Un contactor biológico rotatorio o RBC es un proceso de tratamiento biológico de película fija que se utiliza en el tratamiento de aguas residuales después del tratamiento primario . [1] [2] [3] [4] [5] El proceso de tratamiento primario implica la remoción de arenilla , arena y material grueso suspendido a través de un proceso de cribado, seguido de la sedimentación de los sólidos suspendidos. El proceso RBC permite que las aguas residuales entren en contacto con una película biológica para eliminar los contaminantes en las aguas residuales antes de descargar las aguas residuales tratadas al medio ambiente., generalmente una masa de agua (río, lago u océano). Un contactor biológico rotatorio es un tipo de proceso de tratamiento secundario (biológico). Consiste en una serie de discos paralelos estrechamente espaciados montados en un eje giratorio que se apoya justo encima de la superficie del agua residual. Los microorganismos crecen en la superficie de los discos donde tiene lugar la degradación biológica de los contaminantes de las aguas residuales.
Operación
Los paquetes giratorios de discos (conocidos como medios) están contenidos en un tanque o comedero y giran entre 2 y 5 revoluciones por minuto. Los plásticos comúnmente utilizados para los medios son polietileno , PVC y poliestireno expandido . El eje está alineado con el flujo de aguas residuales de modo que los discos giran en ángulo recto con el flujo, con varios paquetes generalmente combinados para formar un tren de tratamiento. Aproximadamente el 40% del área del disco está sumergida en las aguas residuales. [7] : Capítulo 2
El crecimiento biológico se adhiere a la superficie del disco y forma una capa de limo. Los discos contactan las aguas residuales con el aire atmosférico para oxidarse mientras gira. La rotación ayuda a eliminar el exceso de sólidos. El sistema de disco se puede organizar en serie para obtener casi cualquier tiempo de detención o grado de extracción requerido. Dado que los sistemas están organizados por etapas, la cultura de las etapas posteriores puede aclimatarse a los materiales que se degradan lentamente. [7] : Capítulo 2
Los discos se componen de láminas de plástico de 2 a 4 m de diámetro y hasta 10 mm de espesor. Se pueden disponer varios módulos en paralelo y / o en serie para cumplir con los requisitos de flujo y tratamiento. Los discos se sumergen en aguas residuales hasta aproximadamente el 40% de su diámetro. Aproximadamente el 95% de la superficie se sumerge alternativamente en aguas residuales y luego se expone a la atmósfera por encima del líquido. El sustrato carbonoso se elimina en la etapa inicial de RBC. La conversión de carbono puede completarse en la primera etapa de una serie de módulos, y la nitrificación se completa después de la quinta etapa. La mayoría de los diseños de sistemas RBC incluirán un mínimo de 4 o 5 módulos en serie para obtener la nitrificación de las aguas residuales. A medida que la biomasa de la biopelícula cambia de metabolismo de carbono a nitrificación, se puede ver un cambio de color visual de gris / beige a marrón, que se ilustra en la foto adyacente.
Las biopelículas , que son crecimientos biológicos que se adhieren a los discos, asimilan los materiales orgánicos (medidos como DBO5) en las aguas residuales. La aireación es proporcionada por la acción de rotación, que expone los medios al aire después de entrar en contacto con las aguas residuales, lo que facilita la degradación de los contaminantes que se eliminan. El grado de tratamiento de las aguas residuales está relacionado con la cantidad de superficie del medio y la calidad y el volumen de las aguas residuales que entran.
Los glóbulos rojos alcanzan regularmente los siguientes parámetros de efluentes para aguas residuales tratadas: DBO5: 20 mg / L, sólidos en suspensión: 30 mg / L y amoníaco N: 20 mg / L. Consumen muy poca energía y hacen poco ruido debido a la lenta rotación del rotor (2-5 RPM). Generalmente se consideran sistemas muy robustos y de bajo mantenimiento. Se pueden lograr mejores parámetros de descarga de efluentes agregando un filtro de pulido terciario después del RBC para reducir la DBO5, SS y nitrógeno amoniacal. Un paso adicional de UV o cloración puede lograr parámetros de efluentes que hacen que el agua sea adecuada para riego o descarga de inodoros.
Historia
El primer RBC se instaló en Alemania Occidental en 1959, luego se introdujo en los Estados Unidos y Canadá. [7] : Capítulo 2: Historia En los Estados Unidos, los contactores biológicos rotativos se utilizan para industrias que producen aguas residuales con alta demanda bioquímica de oxígeno (DBO) (por ejemplo, la industria del petróleo y la industria láctea). En el Reino Unido, los primeros GRP RBC, fabricados por KEE Process Ltd., originalmente conocidos como KLARGESTER, se remontan a 1955.
Un RBC diseñado correctamente produjo un efluente final de muy alta calidad. Sin embargo, tanto la carga orgánica como la hidráulica tuvieron que abordarse en la fase de diseño.
En la década de 1980 se encontraron problemas en los EE. UU. Que llevaron a la Agencia Ambiental a encargar una serie de informes.
Estos informes identificaron una serie de problemas y criticaron el proceso de RBC. Un autor sugirió que, dado que los fabricantes eran conscientes del problema, los problemas se resolverían y sugirió que los ingenieros de diseño deberían especificar una vida útil prolongada. [ cita requerida ]
Sin embargo, esto solo fue posible cuando los fabricantes se dieron cuenta de los problemas de diseño y el estrés para garantizar una larga vida útil y, dado que aún se producían fallas, era poco probable que se conocieran los esfuerzos de diseño.
Severn Trent Water Ltd, una gran empresa de agua del Reino Unido con sede en Midlands, empleó RBC como el proceso preferido para sus pequeñas obras que suman más de 700 sitios. En consecuencia, una larga vida útil era esencial para el cumplimiento.
Este problema fue abordado con éxito por Eric Findlay C Eng cuando fue empleado de Severn Trent Water Ltd en el Reino Unido después de un período de fallas en varias plantas. Como resultado, el problema de las fallas de vida corta se entendió completamente a principios de la década de 1990 cuando se identificaron los problemas hidráulicos y de proceso correctos para producir un efluente nitrificado de alta calidad.
Hay varios otros artículos que abordan todo el tema de los glóbulos rojos. Findlay también desarrolló un sistema para reparar glóbulos rojos defectuosos que permite extender la vida útil del eje y el marco hasta 30 años según el marco diseñado por Cranfield. Cuando se requirió capacidad adicional, se utilizan marcos intermedios que maximizan y minimizan la necesidad de duplicación.
Aclaración secundaria
Los clarificadores secundarios que siguen a los glóbulos rojos son idénticos en diseño a los tanques de humus convencionales, tal como se utilizan aguas abajo de los filtros percoladores . Los lodos generalmente se eliminan a diario o se bombean automáticamente al tanque de sedimentación principal para el co-sedimento. La eliminación regular de lodos reduce el riesgo de que se desarrollen condiciones anaeróbicas dentro del lodo, con la consiguiente flotación del lodo debido a la liberación de gases.
Ver también
Referencias
- ^ CP Leslie Grady, Glenn T. Daigger y Henry C. Lim (1998). Tratamiento biológico de aguas residuales (2ª ed.). Prensa CRC. ISBN 0-8247-8919-9.
- ^ CC Lee y Shun Dar Lin (2000). Manual de cálculos de ingeniería ambiental (1ª ed.). McGraw Hill. ISBN 0-07-038183-6.
- ^ Tchobanoglous, G., Burton, FL y Stensel, HD (2003). Ingeniería de aguas residuales (tratamiento, eliminación, reutilización) / Metcalf & Eddy, Inc (4ª ed.). Compañía de libros McGraw-Hill. ISBN 0-07-041878-0.CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Frank R. Spellman (2000). Manual estándar de Spellman para operadores de aguas residuales . Prensa CRC. ISBN 1-56676-835-7.
- ^ Evolución mecánica del contactor biológico giratorio en el siglo XXI por D. Mba, Escuela de Ingeniería, Universidad de Cranfield
- ^ Beychok, Milton R. (1967). Residuos acuosos de plantas petroleras y petroquímicas (1ª ed.). John Wiley e hijos. pag. 262. LCCN 67019834 .
- ^ a b c Ronald L. Antonie (2018). Superficies Biológicas Fijas - Tratamiento de Aguas Residuales: El Contactor Biológico Giratorio . Prensa CRC. ISBN 9781351088947. Consultado el 27 de febrero de 2018 .
- ^ Findlay GE (1993) "La selección y diseño de contactores biológicos rotativos y lechos de juncos para pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales" Proc., Instn Civ Engrs, Wat., Marit., & Energy 193101 Dec 237-246
- ^ Sitio web del proceso KEE (1993) https://www.keeservices.com/about/
enlaces externos
- Criterios de diseño para contactores biológicos rotativos
- Implementación de soluciones de contactores biológicos giratorios
- Aplicación del proceso de contactor biológico rotatorio
- Departamento de Recursos Naturales de Wisconsin - Certificación de operador de aguas residuales. Tratamiento biológico - Guía de estudio de procesos de crecimiento adjunto, edición de febrero de 2016
- Capacitación para la certificación de operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales del centro de capacitación ambiental de Penn State Harrisburg - Módulo 21: Contactores biológicos giratorios