- Resumen
- Objetivos
- Modelo
teórico para representar el proceso - Trabajo
experimental - Aplicación
de la ecuación de diseño, previa
determinación de parámetros k y
P - Análisis
comparativos - Ejemplo
numérico - Conclusiones
- Referencias
Resumen
El reactor biológico de Película Fija
Sumergida PFS, consiste en un tanque aereado por difusión
de aire, en el
cual se encuentra sumergido un medio plástico
que proporciona la superficie para el crecimiento de la
película biológica.
Es un proceso
aereado para oxidación biológica de la DBO y con
renovación constante de biopelícula. Se presentan
criterios y ecuaciones de
diseño
obtenidos experimentalmente. Se alcanzó 90% de
remoción de DBO y los lodos orgánicos producidos
sedimentaron fácilmente.
Se analiza la semejanza que existe entre los Biofiltros
Aereados Sumergidos (BAF) y el PFS. Se comparan los procesos de
película fija y las ecuaciones siguientes: biofiltros
(Germaín), biodiscos (Kinkanon y Popel), BAF (Stencel) y
PFS(Gómez).
Se presenta un ejemplo numérico del diseño
funcional de un reactor PFS; con cálculos de volumen y
geometría del reactor, requerimientos de
aire, potencia de
sopladores y requerimientos de medio plástico.
Introducción
El proceso PFS consiste en un reactor, que es un tanque
por el cual pasa un caudal de agua residual,
la entrada del agua residual es por un extremo del tanque en la
parte superior y la salida del agua tratada es en el extremo
opuesto del tanque, también por la parte superior. El
tanque es similar al utilizado en el proceso de lodos activados,
con sistema de
difusión de aire en el fondo del tanque.
Dentro del tanque se coloca el medio plástico,
que esta sumergido en agua residual. En este medio crecen
microorganismos adheridos a la superficie del plástico,
formando una película biológica, que se alimenta de
la materia
orgánica disuelta contenida en las aguas residuales, que
alimentan al reactor.
El aire que se suministra por el fondo, abajo del medio
plástico, asciende entre las separaciones del medio
plástico y entra en contacto con los microorganismos que
forman la película biológica. El aire proporciona
el oxígeno
requerido para la respiración endógena de los
microorganismos y para la oxidación de la materia
orgánica que toman como alimento.
Además, las burbujas de aire difundido provocan
un movimiento de
convención forzada, que favorece el número de
choques entre el sustrato (alimento), la película
biológica (microorganismos) y el oxígeno contenido
en el aire. En otras palabras, permite el mezclado y suministro
de oxigeno,
requerido para que la materia orgánica disuelta (DBO
soluble) contenida en las aguas residuales se convierta en
materia celular (microorganismos).
Los microorganismos producidos por la oxidación
de la materia orgánica se van adhiriendo inicialmente a
las paredes del medio plástico y posteriormente se forman
varias capas biológicas sobrepuestas.
Esto ocasiona que los microorganismos de la
última capa (la exterior) tengan mayor contacto con el
sustrato o alimento y con el oxígeno del aire inyectado;
en cambio, la
capa adherida a la superficie plástica (la interior) cada
vez tiene menos contacto con el sustrato y el oxígeno, por
lo que se le dificulta la alimentación y
respiración; hasta que muere y se desprende del
plástico. El aire que asciende con turbulencia, ayuda a
desprender la película biológica parcialmente
muerta.
En la superficie plástica que queda libre al
desprenderse la película envejecida, se inicia el
crecimiento de una nueva película. Es un proceso
dinámico repetitivo.
La biopelícula al desprenderse del medio
plástico forma flóculos que se mantienen en
suspensión debido a la turbulencia que produce el aire que
se suministra al tanque y estos flóculos forman parte
importante de los sólidos suspendidos volátiles
contenidos en el reactor y en el efluente.
El efluente del proceso de película fija
sumergida PFS, es conducido al tanque de sedimentación, en
donde se separan los flóculos para ser retirados por el
fondo y el agua
clarificada se obtiene por la parte superior. La figura 1
muestra una
representación esquemática del proceso PFS con
sedimentador secundario.
Figura 1 Representación esquemática de un
sistema de Película Fija Sumergida – Sedimentador
Secundario.
Objetivos
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