eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · eliminación de nitrógeno en...
TRANSCRIPT
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR.
Proceso BIOMOX®
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Índice
• Presentación de la empresa WEHRLE
• El impacto de los retornos de deshidratación
• Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• Tratamiento de retornos de deshidratación
• Referencias del proceso BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
� Grupo de empresas de origen alemán fundado en 1860
� WEHRLE Umwelt GmbH: Actividad en la fabricación de equipos de ingeniería medioambiental y el tratamiento de aguas residuales de alta carga.
� Más de 30 años de experiencia en el tratamiento de aguas residuales
� Con presencia internacional: empresas filiales en España, Reino Unido y Brasil y socios colaboradores en Tailandia, India, China, Rusia, Colombia, Turquía y Francia
� Especialistas en el tratamiento biológico aerobio y anaerobio de aguas residuales complejas y procesos de separación con membranas
� Más de 300 referencias a nivel mundial
Presentación de la empresa WEHRLE
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Tratamientos biológicos aerobios
MBR-BIOMEMBRAT® / BIOSTREAM®
Separación con membranas (UF, NF, OI)
Tratamientos biológicos anaeróbicos
BIODIGAT® / N-BIO
Adsorción con Carbón activo
Sequencing-Batch-Reactor (SBR)
Tratamiento mecánico – biológico de residuos
sólidos (MYT)
Presentación de la empresa WEHRLE
Tecnologías de tratamiento WEHRLE
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Con
tam
inaci
ón
del ag
ua r
esi
du
al
BIO conv. SBR
BIOMEMBRAT ®
BIOSTREAM®
BIOSTREAM®/UF
Combinaciónde procesos
SBAF
AS
CA NFOI
Calidad de vertido
Presentación de la empresa WEHRLE
Tecnologías de tratamiento WEHRLE
BIOMOX®
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Índice
• Presentación de la empresa WEHRLE
• El impacto de los retornos de deshidratación
• Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• Tratamiento de retornos de deshidratación
• Referencias del proceso BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
decantador
primario
decantador
secundario
proceso de lodos
activos
digestión
de lodos
deshidratación
de lodos
100% 105%
55%
22%
28%
15%
43%
23%
20%
El impacto de los retornos de deshidratación
Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Balance de nitrógeno
Retornos de deshidratación
• < 1% caudal EDAR
• 15 – 25% de carga de N
• N-NH4: 500 – 1500 mg/L
• DBO5: < 150 mg/L
• Impacto en línea de aguas
• Menor calidad de vertido
• Mayor consumo de O2
• Reducida relación C/N (¿adición C?)
• Mayor producción de lodo
Agua residual
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
100% 87%
50%
15%
22%
15%
37%
18%
19%
2%
17%
decantador
secundario
decantador
primario
proceso de lodos
activos
digestión
de lodos
deshidratación
de lodos
Tratamiento
de retornos
El impacto de los retornos de deshidratación
Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Tratamiento de retornos
Mejoras de aprox. 25%
Reducciónde aprox.
20 %
Tratamientoeficaz y de
bajos costes de operación
Agua residual
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Índice
• Presentación de la empresa WEHRLE
• El impacto de los retornos de deshidratación
• Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• Tratamiento de retornos de deshidratación
• Referencias del proceso BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Ciclo del nitrógeno en la naturaleza
NH4+NO2
-
NO3-
N2
Atmósfera
Nitrificación
DesnitrificaciónFijación del nitrógeno
250 M Ton/año• Biológica (leguminosas)
• Abiótica: rayos, erupciones
• Industrial: producción
fertilizantes
O2
Fuente de C
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0)
1 mol NH4+
1 mol NO2-
1 mol NO3-
Nitratación
Nitritación
1,5 O2
0,5 O2
0,5 Fuente de C
0,5 mol N2
NITRIFICACIÓN DESNITRIFICACIÓN
Bacterias AOB
Bacterias
NOB
Bacterias autótrofasAmbiente aeróbico
Bacterias heterótrofasAmbiente anóxico
NITRITACIÓN DESNITRITACIÓN
0,33 Fuente de C
1 mol NO2-
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0)
• Reducción del 25% del consumo energético• Reducción del 40% del consumo de C externo• Menor producción de fango exceso• Mayor control de proceso: “nitrite shunt”
1 mol NH4+
1 mol NO2-Nitritación
1,5 O2
0,5 Fuente de C
0,5 mol N2
Bacterias AOB
Bacterias autótrofasAmbiente aeróbico
Bacterias heterótrofasAmbiente anóxico
NITRITACIÓN DESNITRITACIÓN
1 mol NO2-
Nitritación – Desnitritación (v 2.0)
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
0,86 O2
Bacterias autótrofasAmbiente anóxico
OXIDACIÓN ANAERÓBICA DE AMONIO
0,5 mol NO2-
NITRITACIÓN PARCIAL 50 – 60%
1 mol NH4+
Nitritación
0,5 mol N2
Bacterias AOB
Bacterias autótrofasAmbiente aeróbico
0,44 mol N2
0,11 mol NO3-
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Nitritación parcial – Anammox (v 3.0)
Bacterias Anammox
Planctomycetes
• Reducción del 60% del consumo energético• Reducción de aprox. 100% del consumo de C externo• Menor producción de fango exceso• Mayor control de proceso: “nitrite shunt”
0,5 mol NH4+
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0)
Nitritación – Desnitritación (v 2.0)
NH4+ + 1.32 NO2
- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+
0.26 NO3- + 1.02 N2 + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
nitrificación/desnitrificación
Nitritación/desnitritación
BIOMOX
nitritación parcial/anammox
MicrobiologíaAOB,NOB
/desnitrificantesAOB
/desnitrificantesAOB
/anammox
Demanda de oxígeno[g O2/g N]
4.57 3.43 1.71
Ahorro en oxígeno - 24 % 60 %
Demanda de fuente de C[g DBO/g N]
3.7 2.3 0
Ahorro en fuente de C - 38 % ∼ 100 %
Producción de lodo exceso +++ ++ +
Eficacia de eliminación N > 95 % 90 % 85 %
Comparación de los procesos biológicos para la eliminación de nitrógeno
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Ciclo del nitrógeno en la naturaleza
Anammox NH4+NO2
-
NO3-
N2
Atmósfera
Nitrificación
DesnitrificaciónFijación del nitrógeno
O2
Fuente de C
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Índice
• Presentación de la empresa WEHRLE
• El impacto de los retornos de deshidratación
• Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• Tratamiento de retornos de deshidratación
• Referencias del proceso BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Tratamiento de retornos de deshidratación
Fuente de C
O2SBR
NitrificaciónDesnitrificaciónQ
Sistemas convencionales (v1.0)
SBRNitritaciónAnammox
O2
Q
BIOMOX-SBR
Q
O2
Nitritación Anammox
BIOMOX-CFR
Procesos industriales para la eliminación biológica de nitrógeno
SHARON + DENI (v2.0)
QDeni
Fuente de CO2
DeniNitritación
Nitritación parcial + Anammox (v3.0)
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – SBR
Balsa de retornos Reactor SBR Soplante
Alimentación a SBR Aire
• Proceso discontinuo o por cargas• Aireación intermitente en cada ciclo (fase aeróbica / fase anóxica)• 3 – 4 ciclos/día• Control de proceso
NH4+ + O2 NO2
-
NH4+ + NO2
- N2
Decantación
DescargapH
O2
NH4+
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
anó
xica
aero
bia
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – SBR – Control de proceso
tiempo
pH
O2
tiempo
O2NO2
-
máx. 0,4 – 0,5
Aprox.0,02 – 0,03
Inicio de formación de NO3-Fase
lag
• Aireación intermitente: ciclos aerobio / anóxico• Control de concentración de oxígeno: evitar formación de NO3
-
• Variable de control: pH• Rendimiento > 80% en eliminación de N
aero
bia
anó
xica
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
pH
O2
NH4+
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – CFR
• Proceso en dos etapas: nitritación + deamonificación
• Alimentación continua de retornos al proceso
• Aireación intermitente en reactor de nitritación: evitar la formación de NO3
-
Balsa de retornos
AireReactor de nitritación
Descarga
Recirculación de lodos 1
Recirculación de lodos 2
Decantador de deamonificación
Reactor de deamonificación
pH
NH4+
NH4+ + NO2
- N2
Decantador de nitritación
50% NH4+
50% NO2-
NH4+ + O2 NO2
-
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
decantadorAnammox
Reactoranóxico
Anammox
Reactoraerobio de nitritación
Decantadornitritación
Sala de control
Sala de máquinas
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – CFR – Plano de implantación, Postdam
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
BIOMOX®- SBR
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – Comparación entre proceso SBR y proceso CFR
• Condiciones de operación y circuitos independientes para cada proceso: TSS, HRT, SRT, sedimentabilidad, etc.
• Operación más estable• Mayor rendimiento en eliminación de N y N-
NH4+
• Alimentación continua: menor volumen de depósito tampón
• Menor consumo de aireación
• Instalación más sencilla• Menores costes de inversión
BIOMOX®- CFR
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Índice
• Presentación de la empresa WEHRLE
• El impacto de los retornos de deshidratación
• Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• Tratamiento de retornos de deshidratación
• Referencias del proceso BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
Referencias BIOMOX
BIOMOX-SBR Rheda
Localización:EDAR Rheda, Alemania103.000 hab-eq.Retornos lodos EDAR + industrial
Tipo: BIOMOX®-SBR
Volumen: 970 m³
Capacidad: 312 m³/d680 kg N / d
Eliminación de nitrógeno: 80 %
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
BIOMOX-CFR Fulda
Referencias BIOMOX
Localización:EDAR Fulda, Alemania200.000 hab-eq.Retornos lodos EDAR
Tipo: BIOMOX®-CFR
Volumen: 2 x 300 m³
Capacidad: 600 m³/d307 kg N / d
Eliminación de nitrógeno: 75 %
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
BIOMOX-CFR Landshut
Referencias BIOMOX
Localización: EDAR Landshut, Alemania260.000 hab-eq.Retornos lodos EDAR
Tipo: BIOMOX®-CFR
Volumen: 2 x 320 m³
Capacidad: 240 m³/d340 kg N / d
Eliminaciónde nitrógeno: 75 %
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
BIOMOX-CFR Postdam
Localización:EDAR Postdam-Nord, Alemania90.000 hab-eq.Retornos lodos EDAR
Tipo: BIOMOX®-CFR
Volumen: 2 x 200 m³
Capacidad: 240 m³/d160 kg N / d
Eliminación de nitrógeno: 80 %
Referencias BIOMOX
ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratac ión de lodos. Proceso BIOMOX ®
A modo de conclusión…
• Los procesos combinados de nitritación + oxidación anaeróbica de amonio (Anammox) muestran una elevada eficacia en la eliminación de nitrógeno en los retornos de deshidratación
• Reducidos costes de operación
• Proceso adaptable a las necesidades de cada EDAR
• Amplia implantación en Europa central y EE.UU.
• Solución eficaz a corto plazo para la eliminación de nutrientes en línea de lodos
Ángel [email protected] Medioambiente S.L.C/ Belice 1, 3C
33212 Gijón - Asturias
www.wehrle.es
Gracias por su atención