ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NUTRIENTSaca-web.gencat.cat/aca/documents/ca/jornadatecnica... ·...
Transcript of ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NUTRIENTSaca-web.gencat.cat/aca/documents/ca/jornadatecnica... ·...
UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONADepartament d’Enginyeria Química
Escola Tècnica Superior d’Enginyeria
ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NUTRIENTS
J. A. Baeza, J. Carrera, C. Casas i J. Lafuente
ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NUTRIENTS
Nitrogen Oxidació i reducció a N2
Fòsfor Acumulació intracel·lular
ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
NH4+ Ammonium oxidizers NO3
-Nitrite oxidizersNO2-
Heterotrophic bacteria CO2 + H2O + N2COD + NO3-
ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
SEDIMENTADOR
Influent
Efluent
Recirculació interna
NO3-
DQO
NO3-
NO3-
Recirculació externa
NO3-
N2
ANÒXIC OXICNH4
+NH4
+
CONFIGURACIONS PER L’ELIMINACIÓ
BIOLÒGICA DE NITROGEN
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Ludzack-Ettinger modificat
Recirculació interna (1-4 Q)
Sedimentador
Recirculació externa (0.5-1 Q)
Purga
Influent (Q) Efluent
Reactor aerobiReactor anòxic
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Bardenpho
Recirculació interna (1-4 Q)Sedimentador
R. anòxic
Influent (Q)
R. anòxic R. aerobiR. aerobi
Purga
Efluent
Recirculació externa (0.5-1 Q)
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Canal d’oxidació
Efluent
Sedimentador
Recirculació externa
Influent (Q)Aireació
Agitació submergida
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Canal d’oxidació en fases alternes
FASE 10 - 1.5 horas
FASE 43.5-4 horas
FASE 21.5-2 horas
FASE 32-3.5 horas
ANÓXICO
AERÓBICO
ANÓXICO
AERÓBICO
AERÓBICO
AERÓBICOAERÓBICO
AERÓBICO
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Reactor discontinu Seqüencial (SBR)
cycle
Filling phase
Anoxic phase
Aerobic phase
Settling phase
Extraction
Idle
Influent
Effluent
Air
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Biomasses separades
Derivació del influent
Influent (Q)
PurgaPurgaRecirculació externa (0.5-1 Q) Recirculació externa (0.5-1 Q)
Reactor anòxicReactor aerobiSedimentador
Aireació
Sedimentador
Efluent
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA D’AMONI
Biodisc
SedimentadorBiodiscs
Efluent
Purga
PARÀMETRES D’OPERACIÓ
Nitrificació 2 mol de bicarbonat per mol d’amoniAlcalinitat
Necessitat 4.57 kg per kg N[OD] 2 mg/L
Oxigen
Nitrificació 7.5 - 8.5Desnitrificació 7 - 9
pH
Necessitat DQO pel procés de denitrificacióDQO
Estiu 8 - 10 diesHivern 12 - 20 dies
Temps de residència cel·lular
ELIMINACIÓ BIOLOGICA DE FÒSFOREBPR (Enhanced Biological Phosphorus Removal)
PAO (Polyphosphate Accumulating Organisms)
CONDICIONS ANAEROBIES + AEROBIES
CONDICIONS ANAERÒBIES
Acetil-CoA
NADH2
ATP
PHB
GLY
PO43-Poly-P
HAc
CONDICIONS AERÒBIES
NADH2
ATP
PHB Poly-PGLY PO43-
PERFIL TÍPIC ELIMINACIÓ FÓSFOR
Time (min)
0 50 100 150 200 250 300 350
Ace
tate
, PH
B, G
lyco
gen
(mg
CO
D·L
-1)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Phos
phor
ous (
mg
P·L
-1)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
GLYCOGEN
PHB
PHOSPHOROUSACETATE
ANAEROBIC AEROBIC
CONFIGURACIONS PER L’ELIMINACIÓ
BIOLÒGICA DE FÒSFOR
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE FÒSFOR
A/O
SedimentadorReactor anaerobi Reactor aerobi
Recirculació externa (0.5-1 Q)
Purga
Influent (Q) Efluent
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLOGICA DE FÒSFOR
Reactor discontinuo Seqüencial (SBR)
cycle
Filling phase
Anaerobic phase
Aerobic phase
Settling phase
Extraction
Idle
Influent
Effluent
Air
PARAMETRES D’OPERACIÓ
Evitar la presència d’oxigen i/o nitrat al reactor anaerobi
Fracció anaeròbia de 15 - 20% del volum total de reactors
pH entre 6.5 -7.5
Necessitat de matèria orgànica fàcilment biodegradable al reactor anaerobi
Temps de residència cel·lular òptim de 9 - 11 dies
CONFIGURACIONS PER L’ELIMINACIÓ
BIOLÒGICA SIMULTÀNIA
DE NITROGEN I FÒSFOR
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NITROGEN I FÒSFOR
A2/O
Recirculació interna (1-3 Q)
SedimentadorReactor anóxic
Recirculació externa (0.5-1 Q)
Purga
Influent (Q) Efluent
Reactor aerobiReactor anaerobi
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NITROGEN I FÒSFOR
Bardenpho modificat
Recirculació interna (1-4 Q)Sedimentador
Influent (Q)
R. anóxic R. aerobiR. anóxic R. aerobi
Purga
Efluent
R. anaerobi
Recirculació externa (0.5-1 Q)
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NITROGEN I FÒSFOR
UCT
Recirculació interna (1-2 Q)Recirculació anóxica
(1-2 Q)
SedimentadorReactor anòxic
Recirculació externa (0.5-1 Q)
Influente (Q)
Reactor anaerobi
Efluent
Purga
Reactor aerobi
CONFIGURACIONS PER ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NITROGEN I FÒSFOR
Canal d’oxidació modificat
Efluent
Sedimentador
Recirculació externa
R. anaerobiInfluent (Q)
Agitación sumergida
Aireación
ELIMINACIÓ BIOLOGICA DE AMONIalternatives
Nitritació / Desnitritació
NH4+ NO2
-
DQO + NO2- N2
ELIMINACIÓ BIOLOGICA DE AMONIalternatives
Single reactor system for High Ammonia Removal Over Nitrite (SHARON)
NH4+ + HCO3
-+ 0.75 O2 0.5 NH4
+ + 0.5 NO2-
+ 1.5 H2O
ANaerobic AMmonia OXidation (ANAMOX)
NH4+ + NO2
-N2 + 2 H2O
UNIVERSITAT AUTÒNOMA DE BARCELONADepartament d’Enginyeria Química
Escola Tècnica Superior d’Enginyeria
ELIMINACIÓ BIOLÒGICA DE NUTRIENTS
J. A. Baeza, J. Carrera, C. Casas i J. Lafuente