Eliminación De Nitrógeno De Aguas Residuales.docx

ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO DE AGUAS RESIDUALES Los procesos convencionales para la eliminación del nitrógeno de las aguas residuales pueden ser muy diferentes, con configuraciones diversas de procesos de etapas separadas y combinadas, y con la nitrificación, desnitrificación y eliminación de materia orgánica en diferentes secuencias. Una opción es el sistema de tres etapas separadas: digestión de materia orgánica, nitrificación y desnitrificación, con una fuente de electrones externa. Otra alternativa es el sistema ya mencionado, pero con aguas residuales crudas como fuente de electrones externa. De hecho, en muchos casos el primer reactor que tiene contacto con el influente es el desnitrificante, que requerirá de una corriente de nitrato. Si el agua residual presenta un contenido alto de materia orgánica, será necesario un reactor metanogénico previo al desnitrificante, para disminuir biológicamente la C/N y obtener una eficiencia mayor de eliminación de carbono y nitrógeno. A pesar de que las características fisiológicas y bioquímicas de las bacterias nitrificantes son muy distintas a las que presentan las bacterias desnitrificantes, se han realizado estudios para tratar de acoplar los dos procesos en un sólo reactor. Lo anterior pudo lograrse en un reactor aerobio de tubos concéntricos (air-lift). Este fenómeno fue atribuido a las zonas diferenciadas que se forman en los gránulos del reactor. Se cree que en las capas más internas de los gránulos se llevaba a cabo la desnitrificación, mientras que en la capa más externa se llevaba a cabo la nitrificación. También se ha mencionado al proceso simultáneo de nitrificación-desnitrificación en un reactor de contacto rotatorio, con aceptable eliminación de carbono y nitrógeno, pero el influente debe de estar muy diluido. Algunos autores suponen que el proceso podría ser debido a la presencia de Thiosphaera pantotropha, bacteria capaz de efectuar la nitrificación heterotróficamente y la desnitrificación bajo aerobiosis. Asimismo, para llevar a cabo los dos procesos en un sólo reactor, se han creado pequeñas zonas anaerobias en reactores aireados, por ejemplo, un reactor de lecho fluidificado con inyección de aire en la zona central del mismo, crea una zona aerobia en la parte superior y una anaerobia en la parte inferior. En este reactor el influente se alimenta en forma ascendente y hay recirculación de la parte superior a la parte inferior del reactor, para proporcionar el nitrato a la fracción desnitrificante. Otro caso son los tanques de oxidación, en donde es posible formar zonas anaerobias pequeñas en las que puedan actuar las bacterias desnitrificantes. Otro sistema es el de los reactores en lote secuenciados, que son operados a intervalos regulares de tiempo, variando la agitación, la aireación e incluso el volumen de operación para mejorar el proceso de eliminación de nitrógeno. El empleo de estos tipos de reactores deberá considerar la posible formación de intermediarios en la desnitrificación, especialmente NO y N2O, que pueden liberarse cuando existen condiciones aireadas en el reactor. En casi todos los casos se ha observado una eficiencia desnitrificante aceptable y siempre con aguas residuales muy diluidas.

Corrosión inducida por bacteria sulfato reductora En la actualidad, existen 10 géneros de bacterias desasimilatorias reductoras de sulfato Gram negativas, y que sobre la base de análisis del rRNA 16S se agrupan en dos familias Desulfovibrionaceae y Desulfobacteriaceae.Mientras que sólo se conocen unas siete especies Gram positivas del género Desulfotomaculum. Las sulfato bacterias pueden actuar como estadio terminal de la degradación de la materia orgánica, y se encuentran en el nivel subsuperficial de los ambientes acuáticos como sedimentos o aguas profundas que se vuelven anóxicas. También se pueden desarrollar en lodos y sedimentos de plantas industriales petrolíferas, en digestores anaerobios de plantas depuradoras de aguas residuales, en la espermatosfera y rizosfera de plantas, en heces del hombre y animales, en el rumen, en frutas en estado de descomposición, y ocasionalmente en ambientes hipersalinos, termófilos e incluso en sedimentos hiperbáricos en grandes profundidades marinas. Otro hábitat de especial importancia económica son los biofilms metálicos de conducciones industriales donde producen procesos de corrosión que tantos perjuicios causan a las industrias. Aunque en ocasiones, estas sulfato bacterias han sido utilizadas como una alternativa a la eliminación de sulfato y ciertos metales (0,28 a 4,61 g/l y día) en las aguas residuales procedentes de minas e industrias con alto contenido en metales. La corrosión microbiana se debe a la presencia de un biofilm sobre la superficie del metal. El biofilm se estructura en tres compartimentos: el líquido superficial, el biofilm o biopelícula y el sustrato (en este caso el metal). Los biofilms influyen en la corrosión debido a que causan cambios químicos en las proximidades de la superficie del metal. Ambos procesos, corrosión y acumulación de biofilm, son dinámicos. De este modo, la biocorrosión es el resultado neto de la interacción entre varios compartimentos que están inmersos en un flujo dinámico En sistemas bióticos anaerobios, las sulfatobacterias (bacterias anaerobias) pueden aumentar la corrosión mediante la producción de sulfuro de hidrógeno. Así, los protones o el sulfuro de hidrógeno pueden servir de aceptores de electrones, en vez del oxígeno, en la reacción catódica, produciendo hidrógeno. Se puede concluir que las sulfatobacterias incrementarían la corrosión del metal a través de un efecto directo (retiran hidrógeno) y otro indirecto (la producción de sulfuro de hidrógeno y de sulfuro de hierro). La presencia de óxidos de hierro y de la actividad sulfato reductora constituyen los principales factores determinantes de la corrosión mediada por sulfatobacterias. Otro hecho destacable es que las sulfatobacterias aumentan significativamente la corrosión cuando se desarrollan bajo un biofilm aeróbico/anaeróbico que cuando el biofilm es totalmente anaeróbico, debido a que en el proceso aeróbico (que domina la corrosión durante los primeros estadios de acumulación del biofilm) se acumulan hidróxidos de hierro (principales productos de la corrosión) que son fácilmente transformados en sulfuros de hierro y que causan una mayor corrosión del metal gracias a la actividad sulfato reductora. En un biofilm totalmente anaeróbico, la naturaleza y extensión de la corrosión está íntimamente ligada a la acumulación de sulfuro de hierro dentro del biofilm, La tasa de corrosión en condiciones bióticas (en presencia de sulfatobacterias) disminuye cuando el biofilm está uniformemente distribuido sobre la superficie. El aumento de la corrosión sulfato reductora ocurre después de que las sulfatobacterias se establezcan dentro de los depósitos producidos en los primeros estadios (depósitos de óxido de hierro), y cuando cantidades importantes de sulfuro de hierro están en contacto con la superficie del metal. La tasa de corrosión está controlada por la estabilidad de la película de sulfuro de hierro sobre la superficie del metal. Las formas físicas del sulfuro de hierro determinan el tipo de corrosión (localizada o uniforme) en presencia de un biofilm de sulfatobacterias. La mayor parte de la corrosión mediada por sulfatobacterias se produce en zonas localizadas (corrosión localizada).

LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE AREQUIPA CHILPINA La planta de tratamiento de aguas residuales Chilpina se encuentra ubicada en el distrito de Socabaya exactamente en la avenida Las Peñas 1428, Arequipa. La PTAR estaba proyectada para tratar exclusivamente aguas domésticas cosa que hoy en día ya no se da, lo que trata son aguas municipales, actualmente trata un caudal promedio de 130 l/s, Inicialmente la PTAR estaba ubicada en las afueras de la ciudad a 500 m a la redonda como estipula la norma, después de 50 años de operación debido a la expansión urbana la PTAR ha quedado dentro inmersa en la zona urbana. Pose rejas gruesas de 2.5 cm y las rejas finas de 1.5 cm que ayudan a remover los materiales gruesos del caudal, ayudan a recoger los residuos sólidos con un rastrillo, se le hecha sulfato de cobre como algicida en un periodo de 12 horas Tratamiento primario: El Tratamiento primario está compuesto por los Tanques IMHOFF de doble función, la planta cuenta con 4 tanques cada uno de 3 tobas, con ventilas de respiración y de acumulación de natas, lamentablemente esas ventilas desprenden gas metano. Se pensó en utilizar este desprendimiento de gas, pero la cantidad es muy poca para la generación de energía. Se realiza primero la sedimentación, luego la digestión del iodo sedimentado con la intervención de microorganismos aerobios en la parte superior y anaerobios en el fondo disponiéndose los estabilizados a los lechos de secado. En los tanques Imhoff después de 3 a 4 meses, generalmente de 90 a 100 días de digestión que depende de la temperatura se descarga los lodos en los lechos de secado. La Enlozada La PTAR La Enlozada trata un caudal de 1800 l/s, es la más grande de la ciudad, puesta en funcionamiento el 19 de Diciembre del 2016 Digestión Busca la transformación del lodo a un estado estable en el cual no esté sujeto a descomposición biológica posterior. Consiste en la eliminación de materia orgánica por medio de bacterias anaerobias donde estas consumen toda la materia. Existen dos tipos de digestores anaerobios (sin oxígeno) y aerobios (al aire libre). Digestor anaerobio El digestor es un tanque generalmente cilíndrico, con una pendiente hacia el fondo y se le introduce a este el lodo para la eliminación de materia, En su primera etapa los organismos atacan las sustancias orgánicas y las transforman en compuestos orgánicos simples, En su segunda etapa los microorganismos anaerobios por medio de la fermentación producen gas metano, este se acumula en la bóveda y mediante una tubería son conducidos a un gasómetro, que permitirá el almacenamiento del gas producido durante 5 horas. Y posteriormente se produce una retroalimentación a los cilindros de digestión donde se suministra biogás para la agitación de los fangos. La ventaja de la digestión anaerobia Disminuir malos olores y microorganismos, la degradación parcial de la materia orgánica, mejorando la calidad del agua residual que se vierte a los ríos, Se produce gas metano y en la aerobia no se logra esto Digestor aerobio Utiliza tanque abiertos a la atmosfera, y se le aplica aire a los lodos espesados mediante propelas o turbinas para que se descomponga la materia orgánica.

Una vez que han pasado los lodos por el proceso digestivo se conduce a la deshidratación. La Escalerilla La Escalerilla trata un caudal promedio de 57 l/s, sin embargo está diseñada para tratar un caudal de 160 l/s, este déficit de caudal es un grave problema. La obra, ubicada en un terreno en posesión de Sedapar, tiene como objetivo el tratamiento de las aguas residuales recolectadas del Cono Norte de Arequipa Metropolitana, garantizando el servicio integral a la población de los distritos de Cerro Colorado y Yura. Esta planta ha sido diseñada para tratar un caudal promedio de 0,233 m3/s (20.131 m3/d), y un caudal máximo de 0,327 m3/s (28.252,8 m3/d). La planta dispone de un sistema avanzado de eliminación de nutrientes, con proceso de desinfección mediante filtración y rayos ultravioleta que permitirán reutilizar el agua en tareas agrícolas. Actualmente, la planta dispone de un secado solar para la deshidratación de biosólidos que permitirá su aprovechamiento en agricultura. Para el tratamiento biológico éste cuenta con un reactor biológico con oxidación prolongada, con una carga máxima de 0.093 kgDBO5/kgMSdía y una concentración de 4.5 kg/m³. El volumen total del reactor será de 25.735 m³ (repartido en dos líneas), con 20 % de anoxia y un 80 % de aireación. Sedimentación secundaria mediante dos sedimentadores de succión. El diámetro de los sedimentadores es de 33 m, con un volumen unitario de 3,891.61 m³. El tratamiento terciario para la eliminación de los Huevos de Helminto y otros agentes patógenos, está compuesto por un microtamiz con 23 discos y una desinfección en canal por ultravioleta Es importante remarcar que los tratamientos aerobios son menos sensibles a las variaciones de temperatura que los anaerobios, por lo que el sistema de aireación prolongada presenta mayor facilidad para adaptarse a dichas variaciones.