Oxígeno líquido en SBR

La tecnología de los reactores biológicos secuenciales es una variante optimizada y cada vez más usada con respecto a la convencional de lodos activados. Se basa en el uso de un sólo reactor que opera en forma discontinua y secuencial. El sistema de los reactores biológicos secuenciales (SBR) consta normalmente de cinco procesos cíclicos en el mismo reactor: llenado, aireación, decantación, vaciado efluente y purga de fangos sedimentados; a éstas etapas hay que añadirle una fase de anoxia en caso de que se requiera para el proceso de desnitrificación.

Al realizar todas las etapas en un mismo reactor secuencial, tanto el diseño y dimensionamiento del reactor así como de los equipos de aireación deben ser capaces de dotar al sistema de una gran estabilidad y flexibilidad de operación, ya que aumentos de carga orgánica no controlados pueden ocasionar graves consecuencias negativas en el proceso, por lo que generalmente llevan consigo altos costes energéticos en los sistemas de aireación y evidentes problemas de operación frente a aumentos futuros de producción que conllevan unas condiciones de operación no asumibles frente a las condiciones de diseño al tener que trabajar con altas OUR (velocidades de consumo de oxígeno) ya que está limitado el tiempo de oxigenación en el reactor.

Mediante la aplicación de oxígeno puro en el SBR se consigue mejorar la flexibilidad del proceso, asumiendo estas variaciones de carga, a la vez que se reducen los costes de explotación comparativamente con los costes energéticos existentes con la aireación convencional.

Fundamentos SBR: ventajas de esta tecnología

Bien diseñada, esta tecnología es capaz de tolerar variaciones de concentración de contaminante y caudal y genera como producto lodos estabilizados, siendo en ocasiones, la tecnología más apropiada para la industria. Los sectores en los que esta tecnología es más usada suelen ser la agroalimentaria y en concreto mataderos industriales (especial atención con la eliminación del nitrógeno). Además existe un ahorro en la inversión ya que no se necesita decantación secundaria (este proceso se integra en una de las etapas del reactor).

Necesitan de un gran bombeo de caudal de vertido de alimentación al reactor, y flexible para que se pueda adecuar a las condiciones de vertido iniciales asumiendo que no se puede alimentar en continúo, lo que es a la vez una ventaja (se puede controlar los ciclos de carga bruta al reactor) y una desventaja (se limita el caudal del vertido a un % de horas al día frente a aumentos de producción ya que se necesita realizar los ciclos de decantación, vaciado y purga sin realizar alimentación de carga al reactor).

Permite genera menor cantidad de lodos secundarios y más estabilizados debido a su decantación estática y en empresas con problema de espacio (cada vez más comunes debido a los aumentos de fábrica por aumento de la actividad) es una gran alternativa al reducir este espacio gracias a su diseño compacto.

Se consigue además, si se realiza un buen control de los ciclos una óptima eliminación de nutrientes en exceso, principalmente del nitrógeno ya que se puede realizar los ciclos D/N en un solo reactor.

¿Qué ventajas ofrece el oxígeno puro en un SBR?

Las ventajas de la aplicación de oxígeno puro en un SBR son precisamente eliminar las desventajas de este proceso con sistemas de aireación, optimizando el proceso y convirtiéndolo en una alternativa eficaz, flexible y con menor coste:

• Gracias a los equipos de oxigenación de Nippon Gases, se evita la inversión en los equipos de aireación y se reduce el coste energético de los mismos hasta 5 veces el ocasionado, pudiendo sustituir incluso las bombas de recirculación interna, a lo que hay que añadir el coste de mantenimiento y evitar el vaciado del reactor para realizar estas labores de mantenimiento.
• En función de las características de vertido, se puede hasta triplicar la capacidad de tratamiento, trabajando a velocidades de consumo de oxígeno mayores, llegando antes a la consigna óptima de oxígeno disuelto (OD) en función de cada fase o ciclo del SBR. Incluso alternar la dosificación de oxígeno puro con la de aire, aportando oxígeno en la fase de mayor demanda (fase de llenado) y estudiando la opción más económica en el resto de fases.
• Al llegar en menor tiempo a esta consigna óptima de OD en la fase óxica, otorga mayor flexibilidad al resto de fases pudiendo ajustar las horas de decantación, llenado o vaciado en función de las necesidades reales de la planta y no estar limitado por las condiciones de diseño.

Gráfico 1. Comparativa capacidad de oxigenación en un SBR oxígeno puros v/s aire

• Mayor flexibilidad también en la eliminación del nitrógeno en el proceso (D/N) pudiendo controlar mejor los ciclos óxicos/anóxicos en función de los valores de nitrógeno amoniacal y nitratos.
• Al demandar estos reactores una mayor capacitación técnica en el control de proceso, gracias al sistema AqScan® se automatizan los ciclos, caudales de oxígeno, valores de OD, Redox, e incluso los valores de NH4 y NO3, según lo demande el proceso, simplificando y optimizando el control de cada fase.

Imagen 1. Control ciclos y OD en reactor con oxígeno puro mediante el sistema AqScan®

Nippon Gases cuenta con amplias referencias en la aplicación de oxígeno puro en SBR ampliando la capacidad de tratamiento y reduciendo los costes de explotación, sustituyendo el sistema de aireación por un sistema de inyección del oxígeno puro y asesorando el modo óptimo de operar el proceso ajustando los consumos de oxígeno gracias al control y seguimiento que proporciona nuestro sistema AqScan® convirtiendo a esta monitorización y control online en un factor imprescindible para el diseño del proceso.

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