Propuesta de diseño proceso MBBR

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  • EDAR Amberes (Wikipedia/CC)
    EDAR Amberes (Wikipedia/CC)

Sobre el blog

Jorge Chamorro
Ingeniero especialista en tratamiento y depuración de aguas y en desalación.
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En la actualidad se están proponiendo tecnologías avanzadas como sustitutivas de los procesos biológicos de fangos activos basados en procesos de biopelícula.

Dentro de este campo destacan los procesos MBBR (Moving Bed Reactor Movil) e IFAS (Integrated Fixes Activated Sludge). El primero está basado en el crecimiento de biomasa sobre una película en unos soportes (generalmente de material plásticos) que presentan una alta relación de superficie por volumen ocupado. Toda la biomasa responsable de la depuración se encuentra en forma de biopelícula adherida al soporte.

  • D: Zona anóxica: desnitrificación 
  • C: Zona óxica: eliminación DBO5 
  • N: Zona óxica: nitrificación

El segundo es un sistema mixto con una parte de la biomasa en forma de biopelícula (sobre un soporte) y otra parte en suspensión. 

  • D: Zona anóxica: desnitrificación
  • C: Zona óxica: eliminación DBO5
  • N: Zona óxica: nitrificación

Las diferencias más sustanciales entre ambos sistemas son:

  • Sistema MBBR:
    • Menor volumen para el reactor biológico
    • Mayor necesidad de relleno plástico
    • Menor superficie ocupada por decantadores (parámetros de diseño similares a los decantadores primarios)
    • Posible uso de decantadores lamelares
    • No necesita recirculación externa
  • Sistema IFAS:
    • Mayor volumen para el reactor biológico
    • Menor necesidad de relleno plástico
    • Mayos superficie ocupada por los decantadores (parámetros de diseño similares a los decantadores secundarios con fangos activos)
    • Necesita recirculación externa

Con el fin de hacer accesible a todo diseñador el cálculo de los volúmenes de cada una de las zonas se propone, en este blog, una metodología para el diseño del proceso MBBR obtenida de un análisis de los dimensionamientos realizados por suministradores de estos sistemas para diferentes depuradoras.

DISEÑO MBBR

Para el diseño de un sistema biológico con MBBR se propone la siguiente metodología:

  • Calcular, para un proceso de fangos activos convencional adoptando una concentración de MLSS de 3.000 ppm, por cualquier normativa la siguiente información:
    • Edad del fango: θ (días)
    • Fango en exceso Pf (kg/día)
    • Porcentaje de zona óxica y de zona anóxica: Pzo (%) y Pza (%)
  • Definir las características del soporte:
    • Superficie específica: Se (m2/m3)
    • Máximo porcentaje de relleno: Pr (%)
  • Para calcular el volumen de la zona óxica (Vzo) se seguirán los siguientes pasos:
    • Definir el porcentaje de relleno adoptado: Pr (%)
    • Adoptar como biomasa en la película (Bp) el valor 0,02 kg/m2
    • Aplicar la siguiente formula

  • Para calcular el volumen de la zona anóxica (Vza) se seguirán los siguientes pasos
    • Definir el porcentaje de relleno adoptado: Pr (%)
    • Adoptar como biomasa en la película (Bp) el valor 0,02 kg/m2
    • Aplicar la siguiente formula

EJEMPLO MBBR:

  • Cálculos de un proceso de fangos activos:
    • Edad del fango θ : 13,23 días
    • Fango en exceso Pf: 7.266 kg/día
    • Porcentaje de zona óxica Pzo : 60 %
    • Porcentaje de zona anóxica Pza: 40 %
  • Las características del soporte adoptados son:
    • Superficie específica Se : 500 m2/m3
    • Máximo porcentaje de relleno Pr : 65 % para zona óxica y 55 % para zona anóxica(%)
  • Para el volumen de la zona óxica (Vzo) se adoptan los siguientes valores:
    • Porcentaje de relleno adoptado Pr: 65 %
    • Biomasa en la película (Bp): 0,02 kg/m2
    • Volumen obtenido: 8.874 m3

  • Para el volumen de la zona anóxica (Vza) se adoptan los siguientes valores:
    • Porcentaje de relleno adoptado Pr: 55 %
    • Biomasa en la película Bp: 0,02 kg/m2
    • Volumen obtenido: 6.992 m3

  • Resumen
    • Volúmenes:
      • Zona óxica 1: 4.437 m3
      • Zona óxica 2: 4.437 m3
      • Zona anóxica : 6.992 m3
      • Total: 15.866 m3
    • Relleno necesario:
      • Zona óxica 1: 2.884 m3
      • Zona óxica 2: 2.884 m3
      • Zona anóxica : 3.845 m3
      • Total: 9.613 m3

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