eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · eliminación de nitrógeno en...

29
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX ® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY

Upload: others

Post on 17-Apr-2020

9 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR.

Proceso BIOMOX®

ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY

Page 2: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 3: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 4: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 5: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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®

Page 6: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 7: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 8: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 9: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 10: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 11: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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-

Page 12: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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)

Page 13: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 14: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 15: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 16: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 17: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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)

Page 18: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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+

Page 19: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 20: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

-

Page 21: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 22: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 23: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 24: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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 %

Page 25: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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 %

Page 26: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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 %

Page 27: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 28: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

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

Page 29: Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de ... · Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX ® decantador primario decantador

Ángel [email protected] Medioambiente S.L.C/ Belice 1, 3C

33212 Gijón - Asturias

www.wehrle.es

Gracias por su atención