- 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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