Diseño, construcción y evaluación preliminar de un sistema de reactor biológico secuencial a escala

Abstract

Existen una serie de equipos para el tratamiento de aguas residuales y entre éstos se tiene al Reactor Secuencial por Cargas (SBR siglas en inglés), el cual es un sistema compuesto por etapas (llenado, reacción, sedimentación, vaciado y purga), y no se ha evaluado para aguas residuales domésticas, ya que en su mayoría ha sido empleado para desechos industriales por no ser un equipo continuo y los trabajos anteriores se han llevado a cabo utilizando agua sintética. En el presente trabajo, en principio se plantea la construcción de este equipo, la cual está comprendida por, la selección de materiales apropiados para el tanque de reacción, construcción de un sistema de aireación, de control, basado en temporizadores y disposición de válvulas y tuberías. Después se procede a la puesta en marcha del sistema donde se busca alcanzar un nivel de biomasa apropiado (20 % del volumen total), para esto se mantiene el equipo operando en ciclos de 12 horas, una vez alcanzado dicho nivel se evalúa la estabilidad del sistema la cual se comprueba al obtener, en diferentes experiencias, porcentajes de remoción en base a la Demanda Química de Oxígeno (DQO), mayores a 94 % y reproducibles en el tiempo, con descargas de DQO menores a 20 mg/L. Por otra parte, operando bajo ese tiempo se determina la Demanda Bioquímica de Oxígeno, con 5 días de incubación a 20 ºC (DBO5,20), a la entrada y la salida del sistema, y DQO cada hora, durante dos muestreos de 24 horas, en días no consecutivos (cuatro ciclos) observándose que la tendencia del porcentaje de remoción en base a la DBO5,20 también se mantiene superior a 95%. Adicionalmente, se determina que el ciclo mas apropiado de operación, para este sistema en específico, corresponde a 6 horas. Operando bajo la condición de ciclos de 6 horas se confirma que este es el tiempo óptimo mediante determinaciones de DQO y DBO5,20 a la entrada y a la salida arrojando porcentajes de remoción mayores a 90 %. Adicionalmente, con los parámetros obtenidos se comprueba que los resultados teóricos calculados por el modelo matemático, se aproximan a los reales. Finalmente se proponen dos estrategias, una de control del proceso, basada en la variables que se consideran importantes para el desarrollo de cada una de las etapas del sistema, para automatización, como lo son cada uno de los tiempos de operación, y para seguridad, tales como nivel máximo, y otra para que este sistema pueda operar con una producción de agua residual continua con este tipo de equipo que opera por cargas.