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