Depuración para principiantes V-3: Nitrificación-desnitrificación. Lechos bacterianos. Ejemplo

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  • Depuración principiantes V-3: Nitrificación-desnitrificación. Lechos bacterianos. Ejemplo

Sobre el blog

Jorge Chamorro
Ingeniero especialista en tratamiento y depuración de aguas y en desalación.

En una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) el tratamiento secundario biológico para la reducción de nutrientes mediante lechos bacterianos es el responsable de reducir la carga contaminante orgánica que se encuentra en estado coloidal o disuelto y de la reducción de nutrientes.

El tratamiento de nitrificación-desnitrificación mediante lecho bacteriano o percolador está formado por:

  • Lecho bacteriano inundado
  • Lechos bacterianos de baja carga
  • Recirculación para desnitrificación.
  • Decantación

Para el diseño de estas instalaciones, es conveniente seguir los siguientes pasos:

  1. Establecer los datos de diseño
  2. Definir los parámetros de diseño
  3. Diseñar las instalaciones y equipos
  4. Verificar los parámetros de funcionamiento.

Primero: establecer los datos de diseño

Los datos de diseño que se necesitan son tanto hidráulicos como de carga contaminante:

Segundo: definir los parámetros de diseño

El tratamiento biológico tiene por objeto aumentar los rendimientos del tratamiento primario y reducir los nutrientes mediante un proceso de lechos bacterianos de baja carga.

Los parámetros de diseño, para un lecho bacteriano de desnitrificación, son:

Los parámetros de diseño, para un lecho bacteriano de baja carga, son:

Los parámetros de diseño para la decantación de un proceso de lechos bacterianos de baja carga son:

Tercero: diseñar las instalaciones y equipos

Para el diseño de los lechos bacterianos responsables de la desnitrificación se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Establecer la salida de nitrógeno:

2) Definir las concentraciones de nitrógeno a nitrificar:

3) Definir las concentraciones de nitrógeno a desnitrificar:

4) Calcular la recirculación necesaria:

5) Calcular las cargas de nitratos de entrada a lechos:

6) Definir el material soporte y los parámetros de diseño:

7) Calcular el volumen de los lecho:

8) Definir la altura de los lechos:

9) Calcular el número de unidades a instalar y las dimensiones unitarias en planta:

10) Verificar las cargas hidráulicas:

Para el diseño de los lechos bacterianos responsables de la nitrificación se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Calcular las concentraciones de DBO5 de entrada a los lechos:

2) Calcular las cargas de DBO5 de entrada a lechos:

3) Definir el material soporte y los parámetros de diseño:

4) Calcular el volumen de los lecho:

5) Definir la altura de los lechos en función del material soporte:

6) Calcular el número de unidades a instalar y las dimensiones unitarias:

7) Verificar las cargas hidráulicas:

8) Calcular la superficie de los huecos para aireación natural:

9) Calcular el bombeo de alimentación:

10) Calcular el bombeo de recirculación:

Para el diseño del decantador se deben de seguir los siguientes pasos:

1) Determinar los caudales de diseño:

2) Calcular la superficie mínima necesaria en planta:

3) Calcular el número de unidades a instalar y las dimensiones unitarias en planta:

4) Calcular el volumen mínimo de cada unidad y su altura:

5) Calcular el volumen unitario:

Vt= Volumen total = N (ud) * a (m) * l (m) * h (m) = 4.901 m3 > 4.830 m3

Vt= Volumen total = N (ud) * π * φ (m)^2 : 4 * h (m) = 4.825 m3> 4.830 m3

6) Calcular la producción de fangos:

7) Definir la calidad del agua de salida del tratamiento secundarios :

Cuarto: verificar los parámetros de funcionamiento

Con las dimensiones definidas, verificar, para cada una de las instalaciones que se cumplen los parámetros de diseño.

Recomendaciones

Para un buen diseño de las instalaciones, se recomienda tener en cuenta las siguientes observaciones:

  1. Realizar el reparto a las diferentes unidades mediante vertedero
  2. Si se necesitan más de dos unidades instalar siempre un número para de lechos para facilitar su funcionamiento en serie o paralelo
  3. Independizar todos los bombeos: alimentación, recirculación por DBO5 y recirculación por NO3
  4. No mezclar las salida de los lechos bacterianos
  5. Dejar huecos en las paredes de los lechos para, en el futuro, poder aportar aire de forma forzada

NOTA FINAL: Las imágenes que presentan este blog son gentileza de fabricantes de equipos. En ningún momento suponen un aval o conformidad con lo recogido en el blog, que es de total responsabilidad del autor del mismo.

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