biológico secuenciado (Q agua residual= 9000 m3/d) para reducir la producción de fangos mediante la aplicación de un desacoplador metabólico

Abstract

[ES] De la totalidad del agua del planeta únicamente el 2,5% es agua dulce y el 96% de esta se encuentra congelada en forma de glaciares, por lo que se está en la obligación moral y legal de depurar y regenerar el agua empleada. La depuración del agua tiene lugar por etapas; el pretratamiento, el tratamiento primario en el que se eliminan los sólidos en suspensión y el tratamiento secundario o biológico que consiste en la degradación de la materia orgánica disuelta en el agua residual. En estos procesos de depuración se generan corrientes de fangos, que deberán ser gestionados como residuos. Con el fin de minimizar dichos residuos y minimizar así el coste de operación de las plantas depuradoras, se intenta minimizar la cantidad de fangos generados, en concreto los fangos secundarios. Estos fangos están compuestos por microorganismos, que precisan de energía y de sustrato (materia orgánica) para multiplicarse, de modo que se intentará actuar sobre dicha energía para reducir su crecimiento. Para ello se propone la utilización de un desacoplador metabólico. El desacoplador propuesto es el TCS (3,3’,4’,5 Tetraclorosalicilanilida). Para observar si se produce o no reducción de fango ha trabajado en el laboratorio con una planta piloto de dos reactores SBR en paralelo partiendo de las mismas condiciones, uno con adición de TCS y otro sin adición de desacoplador. A lo largo de la experiencia se ha realizado seguimiento de estos reactores analizando el rendimiento de depuración y la calidad de los efluentes, así como las características físicas y químicas del licor de mezcla. Una vez realizado el estudio con el desacoplador se ha realizado el diseño del reactor biológico para un agua residual industrial de caracterización genérica, incorporando la adición del reactivo a escala industrial. De esta manera se ha estimado el ahorro de la gestión de residuos generados tras la incorporación de dicho desacoplador.

[CA] De la totalitat de l’aigua del planeta únicament el 2,5 % és aigua dolça, d’aquesta el 96% es troba congelada en forma de glaceres, es per açò pel que s’està a l’obligació moral i legal de depurar-la i regenerar-la. La depuració de l’aigua es dona per etapes, el pretractament, el tractament primari en el que s’eliminen els sòlids en suspensió i el tractament secundari o biològic que consisteix en la degradació de la matèria orgànica dissolta a l’aigua residual. En aquestos processos de depuració es generen corrents de fangs, les quals deuran de ser gestionades com a residus. Amb la finalitat de minimitzar aquestos residus y minimitzar d’aquesta manera el cost d’operació de les plantes depuradores d’aigua, s’intenta minimitzar la quantitat de fangs generats, en concret els fangs secundaris. Aquestos, estan compostos per microorganismes, que necessiten d’energia i substrat (matèria orgànica) per a reproduir-se, d’aquesta manera s’intentarà actuar en aquesta energia, per a reduir el seu creixement. Per a dur a terme la reducció de fangs es proposa l’ utilització d’un desacoplador metabòlic. El desacoplador proposat serà el TCS (3,3’,4’,5 Tetraclorosalicilanilida). Per a observar si es produeix o no la reducció del fang s’ha treballat al laboratori amb una planta pilot de dos reactor SBR. Aquestos reactors han treballat en paral·lel partint de les mateixes condicions inicials, un amb TCS i l’altre sense. Al llarg de la experiència s’ha realitzat el seguiment d’aquestos reactors analitzant el rendiment de depuració i la qualitat dels efluents, així com les característiques físiques y químiques del licor de mescla. Una vegada fet l’estudi al desacoplador, s’ha dissenyat el reactor biològic seqüencial per a un aigua residual de caracterització genèrica, incorporant l’adició del reactiu com a desacoplador a escala industrial. D’aquesta manera s’hi ha pogut estimar l’estalvi de la gestió dels residus generats respecte a una planta sense l’adició d’aquest.

[EN] From the whole amount of water in the planet, only 2.5% of it is sweet water and 96% of this amount can be found frozen forming glaciers. Because of this, it is under moral and legal obligation to depurate and regenerate the water. This depuration takes place in steps; the pretreatment, the primary treatment where the solids in suspension are eliminated and the secondary or biological treatment which consists in the degradation of the organic material dissolved in the residual water. In these processes sludge streams are generated and it should be managed as a residue. For minimising the residues and the cost of the operation of the residual water treatment plants, we try to minimise the amount of the sludge generated, specifically the secondary sludge. The sludge is formed by microorganisms, which need energy and organic material to breed, so we will try to act on this energy to reduce the increase of the microorganisms. To reduce the sludge, we propose the use of a metabolic uncoupler. The uncoupler proposed is the TCS (3,3’,4’,5 Tetrachlorosalicylanilide). To observe if there is sludge reduction it has been worked on in the laboratory in a pilot plant formed by two reactors SBR in parallel. Starting from the same conditions in both reactors, TCS has been added just in one of them. Througout the whole experiment, the yield of the depuration and the quality of the effluents have been analysed as well as the physics and chemical parameters of the mixed liquor. Once performed the study with the uncoupler, the design of the biological reactor for industrial residual water with the generic characterization has been done, adding the chemical reagent on an industrial scale. Thus it has been estimated the savings in the waste management provided for the addition of the uncoupler.