Clase 8 y 9 (Procesos)

7/17/2019 Clase 8 y 9 (Procesos)

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PROCESO DE LODOSACTIVADOS



INTRODUCCION

Varios de los más populares procesos detratamiento de este tipo son colectivamentellamado “Proceso de Lodos Activados”.

Estos procesos tienen en común el contacto dedesecho líquido con la formación previa de oc!ioló"ico en un sistema airado. El resultado es queuna porción de lo or"ánico su#eto a una de"radación!ioló"ica es convertida a inor"ánico mientras que lorestante es convertido a un lodo activado adicional.El lodo activado esta constituido por una a"rupaciónoculenta de microor"anismos$ materia or"ánicamuerta % material inor"ánico.



&n dia"rama simpli'cado de u#o de ener"ía atrav(s de la cadena alimenticia se presenta enla )i".

*e la ener"ía inicial asimilada por los descomponedores+pulidores, ∆-$ una parte se pierde en la respiración$ ∆/0$ mientras que el resto$ ∆)0$ es utili1ado para elcrecimiento$ % se convierte en ener"ía disponi!le$ ∆-2$

para los predadores primarios.



∆H = ∆F + T∆S

Donde:

∆H = Cambio de Entalpía.

∆F = Cambio de Energía Libre.∆S = Cambio de Entropía.

T = Temperatura Absoluta.

Entropía = Energía Degradable

Entalpía = Energía Consumida



El t(rmino “activado” contiene en suesencia una propiedad única de lodoactivado. Las super'cies del oc sonaltamente activas en la adsorción coloidal

% material suspendido en la solución.

Esta propiedad se ilustra en las curvas dela )i". si"uiente que muestra la remoción

de materias or"ánicas de una solución encontacto con lodo activado en un sistemaairado sin u#o de in"reso % salida.



Remoción de Material Orgánico en contacto conLodo Activado en n Si!tema aireado !in "#o$como %nción del tiem&o'

La curva superior de'ne la remoción total como una función deltiempo de contacto.El pro"reso de una o3idación !ioló"ica es se"uida en la curvainferior.

La curva punteada representa esa porción or"ánica a!sor!ida %sinteti1ada or el roto lasma.



4nicialmente la remoción es de!ida casi enteramentea la a!sorción. La síntesis es proporcional a la

o3idación !ioló"ica %$ entonces podría contri!uirpoco$ inicialmente$ al total de las cantidadesa!sor!idas % sinteti1adas.Esa porción de materia or"ánica inicialmentea!sor!ida que no es inmediatamente o3idado outili1ado en la síntesis es almacenado en el oc delodos activados.

6a-!7c8dPe/f 963-%71

63-%71 representa el material or"ánico almacenado.6uando la capacidad total almacenada de lodo hasido utili1ada$ el oc de lodo no es más “activo” en elsentido de a!sor!ilidad.



PAR(METROS DECONCENTRACI)N

La *7 es i"ual al : de72 por unidad devolumen de líquidorequerido para una

o3idación completa de lamateria or"ánica.La *;7 es una medida

de la cantidad deo3i"eno reducido otomado en la o3idaciónquímica$ de la materiaor"ánica.

La *<7$ es el o3i"enototal consumido en lao3idación !ioló"ica de la

materia or"ánica.



COMPOSICI)N DE LOS S)LIDOSDE LODOS ACTIVADOS

Los sólidos volátiles inclu%en alos microor"anismos así comoa la materia or"ánica sin vida.El t(rmino “/ólidos 4nertes” se

re'ere a la fracción de materiainor"ánica.

La concentración de sólidosactivados representa fracciónde la concentración de sólidossuspendidos constituida pormicroor"anismos. La fracciónes activa en el sentido$ ode!ido ella #ue"a un rol activoen la o3idación !ioló"ica.

Sólidos Ati!os "

Sólidos #ol$tiles " + ""

Sólidos "nertes %&i'os( """

Sólidos Totales " + "" + """.



PRINCIPIOS DE LAO*IDACI)N +IOL),ICA

6uando un desa"=e or"ánico se pone en contactocon un lodo !ioló"icamente activo$ se produce laremoción del *<7 del desa"=e en diversas formas.

Los sólidos suspendidos 'namente divididos sonremovidos por a!sorción % coa"ulación.

La materia or"ánica disuelta restante es removida enforma pro"resiva durante el proceso de aereacion$

produci(ndose la síntesis de lodo activado % laproducción de a"ua % anhídrido car!ónico. Larapide1 de o3idación disminu%e a medida que loscompuestos or"ánicos son más comple#os.



RE-UERIMIENTO NUTRICIONAL . MEDIO AM+IENTE

Para el uso efectivo de los procesos de Lodos Activados serequiere de una comprensión de los requerimientosnutricionales % el medio am!iente de los lados activados.

Aunque los requerimientos nutricionales pueden serestimados elementales elemental de Lodos Activados se haencontrado que es más conveniente relacionar estosrequerimientos a las *<7> a 2? @6 del desecho que alimentaa los Lodos.

Para una adecuada cantidad de 8itró"eno % )ósforo$ serequieren los si"uientes valores*<7 para 8 B C2 por 0*<7 para P B 0>? por 0



PROCESOS DE LODOSACTIVADOS

6uando un desa"=e or"ánico se pone en contacto con lodo!ioló"icamente activo$ se produce la remoción del *<7 pora!sorción % coa"ulación. &na porción de la materiaor"ánica solu!le es inicialmente removida por a!sorción %

almacenada en las c(lulas !acteriales como una reservaalimenticia.

La D7. disuelta restante es removida pro"resivamentedurante el proceso de aeracion$ produci(ndose la síntesis

de lodo % la producción de -27 % 672.

La rapide1 de remoción del *<7$ lue"o de la a!sorcióninicial depende principalmente de dos factores

a, La concentración de *<7 a ser removido!, La concentración de lodos activados.




Las reacciones que se producen en la remoción de *<7en solución durante el proceso de o3idación !ioló"ica$pueden ser interpretados como un proceso de C fases emoción inicial de *<7$ mediante el contacto entre el

desa"=e % el lodo activo$ el cual es almacenado en lac(lula !acterial como una fuente de reserva alimenticia.

emoción del *<7$ en proporción directa al crecimientodel lodo activo.

73idación de la materia !ioló"ica celular a trav(s de larespiración endó"ena.




Estas reacciones pueden ser presentadas por las si"uientesecuaciones !ioquímicas 73idación de la materia or"ánica

63-%71 F 72 encima 672 F -27 G∆-. +0, /íntesis de la materia celular

+63-%71, F 8-C F 72 encimas 6(lulas F 672 F -27 F∆- +2, 73idación de la materia celular +6(lulas, F 72 encimas 672 F -27 F 8-C F∆- +C,




El proceso puede ser de'nido como un sistemaen el cual$ cultivos !ioló"icos oculados soncontinuamente recirculados % puestos encontacto con la materia or"ánica del desa"=e$en presencia de o3i"eno.



MODELOS DE 0LU1OCONTINUO

La ma%oría de los procesos de tratamiento estándiseHados para que se lleven a ca!o en un procesocontinuo.

*esde que tales procesos son dependientes del tiempo% el periodo de retención$ la característica de la me1clason de vital importancia a los in"enieros.

Las características de me1cla actuales varían con eldiseHo del sistema % usualmente son mu% comple#aspara descri!irlas en formas precisa matemáticamente.Por esta ra1ón$ se hacen uso de simples modelos deu#o para estimar esas características.



MODELO I2Plg 0lo34 o 0l#o Pi!ton$

/e de'ne como ese modelo en la queincrementos de materiales que in"resan con elinuente pasan a trav(s del sistema que es

descar"ado en la misma secuencia que in"resan. 8in"una me1cla interna o acción interna$ se llevaa ca!oI cada incremento esta en el sistema por

un tiempo i"ual al tiempo de retención teórico.Este tipo de u#o podría ser apro3imado en untanque lar"o que tiene una sección transversalrelativamente pequeHa.



MODELO II 2Me5cla com&letacon interme5cla4

&na completa me1cla con interme1cla esid(ntica como el modelo en la queincrementos del inuente se interme1clainmediatamente con el contenido delrecipiente % por eso pierde su identidad encada aspecto. El uido en el recipiente es

completamente me1clado de tal maneraque sus propiedades sean uniformes eid(nticas con aquellos del euente.



MODELO III 2Me5cla com&letacon cero interme5cla4

Es una com!inación de )lu#o Pistón % elde me1cla completa con interme1cla. &naves in"resado al sistema$ los incrementosson dispersados uniformemente en todo elrecipiente$ pero no se interme1cla ointeraccionan entre ellos. Los

incrementos retienen su identidadindividual % aparecen en el euente comouna función de su po!lación estadística.



LEC6OS DE O*IDACI)N+IOL),ICA



DESCRIPCI)N DEL PROCESO

El proceso de Lechos de 73idación<ioló"ica$ es uno de los m(todos

desarrollados por el hom!re$ parallevar a ca!o al fenómeno de laautopuri'cación natural$ en forma

acelerada$ e'ciente % económica.



TEORIA . PRINCIPIOS+(SICOS

Al i"ual que el proceso de lodos activados está!asado en la 73idación <ioquímica de la materiaor"ánica del desa"=e. Pero a diferencia de este$ la

e'ciencia en la remocion no depende de la 6ar"aaplicada El material 'ltrante se recu!re de una capa 1oo"leal$que es una sustancia viscosa % "elatinosa que

contiene !acterias$ proto1oarios % otrosmicroor"anismos$ esta capa 1oo"leal a!sor!e % utili1ala materia or"ánica que se encuentra en el desa"=e.



TEORIA . PRINCIPIOS+(SICOS/e ha encontrado que la remoción está "o!ernada por laprofundidad del 'ltro % la aplicación hidráulica.

6 B 0?GJ γ mKqn

6o *onde6 B 6oncentración or"ánica en el euente del 6lari'cador.

6o B 6oncentración or"ánica al in"reso del 'ltro percoladorγ B Profundidad del 'ltroq B Aplicación hidráulica por unidad de área super'cial.J B 6onstantem % n B E3ponentes$ +constante,



LEC6OS DE O*IDACI)N

Es considerado como un tratamiento secundario en elque se emplea cultivos !ioló"icos para llevar a ca!ouna descomposición aeró!ica u o3idación del materialor"ánico transformándolo en compuestos más esta!le. 6a!e destacar que la pala!ra “'ltro” no estacorrectamente empleada$ por que no se efectúanin"una acción 'ltrante. En realidad$ un 'ltro "oteador

es un dispositivo que pone en contacto a las a"uasservidas sedimentadas con cultivos !ioló"icos$ elnom!re correcto de!ería ser LE6-7/ *E 7M4*A64N8<47LNO46A.



0ILTRO ,OTEADOR



0ILTRO ,OTEADOR

La materia1oo"leal muerta esarrastrada fuera

de los 'ltros por elmismo desa"=e %lue"o separada delauente 'nalmediante el uso de

sedimentadoressecundarios.



PEL7CULA ACTIVA

La película activa a!sor!e % o3ida la materiaor"ánica disuelta % coloidal de las a"uas servidas.

Para la construcción de la unidad de tratamiento seutili1a piedra chancada o ladrillo chancado de 0 ”a C”$ tamaHo que permiten tener % mantener laporosidad necesaria que evitan la colmatación %sedimentación de material e3traHo. El 'ltro está constituido por las !oquillas dedistri!ución$ super'cie de contacto % sistema derecolección % drena#e.



PEL7CULA ACTIVA

0. &na película activa crece % se desarrollaso!re la super'cie de contacto.

2. *esarrollo % concentración de Daterial

6oloidalC. La concentración de sustancias coloidales esatacada por !acterias % en1imas$ % reducidasa compuestos simples.

Q. &n residuo oculento parecido al humus olodo conteniendo muchos proto1oarios %hon"os se acumulan so!re la super'cie.6uando el material oculento acumulado

adquiere su'ciente peso$ se desli1ará.



PEL7CULA ACTIVA

6uanto ma%or es la super'cie de contacto$ ma%orserá el número !acteriano de or"anismos queestarán en contacto con la masa liquida a ser

puri'cada.6uanto ma%or es el numero de or"anismos$ lapuri'cación de la masa liquida será más e'ciente.

6uanto menor sea la roca que forma parte delmedio 'ltrante$ la puri'cación será más "randeI

sin em!ar"o$ partículas del medio 'ltrantedemasiado pequeHas ori"inan o!strucciones.

/e puede resumir que un 'ltro "oteador actúacomo tami1ador % o3idante.



REMOCION DE LA CAR,AOR,ANICA

Los si"uientes fenómenos inducen a un incremento de lao3idación !ioló"ica so!re super'cie de contacto sólidos$promoviendo la actividad 'sioló"ica de las !acterias

El medio 'ltrante sólido hace posi!le la concentración denutrientes % en1imas$ por adsorción en la super'cie.

Los intersticios entre las c(lulas !acteriales % la super'cieactúan como puntos de concentración$ favoreciendo ladi"estión % adsorción de la materia comesti!le.

Los intersticios entre la super'cie % las c(lulas "enerancondiciones óptimas para la o3idación % otras reacciones'sicoquímicas.

Las super'cies actúan como puntos de li"a1ón o enlacepara los microor"anismos.



REMOCION DE LA CAR,AOR,ANICA

/e ha propuesto la si"uiente ecuación deoperación para 'ltros "oteadores

Lo B 0?GR*L *onde Lo B Es la concentración removi!le de *<7 quepermanece a la profundidad “*” L B Es la remoción otal J B Es la tasa de e3tracción lo"arítmica * B Profundidad de la cama

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