5704_Cerveceria Regional Maracaibo OM ESPANOLCOMPLETO.rev1

8/16/2019 5704_Cerveceria Regional Maracaibo OM ESPANOLCOMPLETO.rev1

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www.globalwe.com

MANUAL DE OPERACIONESde PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESde

Cervecería Regioal Maracaibo Maracaibo, Venezuela

This document is the property of GLOBAL WATER ENGINEERING (GWE) Ltd. and Gm!" !on# $on# %Germany. It sha&& not e copied" reproduced" transmitted or communicated to third parties 'ithout the ep&icita#reement of GLOBAL WATER ENGINEERING. Internationa& on*entions of Berne (+,,-) /aris (+,0-) 1 Ber&in(+02,) 1 Berne (+0+3) 1 Rome (+04,) 1 Brusse&s (+03,) 1 5toc6ho&m (+0-7) 1 /aris (+07+). 8ni*ersa& opyri#hton*ention of Gene*a (+094) 1 /aris (+07+).

Rev. ! PRO .!# $ebr%ar&


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I M P O R T A N T N O T I C E S

• The plant operators must read this manual carefully and familiarize themselves with thecontents of this Operation Manual before operate the Wastewater Treatment Plant(WWTP). Durin initial start!up of the plant" under supervision of #W$" this manual will be the sub%ect of an Operator Trainin &ourse" concluded by sinin the Operator Trainin&ertificate (see attachments).

' copy of this Manual should be available on the wastewater treatment plant (controlroom) at all times.

' Only trained Operators are ualified and authorized to operate the WWTP.

' *uestions concernin certain topics and additional information or uidance can beobtained directly from #+O,+ WT$- $#/$$-/#.

' /n the event of any instrument0euipment brea1down or damae" always refer to therespective $*2/PM$T M2+ (3$DO- DT) or contact the supplier (#+O,+WT$- $#/$$-/#).

' /n case further process assistance is needed" e.. for trouble shootin" contact #+O,+WT$- $#/$$-/#. 4ee website for actual contact details5

www.globalwa(eregieerig.com

http://www.globalwaterengineering.com/http://www.globalwaterengineering.com/


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I N T R O D U C T I O N

The information in this manual covers various sub%ects such as process description" process control

(instrumentation and automation)" pre!start commissionin" wet start!up" normal operation" troubleshootin and maintenance of the wastewater treatment plant.

This edition of the manual is sub%ect to possible chanes durin or after start!up of the plant" in whichcase a new edition will be issued.

This manual has thirteen topic sections5

1. Definition of Terms2. Process Objectives3. Fundamentals of Wastewater Treatment4. Plant and Process Description. Description of !nstruments and "utomation#. Process Operation Directives$. Process Optimi%ation &uide'. To(icit)*. +pecial Procedures1,. Trouble +-ootin and Preventive /aintenance11. +afet) "spects12. 0-emicals13. "ttac-ments

emars

The followin 6remar1s7 are used throuhout this manual to draw the attention to specific items or procedures5

5ote 2sed to indicate important information in eneral

0aution 2sed to indicate information that will prevent euipment0instrument damae or

%eopardize the process operation.

Warnin 2sed to indicate information that may pose health daner to theoperator0technician.


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T A ) L E O $ C O N T E N T S

#. D E $ I N I T I O N O $ T E R M S .....................................................

#.# Commol& U*ed Term*..................................................................................................

#.' +a*(ewa(er C,arac(eri*(ic*.........................................................................................

#.- Proce** Parame(er* ad Calc%la(io*....................................................................89

'. P R O C E S S O ) " E C T I E S .....................................................#/

'.# I0%e( +a*(ewa(er Com1o*i(io 2 Nomial )a*i* o3 De*ig......................8:

'.' O1era(io Ob4ec(ive*...................................................................................................8;

-. $ U N D A M E N T A L S O $ A N A E R O ) I C

D I G E S T I O N A N D A C T I A T E D A E R O ) I CS L U D G E T R E A T M E N T .................................................................#5

-.# )a*ic Prici1le* o3 Aaerobic Dige*(io................................................................8<

-.' Aaerobic Reac(or Tec,ologie*..............................................................................99

-.- T,e ANU)I6 TM7) S&*(em ad i(* 8e& $ea(%re*....................................................9=

-.-.#. I0%e( Di*(rib%(io S&*(em.......................................................................9;-.-.'. T,e -7P,a*e Se1ara(or* 9:Se((ler*;

-./ De*ig I**%e* ad O1era(io Limi(* 3or (,e ANU)I6 TM7) Reac(or................9?

-.= )a*ic Prici1le o3 Ac(iva(ed Sl%dge S&*(em........................................................@A-.=.#. Aerobic Re*1ira(io........................................................................................@9-.=.' Evirome(al $ac(or*...................................................................................@@

-.> Ni(ri?ca(io......................................................................................................................@=

-.5 Dei(ri?ca(io.................................................................................................................@=-.@ )iological P7removal.....................................................................................................@;

-.#! Li(era(%re..........................................................................................................................@>

/. P L A N T A N D P R O C E S S D E S C R I P T I O N .................-5

/.# Re3erece Doc%me(*.................................................................................................@<

/.' Pla( ad Proce** De*cri1(io..................................................................................@<

/.'.# Pre7(rea(me(....................................................................................................@</.'.' Aaerobic Trea(me( 9ANU)I6 TM7)


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.# Commi**ioig ad S(ar(7%1 Pre1ara(io*..........................................................=8

.#.# Pre1arig 3or Labora(or& Aal&*e*............................................................=9

.' Sl%dge Seedig..............................................................................................................=<

.'.# Seed Sl%dge Origi 3or (,e ANU)I6 TM7)...................................................=<

.'.' Seed Sl%dge Origi 3or (,e Ac(iva(ed Sl%dge S&*(em.......................;A.'.- Sl%dge Tra*1or(..............................................................................................;8.'./ Sl%dge Tra*3er (o (,e ANU)I6 TM7)............................................................;8.'.= Sl%dge (ra*3er (o (,e Aerobic Ac(iva(ed Sl%dge S&*(em................;9.'. +a*(ewa(er ad Sl%dge Aal&*i*...............................................................;9

.- $ir*( S(ar(7%1....................................................................................................................;9

.-.# Ii(ial S(ar(7%1 o3 (,e ANU)I6 TM7) 9Recirc%la(io Mode9./.- Ac(iva(ed Sl%dge S&*(em..............................................................................>@

.= Pla( Moi(orig.............................................................................................................>@

>. O P T I M I A T I O N G U I D E ......................................................>5

>.# O1(im%m Codi(io* 3or EB%alia(io TaF..........................................................><>.#.# +a*(ewa(er Re*idece Time ad Level i (,e EB%alia(io TaF

><

>.#.' EB%alia(io TaF 7 Tem1era(%re................................................................><>.#.- EB%alia(io TaF 7 1...................................................................................><>.#./ EB%alia(io TaF N%(rie(*.........................................................................>?

>.' O1(im%m Codi(io* 3or (,e Me(,ae Reac(or..................................................>?>.'.# Loadig Ra(e ad +a*(ewa(er Re*idece Time i (,e Me(,aeReac(or............................................................................................................................>?>.'.' MR Ile( $AHCOD Ra(io.................................................................................>?>.'.- MR Ile( TSSHCOD Ra(io.................................................................................>?>.'./ Me(,ae Reac(or Tem1era(%re....................................................................'.= Me(,ae Reac(or 1........................................................................................'. Me(,ae Reac(or Sl%dge................................................................................'.> Mieral N%(rie(*..............................................................................................'.5 Me(,ae Reac(or Micro7%(rie(*...............................................................- O1(im%m Codi(io* 3or (,e Ac(iva(ed Sl%dge S&*(em...................................-.# Sl%dge Se((ligHSl%dge Loadig Ra(e........................................................-.' Tem1era(%re H 1..............................................................................................-.- Di**olved O&ge Coce(ra(io...............................................................-./ N%(rie(*..............................................................................................................-.= )OD=HCOD Ra(io.................................................................................................-. )OD=HN Ra(io.......................................................................................................-.> Solid* 9Sl%dge< Re(e(io Time...................................................................-.5 ol%me(ric Loadig Ra(e...............................................................................


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#'. C E M I C A L S...................................................................................#/=

#-. ATTACMENTS......................................................................................#=5

#-.# U*er Lice*e..................................................................................................................8=?

#-.' Cer(i?ca(e o3 Traiig.................................................................................................8;8#-.- Proce** Acce1(ace Cer(i?ca(e..............................................................................8;9


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MANUAL DEOPERACIONES

Dpto5

PLANTA DE TRATAMIENTO DEAGUAS RESIDUALES

&+/$T5

CERECERIA REGIONALMARACAI)O

Maracaibo, Venezuela

P-OB$&T o5 9723 4CTPO- 5 A&nair orona Bur#os

#. D E $ I N I C I O N E S

#.# TKrmio* U(iliado* Comme(e

#. )iodegradaci o Degradaci )iolgica

Deradacin de compuesto orEnicos comple%os por microoranismos (principalmente bacterias)" resultando en la formacin de compuestos menos comple%os y finalmente acompuestos simples tales como &O 9" metano" aua" amonio" etc. +os compuestos orEnicosson completamente deradados.

'. Dige*(i Aaerobica 9DA<

+a bioderadacin de material orEnica por microoranismos 6anaerbicos7 en ausencia deoFieno (y nitrato)" resultando en la formacin de bioEs" una mezcla diFido de carbono yas metano (e sulfuro de hidroeno" C94).

+a materia orEnica comple%a es deradada por diferentes microoranismos" en pasosconsecutivos (cadena de reaccin). $l proceso de deradacin microbiolica es llamado6fermentacin7.

+os pasos tGpicos se describen a continuacin5

! Hidrólisis de compuestos orEnicos de cadena lara (polGmeros)" carbohidratos(como almidn y proteGnas)" materia soluble y no soluble (slidos suspendidos) enmolHculas solubles de menor tamaIo (azJcares).

! Acidogénesis Kermentacin5 conversin de molHculas orEnicas peueIas acompuestos orEnicos de ba%o peso molecular" principalmente Ecidos orEnicos"

alcohol e hidroeno aseoso

! Acetogenicas Kermentacin5 conversin de varios Ecidos orEnicos comple%os(acido lEctico" butGrico" propionico) y alcohol a acido acHtico e hidroeno aseoso.

! Metanogénicas Kermentacin5 conversin de acido acHtico" metanol" hidroenoaseoso y diFido de carbono a as metano (eFceso de &O 9 a travHs de un tipoespecial de bacterias" llamadas bacterias metanoHnicas).

-. Reac(or Me(ao 9RM<

RE: ;ate ;E5RI/ION B< !;

+ 2+=24=+2 MANUAL de proceso y operacions >>A? ?LA


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&ontenedor o tanue cerrado en el cual el proceso de diestin anaerbica tiene luar" y en elcual las bacterias anaerbicas (biomasa tambiHn llamado 6lodo7 ) esta presente. #W$ tienevarios tipos de reactores de metano los cuales son usados para diferentes tipos de auasresiduales.

$l tipo de reactor de metano utilizado en este caso es el 2,/LTM!," un -eactor naerbicode lodo de flu%o ascendente.

/. UAS) reac(or 9ANU)I6 7 )< 9RA$A<

-eactor naerbico de lodos de flu%o ascendente (-K). $l aua es llevada a este tanue por el fondo a travHs de un sistema de distribucin. $l aua residual fluye a travHs de los difusoresy atraviesa y eFpande la cama de lodo de bacterias metanoHnicas. $l efluente tratado escolectado en los canales (vertederos por derrame) ubicados en el tope del tanue" despuHs de pasar a travHs de los separadores trifEsico.

=. Se1arador (ri3*ico o QSe((ler*

+ocalizado en la parte superior interna del tanue 2,/L ! , (-K). +os separadoresson las caracterGsticas fundamentales del reactor" usado para separar el lodo y el bioEs delaua residual tratada y enviar un efluente clarificado. $stos separadores estEn euipados con platos corruados en paralelo.

. Si*(ema de di*(rib%ci del i0%e(e.

4istema de tuberGas estE ubicado en el fondo del 2,/LTM!,. +as tuberGas estEn fi%adas alfondo del tanue y dispuestas en forma de bucles" tienen una ran numero de orificios a travHsde los cuales el aua residual serE inyectada dentro del tanue y atravesara la cama de lodos.

>. Tra(amie(o de lodo* Ac(ivado*.

$ste tratamiento es realizado en un reactor en el cual los microoranismos responsables deeste tratamiento son mantenidos en suspensin y aireados (tambiHn puede ser conintermitencia en la aireacin). +os microoranismos son separados en un tanue desedimentacin (clarificador) y un sistema de recirculacin de lodos disponible donde una parte del lodo sedimentado retorna al reactor aerobio.

$l proceso aerbico ocurre mucho mEs rEpido ue la diestin anaerobia y es esta la razn principal de su uso frecuente. +as bacterias aerobias usan una ran porcin de la caracontaminante para la produccin de su masa bacteriana comparadas con las bacteriasanaerobias. $sta es una de las razones por las cuales los tratamientos aerbicos producen el




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doble de cantidad de lodo en comparacin con los tratamientos anaerbicos. TratamientosaHrobicos en tanues cerrados necesitan el suministro de oFieno del eFterior" el cual puedeser suplido artificialmente a travHs de sopladores o por aitacin superficial. $stas tHcnicasconsumen mucha enerGa.

5. Ni(ri?caci

itrificacin corresponde al proceso de oFidacin biolica del amonio con el oFieno anitritos seuido de una oFidacin de nitrito a nitrato.+a deradacin de amonio a nitrito es usualmente el paso limitante de la nitrificacin. +os 9 pasos de la nitrificacin biolica son catalizados por 9 rupos de bacterias filoenHticamenterelacionados5 la bacteria oFidativa del amonio (O, ammonia !oFidizin bacteria) por sussilas en inles) y las bacterias nitrito oFidativas (O,5 ammonia!oFidizin bacteria" por sussilas en inles)

@. Dei(ri?cacio

+a reaccin de denitrificacion corresponde a la reduccin del nitrato a 9 ( nitrenoaseoso) &uando esta reaccin es realizada por bacterias heterotrficas" la denitrificaciontoma luar ba%o condiciones anoFicas en presencia de nitrato y reuiere de la adiccin de unafuente de carbono ue pudiera actuar como donador de electrones. 2n rano amplio de bacterias puede realizar el proceso de denitrificacion.

#!. De*,idra(aci de lodo*

+a deshidratacin de lodos puede ser definida como5 el proceso de remocin natural" uGmicoo mecEnico de los lodos del aua" reduciendo de este modo la humedad del solido lorando elnivel mEs ba%o de humedad.+os mEs importantes temas en la deshidratacin de lodos son5 la cantidad de humedad en ellodo" la velocidad de secado" calidad del filtrado y control de malos olores. +a deshidratacinde lodos puede ser realizado en filtros" tornillos y correas prensa al iual ue con centrifuas.

##. Ce(ri3%gaci

+a centrifuacin es un proceso de separacin en la cual se usa la accin de la fuerzacentrifua para promover la sedimentacin acelerada de partGculas en una mezcla solido!liuido. Dos fases principales distintas se forman en el recipiente durante la centr ifuacion5 elsedimento y el concentrado (fase liuida). $l producto seco resultante despuHs de ladeshidratacin es llamado Torta de lodo. $l aua resultante de la centrifuacin y ue lamayorGa de los slidos han sido removidos es llamado concentrado.




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#'. Deca(ador Ce(ri3%go

2na centrifua decantadora es utilizada para eliminar el aua del lodo. $sta es unamauinaria de rotacin rEpida ue separa el liuido del utilizando la fuerza centrifua. &onesta tHcnica de sedimentacin de las partGculas dos fases principales se forman en el

recipiente de la centrifua5 sedimento y el concentrado ue es el liuido sobrenadante.#-. Semilla o Lodo ioc%lo

$s el lodo anaerbico procedente de otros sistemas de diestin (anaerbicos) ue se utilizacomo inoculo para la puesta en marcha de un nuevo reactor.

#/. A0%e(e

ua residual ue no ha sido sometido a ninJn tratamiento" inclusive la ecualizacin.

#=. E0%e(e

ua residual tratada.

OTRAS A)REIACIONES COMUNES

++TP 9PTAR< Wastewater treatment plant (Planta de tratamiento de auas residuals)E $ualization tan1 . Tanue ecualizador MR Methane -eactor02,/L@!, reactor (-K) -eactor naerbico de flu%oascendente.

0aracter6sticas del aua residual.

+as siuientes caracteristicas son las ue reularmente se monitorean durante la oeracion deuna planta de tratamiento. +os procedimientos parael analisis pueden ser encontrados en elmanual de boratorios y euipos entreado ( D*O" #3" D,O= " ) o en libros apropiados comoel 4tandart for the $Famination of Water and Wastewater7 by the merican Public Cealthssociation (PC)" merican Water Wor1s ssociation (WW)" and Water $nvironmentKederation (W$K).

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$l pC es la medida de la acidez o basicidad de una solucion. $sto es definido como unafuncion de la concentracion del ion hidroeno (CN). &uanto mayor es la concentracion deCN mas acida sera la concentracion (pC mas acido).

9) Tem1era(%ra

$l rado de calor o frio de una muestra de aua residual. Para esta aplicacin" latemperatura del aua residual es sufuciente para el proceso bioloico.

@) DO ⇒ Demada B%imica de oigeo

+a demanda uimica de oFieno es la cantidad de oFieno o el oFieno necesarioeuivalente para la oFidacion de la materia oranica en el aua mediante el uso de unaente oFidante fuerte (dicromato de potasio" catalizador y calor). mbos componentesoranicos e inoranicos de la muestra analizada son su%etos a oFidacion. Por lo tanto"compuestos inoranicos como cloruros" nitritos o sulfuro tambien contribuyen para laD*O total en la muestra.

Determinar en una muestra de aua filtrada" la D*O es llamada D*O soluble o D*O s.

:) D)O ⇒ Demada )ioB%imica de Oigeo

Demanda ,iouimica de OFieno" se determina en una prueba de laboratorioestandarizada en = dias" es una medida de la cantidad demateria oranica bioderadable enuna muestra de aua. $sto es la cantidad de oFieno consumido durante = dias por las bacterias aerobicas (en una prueba de laboratorio) para convertir los residuos oranicos aDioFido de carbono y aua.

+a materia oranica completamente bioderadable tiene a menudo una relacionD,O0D*O cercano a A";=. +a,O0A.;= es frecuentemente definido como D*O bioderadable o D*O b.

=) AG ⇒ Acido* Gra*o* ola(ile*.

cidos rasos volatiles son moleculas de acidos oranicos de cardena corta" principalmente c. cetico" c. Propionico" c. ,utirico. 4on eneralmente producto dela fermentacion anaerobica5 productos intermedios en el camino hacia la conversion totalen bioas. 4on eneralmente analizados a traves de unproceso de destilacion o usando elmetodo espectrofotometrico basado en la estratificacion de los acidos oranicos.

;) ST 9 SD< ⇒ Solido* To(ale* 9Solido* Seco*<




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Todos los solidos disueltos y no disueltos" oranicos e inoranicos" materia no evaporadade una muestrade aua residual" la remanente despues de la evaporacion en una muestra deaua residual a 8A= &.

>) SST ⇒ Solido* S%*1edido* To(ale*

Toda la materia particulada insoluble (o lodo)" sedimentableo no" obtenida despues defiltrar un volumen conocido de muestraa traves de un filtro de A.:= m y despues desecado" el residuo obtenido son los 44T.+os 44T sedimentables son obtenidos por la diferencia de los 44T medidos en la muestraantes y despues de la remocion de los solidos sedimentables por sedimentacion.

>A? ?LA


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8@) SSLM ⇒ Solido* S%*1edido* e el licor mecla.

44+M es la cantidad de solidos suspendidos en el reactor de aireacion o reactor deoFidacion de lodos activados. 4e reportan en ppm o m0l

+a biomasa en el reactor bioloico aerobico son normalmente un indicatico del Total de

solidos suspendidos (44T) y de los solidos suspendidos volatiles (443). +a mezcla desolidos es el resultados de la recirculacion de los lodos del clarificador con el influente alreactor" estos solidos se denominan 4olidos suspendidos en el licor mezcla y la fraccionoranica viva se les denomina 4olidos 4uspendidos 3olatiles en el licor mezcla.

8:) SSLM ⇒ Solido* S%*1edido* vola(ile* e el licor mecla

443+M es eneralmente definido como los microoranisos en suspension en el tanuedeaireacion de lodos activados en la planta de tratamiento de auas residuals. $sta porcion de4olidos 4uspendidos en el licor mezcla (44+M) pueden ser vaporizados cuando soncalentados a;AAQ& (8"889QK). $sta fraccion volatil es principalmente materia oranica(MO) y son un indicativo de la biomasa en eltanue de aereacion. $l material ue no se

vaporiza en esta prueba" son sustancias inoranicas" se dice ue son fi%os.

8=) "HM ⇒ Rago Alime(oHmicroogai*mo*

2no de los mas importantes parametros de control para el proceso de lodos activado es larelacion entre la cara ( U0d en contraposicion a m0l) de D,O (o alimento) ue entra altanue aerobico" y la masa bacteriana disponible en el tanue de aireacion disponibles parael tratamiento de la cara de D,O entrante. $sto se cnoce como la relacionlimento0microranismos (0MV K0M)" tambien referido como la &ara de +odo. (4lue+oandin -ate)

8;) Alcaliidad$s la capacidad de neutralizacion de un acido de una muestra de auas residuales ycorresponde a la suma de todas las bases titulables. $n condiciones normales" laalcalinidad esta principalmente en funcion de los carbonatos" bicarbonatos y laconcentracion de hidroFidos. +a determinacion de la alcalinidad puede ser tomadacomo unindicador de la concentracion de estos compuestos.




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#.- Parme(ro* & clc%lo* del 1roce*o.

Para los siuientes calculos" las unidades son encerradas entre parentesis con el parametro aser calculado.

8) Carga DO 9FgHd< DO 9mgHl< Ca%dal 9m- Hd<

#!!! 9gHFg


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8;08@>

donde5i &oncentracion de 44T o 443 ue corresponde al punto de muestreo 10m@.

,i 4eccion total del reactor o altura de la cama de lodomuestreada en los # puntos demuestreo5

4P8 A.:= m 4P9 A.@A m4P@ A.@A m 4P: A.== m4P= 8.:A m 4P; 8.=A m

& rea superficial del reactor 2,/LTM!,5 '#./ m\

>) Prod%ccio maima de lodo 9FgHd< DO e( V DOremovida !.!-

⇒ A.A@ (@Y) es el factor de produccion tipica de lodos anaerobicos o 6slude yieldcoefficient7. $n realidad este factor puede variar sinificativamente" de 8 8AY"dependiendode e.. la naturaleza del aua residual" la concentracion de D*O y 44T"

44T0D*O" temperatura" promedio de cara del ua residual" presencia de minerales"frecuencia en la ocurrencia de alteraciones en el influente o calamidades" etc.

5< Perdida de lodo e el e0%e(e 9FgHd< Ca%dal 9m-Hd< SST *edeX 9FgHm-<

@< Icreme(o e(o de lodoHDi*mi%cio 9FgHd< Prod%ccio lodo 2 Perdida de lodo e E]%e( 2 SSTI3 1erdido* e el e]%e(

8A) Alime(oHmicroorgai*mo o AHM 9Fg)ODHFgMLSS< Carga D)O(aB%e Aera(io

^SSLM e (aB%eAera(io

&ara D,O * F D,O concentracion* caudal

Z+os 443+M pueden ser mas precisos para estimar la masa de microoranismos ue los44+M.




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88) Idice de carga del lodo9mlHg< 9IL>A? ?LA


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'. O ) " E C T I O S P R O C E S O

'.# Com1o*ici del ag%a re*id%al de e(rada 2 Da(o* de di*e_o

Oriinen del aua residual5 cerveza y aua del envasado&apacida5 9.8 Mio hl prod0aIo" con ampliacion a 9.= Mio hl prod0aIo.

+a tabla resumen a continuacion muestas los datos claves para nuestro diseIo. Pero comoreuisito del cliente se diseIo con un 8A!9AY mas de capacidad hidraulica" o 8


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8. +os datos corresponden mas o menos a la data de la oferta. The D,O muestra un valor ba%o" sin embaro estomado como un dato normal" mas alta ue el valor de la oferta. Esto no debe afectar el diseñode la planta,la cual se baso en la carga de DQO

9. osotros recomendamos separar y almacenar la ba%a D,O!lto pC proveniente del lavado de botellas paraahorrar el C&l enel a%uste de pC. $ste alto pC es me%or O descararlos por etapas" sinodescararlocontinuamente.

@. +a temperatura de las auas residuales esta alrededor de los -= ` C & *e co*idera B%e o e**%1erior a lo* :AQ& despues de la ecualizacion. 4e recomienda el almacenamiento del aua a altatemperatura en el tanue de to deberia permitir obtener calamidad para evitar el enfriamiento ocalentaamiento del aua residual.

:. 4uponemos ue las tecnicas en cervecerias modernas son o seran usadas en el futuro" y se evitaran lasdescaras continuas de tierra de diatomeas" baazos" levadura" trub" etc\ +a relacion 44T0D*OT debe ser ]A.9. $n caso de ue la relacion 44T0D*O sea mas alta ue la relacion 44T0D*OT ^ A.9 se reuiere una etapade decantacion previa o pre!sedimentacion para remover parte de los 44T. $ste no es el caso auG.

=. 4e recomienda sustituir los productos uimicos ue contienen fosfato por productos sin o ba%os enconcentraciones de fostafo. $sto deberia permitir alcanzar el valor de P en el efluente" alrededor de 8= m0l.$ntendemos ue se esta realizando actualmente.

;. $l contenido de sulfato es importante conocerlo" con el fin de diseIar los sistemas de control de olores.$l sulfato se convierte en 4ulfuro" ue se oFida el el tratamiento aerobico. &ompuestos de azufre pueden escapar en el bioas" y ser uemados . 2na peueIa cantidad de sulfuro podria escapar alambiente produciendomalos olores en los alrededores de la planta de tratamiento. Medidas de controlde olores no estan incluidas porue los valores de sulfatos son muy ba%os auG" ue la emision deolores estara limitado a la zona de la PT- ( distancia de =A!8AA mts) del area de produccion.

>. +a concentreacion de cloruros de estia por deba%o de =AA m0l. $sto se confrma en el aenda 8 de la

oferta. &on frecuencia este contenido con valores altos tiene como consecuencia la eleccion delmaterial ( tipo de acero inoFidables). +a oferta especifica el /4/ @8;. $ste esconsiderado innecesario(ba%a concentracion de cloruros)" y esto no esta citado. $l /4/ @A:


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?. $l contenido de rasas y aceites comtemplados en la oferta son anormalmente elevados en el auaresidual de una cervecera" y la causa podria ser eFaminada yeliminada. Por e%emplo con la instalacionde una trampa de rasa y aceite a traves de un sistema mecanizado instalado.

'.' Ob4e(ivo* de la O1eraci

+os valores maFimos del efluente despues del tratamiento aerobico se esperan sean lossiuientes5

Kinal effluent ,OD= "t 5 ;A m0+Kinal effluent &ODt 5 8>= m0+Kinal effluent T44 5


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+as caracteristicas del efluente se arantizan siempre ue las caracteristicas del influente seenuentren dentro de los siuientes limites" y la cara de la planta por deba%o de su capacidadnominal5

!ara el agua residual cruda"

&OD ="AAA m0l maF.V typical averae :"AAA m0l,OD= @"=AA m0l maF.V typical averae 9"=AA m0lT44 =AA m0l maF.V (wee1ly averae)T440&OD ratio A.9 maF.TU rane 9A!>= m0l" averae _=A m0lP total rane 8A!@A m0l" averae _9A m0l4O: maF. =A m0l" averae 9A m0lK.O.#. =A m0l maF. (Petroleumether eFtractable solids5 fat" oil and rease) pC @ 89Temperature rane @=!:AQ& (daily averae" after eualization)

$l rendimiento de la planta nominal es Desin @">9A m[0d

MaFimo :"@9A m[0d solo para la parteanaerobica.+a capacidad nominal d ela planta es 8:"


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-. $ U N D A M E N T O S D E L AD I G E S T I O N A N A E R O ) I C A J E L T R A T A M I E N T O D E L O D O S A C T I A D O S

-.#Principio básicos de la digestión anaeróbica

$l proceso de tratamiento anaerbico de auas residuales" tambiHn conocido como diestinanaerbica (D)" es un proceso microbiolico en el ue el `sustrato`" ue consiste en materiaorEnica comple%a soluble o insoluble" se convierte en as metano" diFido de carbono a travHsde una reaccin en cadena (vHase mEs adelante ) ue participan varios rupos diferentes de

bacterias.

Kiura 8. -eacciones de fermentacion anaerobica paso a paso.

2n primer rupo de microoranismos" llamado las bacterias fermentativas" derada la materiaorEnica comple%a soluble e insoluble.



WA5TEWATER containin#)arohydrates" at" /roteins" disso&*ed and undisso&*ed

+. !ydro&ysis

Dissolved Monomers

su#ar" amino acids

4. Acido#enesis

H2, CO2, Organic Acids, Alcohols

utyric" propionic" &actic" acetic acid and ethano&

B. Aceto#enesis

H2, CO2, acetic acid

3. ?ethano#enesis

Methane, CO2


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+as molHculas orEnicas se hidrolizan y se convierten en Ecidos orEnicos (Ecidos rasos decadena corta" Ecido lEctico" Ecido frmico" aminoEcidos)" etanol" hidreno y diFido decarbono. $stos intermedios producidos durante la fase de hidrlisis y acidoHnesis (tambiHnllamada fase de acidificacin) son transformados posteriormente por otras comunidadesespecializadas de bacterias a metano y diFido de carbono.

+as bacterias metanoenicas solo pueden producir metano a partir de hidroeno mas dioFido decarbono" del acido formico" yo del acido acetico" ue es en la practica el producto intemediomas importante. Por lo tanto" otras bacterias 6acetoenicas7 deben producir acido acetico a partir de productos oranicos mas comple%os" tales como el acido propionico y otros acidos.$sta clase de bacteria es tambien llamada bacteria 6acetoenica productora de hidroeno7(OCP)" debido a ue la produccion de acido acetico enera tipicamente as hidroeno" el cualtambien es absorbido rapidamente por las bacterias metanoenicas" y convertido a as metano(a partir del dioFido de carbono). $sto tambien es esencial para las bacterias OCP" ya ue delo contrario de%an de traba%ar.

3arios rupos de bacterias" en particular las bacterias 6acetoenicas7 y 6metanoenicas7 vivenen una asosiacion sinerica estrecha (vea la siuiente fiura capturada por microscopia

electronica de barrido 4$M)" en cada unade las inmedicaciones" asi como el paso de reaccionen cadena de los productos intermedios.Por lo tanto" el proceso toma luar en el reactor demetano. 4in embaro" la fase de acidificacion" toma luar parcialmente (8A =A Y) en eltanue de ecualizacion.




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Kiura 9. Kotorafias de bacterias anaerobicas (by 4$M technoloy).




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Gr%1o* de microorgai*mo* \

El proceso de digestion anaerobica (la conversion de materia organica compleja tal como carbohidratos

a &C: y &O9 comprende los siguientes grupos de micrroorganismos:

1.)ac(eria acidogeica

Tambien conocida como bacteria fermentativa" ellas solubilizan productos bioderadablesinsolubles o particulados (celulosa" proteinas" lipidos" amidones)" hidrolizan polimeros(polisacaridos) formando productos simples y solubles tales como oliosacaridos y azucares" peptidos" aminoacidos y ac rasos ue son fermentados a acidos rasos de cadenas cortas (ac.cetico" propionico" butirico" etc)" otros acidos oranicos (acido lactico" citrico)" hidroeno y doFidode carbono (&O9 ).

$stas bacterias son abundantes" de crecimiento rapido. $llas traba%an en un rano amplio detemperatura y pC" y son relativamente insensibles a productos toFicos.

2.)ac(eria Ace(ogeica

Tambien llamado OCPSs seun sus silas en inles (obliatory hydroen producin anaerobic bacteria)" ellas convierten acidos rasos de mayor peso molecular ue el acetato de iualmanera ue otros acidos oranicos (acido lactico" acido citrico) y alcohol " a acetato" hidroeno"y dioFido de carbono. Pero este proceso es solo termodinamicamente favorable si el hidroeno esconstante y rapidamente removido ( por e%emplo bacteria de metano)" y no es permitidoacumularlo como un producto intermedio.

$stas materias son sensibles a cambiar sus condiciones " crecen lentamente y con ba%orendimiento.$llas 6traba%an7 en un rano estrecho de temperatura y valores de pC" y son relativamentesensibles a productos toFicos. $n la practica" eso sinifica ue un proceso perturbado de diestionanaerobica en reaccion en cadena puede fallar haciendo ue esta bacteria de%e de 6funcionar7.$sto resulta en un incremento en la concentracion de acidos oranicos" observando un procesoanaerobico pobre.

3.)ac(eria Me(aogeica /

Estas son de dos tipos:




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Cidroenotroficas (6consumo de hidroeno7) metanoenas" liberando el as metanodelas hidroeno y dioFido de carbono.

/ ' CO' C/ ' 'O

cetotroficas (6consumo de acido acetico7) metanoenas" tambien llamada bacteria

acetoclastica (6 transformacion de acido acetico 7)" convirtiendo acetato en metanodioFido de carbono 5

C-COO C/ CO'

$l seundo rupo de bacterias es en la practica el mas importante" ya ue hacen la mayor partedel 6traba%o7.$stas bacterias y especificamente el seundo rupo" son sensibles a cambiar sus condiciones"crecimiento lento y con ba%o 6rendimiento7. $llas 6traba%an7 en un rano de valores de pCestrechos y son relativamente sensibles a los productos toFicos

$n la practica" el operador puede utilizar el parametro de #3 para monitorear la reaccion en

cadena" y no afectar otros paramemetros.

4.)ac(eria S%l3a(o Red%c(ora

$n cualuier proceso de diestion anaerobica" alunas bacterias sulfato reductoras son indeseadasya ue estas compiten con las bacterias metanoenicas" por el uso de acido acetico y otroscompuestos oranicos. $s importante en la practica la produccion de sulfuro de hidroeno a partir del sulfato.

C-COO SO/'7 'S ' CO' ' O7

Dependiendo de la concentracion de sulfato en el aua residual" puede resultar en una ba%a produccion de metano. $l sulfuro de hidroeno termina en el bioas y en el efluente final"causando malos olores" tanto en el bioas como en el efluente. demas de esto" constituye problemas de salud para el operador" y puede contribuir en problemas de toFicidad y corrosion.

+as bacterias sulfato reductoras son de mayores dimensiones y rapido" y se mantienen enconstante competencia con la bacteria metanoenica " siempre ue encuentren el sulfato comosubstrato. /ncluso peuenas concentraciones de sulfuro de hidroeno puede causar malos olores.

Relacio Si(ro1ica )ac(eriaa




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$l crecimiento bacteriano" consume 6substrato7 y produce 6productos finales7 en un rano uedepende en la concentracion del substrato" y alunas veces tambien depende neativamente en laconcentracion del producto ( las bacteria acidoenicas " disminuyen a medida ue laconcentracion de acidos incrementa)

$sta nocion es particularmente importante para la seleccion de la bacteria metanoenica" la cual puede ser diferente durante el incio comparado con un estado firme alcanzado despues de muchosmeses. 4implificandolo" eFisten dos tipos de bacterias metanoenicas5

! $ficientes" crecimiento lento de bacterias" capaz de remover los restos de #3 (acidoacetico) " alcanzando ba%as concentraciones de #3 y (D*O)" en un rano adecuadoconsiderando las ba%as concentraciones de #3.

! Menos eficiente" bacterias de rapido crecimiento" sin embaro solo son muy activas en

altas concetraciones de #3 (acetatos).Mientras mas rapido la concentracion de #3disminuye" la actividad de esta bacteria decrese rapidamente. $l remanente de #3 basicamente no son removidos o removidos muy lentamente.

! +a implicacion del arranue de un reactor anaerobico especialmente con una pobrecalidad de inoculo como el lodo municipal producido" es ue5

! $l arranue puede ser mas rapido cuando se incrementa el rano de alimentacion "manteniendo las concentraciones de de #3 en el reactor y en el efluente mayor a(^=AA m0l)

! 2n arranue rapido da mas y me%or crecimiento de lodo.

! 2n arranue rapido enera el crecimiento de bacterias metanoenicas euivocadas yue da como resultado una ba%a remocion de #3 D*O en el afluente.

! 2n arranue rapido es tipicamente seuido por un periodo de varios meses" durante elcual los #3 yla D*O disminuyen lentamente en el afluente " mientras la eficiencia delas bacterias rapido0lento son lentamente removidas y reemplazadas por las bacteriasde eficiencias lentas0altas " las cuales son mucho mas activas a ba%as concectraciones de3# (e.. 8AA m0l).




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! Toma medio aIo y hasta mas de esto lorar un euilibrio" y obtener las caracteristicasfinales del lodo en terminos de estructura.

$n la practica" esto sinifica ue a pesar de un arranue rapido con altos niveles de #3 puede ser alcanzado siempre ue el pC pueda mantenerse en rano" la anacia de un arranue lento es laobtencion de un efluente con una ba%a carade #3 (menores a =AAm0l).

Kiura @. Tasa de crecimiento bacteriano" tasa de produccion de bioas f (concentracion delsubstrato)

-.' Tecología* de Reac(or Aaerbico

2n tratamiento eFitoso de auas residuales reuiere 6reactores7 especiales en los cuales las bacterias reueridas para la diestion anaerobica pueden proliferar en balance entre ellas. $l problema clave es retener el lodo bacteriano en el reactor (laro tiempo de retencion delodos) mientras ue randes cantidades de auas residuales atraviesan el reactor (cortotiempo de residencia hidraulica).




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3ariciones en los componentes y caracteristicas de auas residuales reuieren el uso dediferentes tipos de reactores anaerobicos" cada uno adaptado a una situacion especifica. $l presente rano de reactores ofrecidos por #+O,+ comprenden los siuientes tipos5

ANUBIX™ - B

uestro me%or euipo" reactor de medio a alto rano de cara 24, (4eun las silas eninles5 2pflow naerobic 4lude ,ed)" con un plato de separacion incorporado" utilizacomunmente de ba%a a media cara" principalmente los carbohidratos solubles contenidos enlos efluentes. uestro2,/LTM!, tiene un record sobresaliente" racias a la perfecta eficiencia de remocion deD*O" en alunos casos por encima del ??Y.

Kiura :. $lreactor 2,/L™ ! ,

ANUBIX™ - C24, modificado" utilizado para fuerzas potentes" alto contenido de T44 contenidos enefluentes con ba%o contenido de rasas y aceites.




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Kiura =. $l reactor 2,/L™ ! &

ANUBIX™ - T

-eactor de rano eFtra alto con una ran cama ranular de lodo " utilizada donde haylimitaciones de espacio y solo para afluentes seleccionados.

Kiura ;. The 2,/L™ ! T reactor

FLOTA!T™ - "T

-eactor de mezcla completa seuido de un D,K eFterna patentada (disuelto bioEs flotacin)tanue. Para las auas residuales ue contienen cantidades sinificativas de KO# (rasa"aceites)" tales como plantas procesadoras de pescado y de productos lEcteos" o para las auasresiduales concentrados con alto contenido de sal y 0 o el contenido de fibra .




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Kiura >. $l reactor K+OTM$T™ ! M0T

ANAIX™ # "T

&ompletamente mezclado `un solo paso` diestor mesfilos" ue se utiliza para unaresistencia muy alta" ran T44 conteniendo efluentes y lodos.

Kiura


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Kiura ?. -eactor K/L™

CO$%AL™

+aunas de tratamiento anaerobico de alta capacidad" este tipo de reactor es utilizado como

una alternativa para efluente de alta concentraciones donde el espacio no es un problema.

.

Kiura 8A. -eactor &OC-+™

$stos tipos de reactores estan en continuo me%oramiento. $n alunos casos" el desempeIo delos reactores tambien puede ser incrementado aIadiedo pasos de pre!tratamiento" por e%emplouna etapa de pre!acidificacin.

+a tecnoloia ue me%or se adapta para el aua residual a ser tratada corresponde al reactor 2,/LTM!,.

-.-El Si*(ema ANU)I6 TM7)& *%* Carac(erí*(ica* Clave.

$l reactor 2,/LTM!, es un tipo de -K (24,) con una separador especial trifasico(llamados 6asentadores7) interados en el tope del reactor. $n el 2,/LTM!," el aua residualasciende a traves de una cama eFpandida de lodo anaerobio" donde ocurre la bioderadacion dela materia oranica en el aua residual resultando en produccion de bioas y crecimiento dellodo.

$l flu%o del efluente reciclado esta adapatado por una valvula de control de nivel ue mantieneun nivel constante en el tanue de mezcla y permite una velocidad constante auas arriba delreactor.




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3.3.1. Sistema de distribución del afuente

$l reactor esta diseIado con un solo sistema de distribucion del afluente con una alimentacion principal. $l aua residual en el manifold es distribuida dentro del reactor a traves de variastuberias5

! DiseIada en tuberias con forma de 627" con una valvulainterna para abrir y otra cerrada durante la operacion.

! O1erada co la e(rada de 3orma al(era(iva deiB%ierda o ,acia la derec,a 1or el cambio ma%alde la* vlv%la* de a1er(%ra H cierre.

! Provisto con orificios de entrada" calculados para una buenadistribucion hidraulica y alta velocidad de salida.

! Dando la misma distribucin por lazo laro de la lonitud delreactor " tambiHn en los flu%os del afluente variables

! +a creacin de turbulencia local " la creacin de condiciones fGsicas

ue promueven el crecimiento de lodo ba%o la forma de peueIosrEnulos! /nduccin de flu%o horizontal sinificativo en el fondo del reactor"

la promocin de una liberacin constante y continua de burbu%as de bioEs a partir del lecho de lodo" y una produccin de bioEscontinJa.

! $vitar los depsitos de slidos a laro plazo en las tuberGas de distribucin. +os depsitos se lavanrEpidamente le%os en cada cambio de direccin del flu%o.

! $uipado con coneFiones de lavado" para el bucle de vez en cuando por la limpieza de bucle" ue rara vez se necesita.

3.3.2. El separador triásico (‘Asentadores’)

$l reactor 2,/LTM!, esta euipado con un separador trifasico especial en el tope delreactor. $l aua residual es distribuida en el fondo del reactor con un diseIo especial desistema de distribucion a la entrada. Despues de entrar al reactor" el aua de tratamientoasciende a traves de una cama eFpandida de lodo anaerobio (la tan llamada 6cobi%a de lodo7).

$l separador interno trifasico incluye una estructura de 6flu%o cruzado7 de platos separadoresdel tipo paralelo" para prevenir la perdida eFcesiva de incluso peueIos floculos de lodometanoenico. $ste separador altamente eficiente ha demostrado ser bastante confiable en practica y permite al reactor velocidades de cara pico sin perdida eFcesiva de lodo.




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Kiura 89. pertura de entrada de flu%o al lado del area de asentamiento

3.3.3. ranulación del lodo en el A!"#$%&'#

+a bacteria anaerobica normalmente 6permanencen %untas7 en reactores anaerobicosmetanoenicos" construyendo el lodo anaerobio. $ste lodo muchas veces tiene una estructura defloculo" por e%emplo peueIas y frEiles entidades sin estructura" suspendidas en las auasresiduales o peandose a la superficie portadora (reactores de filtrado anaerobico).+os floculosde lodo tienen relativamente una ba%a velocidad de asentamiento y ba%a densidad de biomasa.Por consecuencia" los sistemas anaerobicos con solo floculos de lodo son comumente muyrandes. ,a%o ciertas condiciones predominan por e%emplo reactores #+O,+!24,(2,/LTM!,)" el lodo anaerobico toma una forma ranular. Tales ranulos de lodo tienen unaalta velocidad de asentamiento y una alta densidad de biomasa. +os sistemas con lodosranulares son por lo tanto mucho mas compactos ue otros sistemas" y pueden producir efluentes mas limpios a mayores tasas de cara.

De hecho" en el 2,/LTM!," el lodo bacteriano" comunmente se desarrolla en una estructuraranular" bien sea parcial o completamente. +a ranulacion es proceso altamente deseado. $staforma de lodo compacto permite alcanzar altas concentraciones de lodo en el reactor" un me%or desempeIo con mas capacidad del reactor" mayor eficiencia de remocion" y menoresconcentraciones de T44 en el efluente.

Kiura8@. #ranulos de lodo anaerobico




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+a ranulacion de lodos en reactores metanoenicos es un proceso comple%o" influenciado por muchos factores5

$ISICO

• $stres mecEnico" creado por burbu%as de as ascendente y por el afluente" inyectado a

traves del sistema de distribucion" le da forma al lodo en ranulos" como piedras en unrio.• 2na fuerte seleccion de presion en un corto tiempo de residencia hace desaparecer

floculos de lenta sedimentacion y favorece la supervivencia y proliferacion de ranulosde lodo.

• $l separador trifasico retiene las particulas asentadas de lodo" incluyendo peueIosranulos o randes floculos" y devolviendolos al espacio del reactor sin daIo mecanicosevero.

UIMICO

•

+as auas residuales con iones floculantes como el calcio y hierro" promueven lafloculacion y la ranulacion del lodo. entes peptizantes como los iones de sodio y potasio tienen el efecto opuesto.

• #randes cantidades de solidos supendidos no bioderadables o solo parcialmente bioderadables en la mezcla de aua residual con el lodo bioloico previniendo laadicion de bacteria en ranulos solidos.

• PeueIas cantidades de solidos supendidos y depositos minerales refuerzan el ranulo.• #randes cantidades de rasas y proteinas perturban la ranulacion formando capas

babosas.• +as auas residuales con subtratos de alta eneria (carbohidratos) permiten el

crecimiento rapido del lodo y buena ranulacion.

)IOLOGICAS

• +a bacteria siendo areada en con%unto para construir floculos o ranulos mediante lasecrecion activa de una matriz babosa (pea).

• Dependiendo de factores ambientales como temperatura" pC" niveles de sulfuro" etc." laconstante competicion entre varias bacterias cambia el balance hacia una me%or o peor ranulacion.




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• altas temperaturas y tiempos de residencia mas prolonados" la ranulaciones muchomas contractada por la diestion del lodo" por e%emplo la bioderadacion de la pea por otro rupo de bacteria.

• +as bacterias metanoenicas son malos constructores de ranulos" ya ue crecen muy

lentamente y producen poca pea.+a bacteria cidoenica (fermentativo)convierte losazucares en acidos oranicos" son rapidos en crecimiento y buenos constructores de pea. 4on esenciales para una buena ranulacion del lodo.

+a tecnoloia ranular -K (24,) se mantiene en ran parte de la eFperiencia practica. +aranulacion y los sistemas -K (24,) traba%an me%or a altas tasas de cara y cortostiempos de residencia" en condiciones constantes" con concentraciones medias de auasresiduales" parcialmente acidificadas (en el tanue de ecualizacion)" contienen aun alunoscarbohidratos comple%osm principalmente soluble D*O y peueIos solidos suspendidos" pocasal pero alo de calcio. $n condiciones suboptimas" la ranulacion del lodo es menos buena eincompleta.

-./ Problema* de Di*e_o & Lími(e* de O1eraci 1ara el reac(orANU)I6 TM7)

LIMITES DE DISEO DE )A"A CONCENTRACION

$l reactor 2,/LTM!, esta diseIado para auas residuales conconcentraciones de D*Omenores a 8"=AA m0l" ocasionalmente mas ba%o para randes plantas" hasta concetraciones deD*O de 8AAA m0l son posibles. $l tipo de tecnoloia -K (24,) es incluso aplicada en paises tropicales para el tratamiento de auas residuales municipales a concentraciones de D*Oue van de=AA!8"AAA m0l. 2na ba%a D*O implica ue -K (24,Ss) operan a un muy cortotiempo de residenciay en el limite hidraJlico del sistema" en luar del limite de cara oranica.&on una ba%a entrada de D*OSs y efluente minimo entre 8=A!@AA m0l" la eficiencia deremocion alcanzable es tambien limitada por e%emplo ;=!>A? ?LA


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@

a un efluente con concentraciones tan ba%o como 8=A @AA m0l D*O. Operaciones a con una ba%a concentracion de D*O (_8"AAA m0l &OD) por semanas sin embaro puede" resultar en uncrecimiento insuficiente y escasas propiedades de asentamientodel lodo.

LIMITES DE ALTAS CONCENTRACIONES IG CONCENTRATION LIMITS+os reactores 2,/LTM!, son aplicados para auas residuales con un maFimo de 9A"AAA!:A"AAA m0l D*O" dependiendo tambien del contenido de solidos de y temperatura. concentraciones mayores" otros sistemas #W$ son mas apropiados. ltas concentraciones yaltos tiempos de residencia resultan en una seleccin insuficiente seleccin de presion hacia ellodo bien asentable" necesario para la correcta operacin de alto rano.

RANGOS DE TASAS DE CARGA ACEPTADOS

$l 2,/LTM!, puede ser utilizado en el rano completo A!8AAY. De cualuier manera"

operaciones proloadas (por semanas) a menos de 8A!9=Y de la tasa de cara resulta en eldeterior de la estructura del lodo. 2n repentino y laro incremento de la tasa de cara lueoresulta en un incremento del lavado de peieIas particulas por un corto periodo de tiempo. corto plazo variaciones de dia a dia de A 8AA Y son aceptables despues del encendido de la planta (pero altas variaciones tienen efectos neativos en el desempeIo de la planta). Durante el periodo de encendido inicial una cara iuales a la planta es lo recomendable.

PARA J SIGUE

$l reactor 2,/LTM!, puede ser apaado por los fines de semana o periodos de fiesta" y

reiniciado dentro de horas. &uando no lleue auas residuales (Por e%emplo" fin de semana)" la planta anerobica continua por alunas horas 6en recirculacion7 y lueo puede ser apaada.

OPERACION POR TEMPORADA

&ierres estacionales de mitad de un aIo y mEs tambiHn son posibles. DespuHs de aplicar los procedimientos de apaado adecuadas" la viabilidad del lodo se mantiene suficientementedurante meses de `modo de hibernacin`" y el reinicio a su capacidad total es posible dentro deunos pocos dGas.

-.= Prici1io )*ico del Si*(ema de Lodo* Ac(ivado*




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Despues del tratamiento anaerobico en el 2,/LTM!," el efluente es tratado el un sistema delodos activados con interado y remocion de P.

$l tratamiento aerobico es un proceso bioloico" el principio del cual es el uso de oFGeno libreo disuelto por microoranismos (aerobios) en la deradacin de los residuos orEnicos . Puestoue el oFGeno estE disponible para aerobios traba%ando como un receptor de electrone " el proceso de bioderadacin se puede acelerar de manera sinificativa" lo ue aumenta lacapacidad de rendimiento de un sistema de tratamiento. Tanues de tratamiento aerbiconecesitan oFGeno eFterno ue forma artificial debe ser suministrado por medio de aireacin.

+a mayoria de las personas consideran la bacteria y otros microoranismos como componentesindeseables en el aua residual. De hecho" solo una peueIa fraccion de los microbiosencontrados en aua de tratamiento son realmente patoenos. $l tratamiento aerobico de auasresiduales alienta el crecimiento natural de microoranismos aerobicos como medio derenovacion de las auas residuales..

Tales microbios son los motores de las plantas de tratamiento de auas residuales . +oscompuestos orEnicos son formas de alta enerGa de carbono. +a oFidacin de compuestosorEnicos a la forma de ba%a enerGa (diFido de carbono ) es el combustible ue alimenta estosmotores. +a comprensin de cmo mezclar los microoranismos aerobios" compuestosorEnicos solubles y oFGeno disuelto para la oFidacin a alta velocidad de carbono orEnico esuna de las tareas fundamentales de los inenieros de auas residuales.

roceso !atural

+os microoranismos responsables de la oFidacin de compuestos orEnicos comple%ossedenominan `descomponedores`. &uando altas concentraciones de contaminantes orEnicos

estEn disponibles" estos descomponedores florecen. +a mayorGa de los microbios endescomposicin prefieren condiciones aerbicas a condiciones anaerbicas. &uando el oFGenodisuelto estE disponible" la descomposicin aerbica de los compuestos orEnicos consume eloFGeno disuelto del aua. 4i la tasa de re!aireacin no es iual a la tasa de consumo" laconcentracin de oFGeno disuelto se sitJa por deba%o del nivel necesario para sostener unsistema acuEtico viable.

+a concentracin de compuestos orEnicos solubles" biodisponibles en el aua a menudo semide como la demanda biouGmica de oFGeno carbonoso o &,OD. &omo se describianteriormente" la demanda de oFGeno es el resultado de los microoranismos aerobios ueconsumen oFGeno disuelto medida ue se descomponen el carbono orEnico y compuestosnitroenados. $n la oFidacin biouGmica de inenierGa de las auas residuales" el oFGeno se




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suministra a los microoranismos aerbicos para ue se consuma el sustrato (carbono orEnico) para alimentar su metabolismo. $l resultado es la conversin de los contaminantes orEnicos encompuestos inorEnicos y nuevas cHlulas microbianas. +a produccin neta de cHlulas (creacinde nuevas cHlulas en comparacin con la muerte de cHlulas vie%as) formarE una acumulacin dematerial biolico. Materiales orEnicos tGpicos ue se encuentran en las auas residualesdomesticas incluyen hidratos de carbono" rasas" proteGnas" urea" %abones y deterentes. Todosestos compuestos contienen carbono" hidreno y oFGeno. +as auas residuales domHsticastambiHn incluyen nitreno liado orEnicamente" azufre y fsforo. Durante la deradacin biouGmica" estos tres elementos se transforman biolicamente a partir de formas orEnicas alas formas mineralizadas (es decir" C@" C:" O@" 4O:" y PO:).

$ste tipo de tratamiento se corresponde con un proceso biolico ue utiliza una comunidadmiFta de oranismos para metabolizar aerobicamente sustancias orEnicos e inorEnicos. $llodo activado es normalmente constituido por aproFimadamente ?= Y de las bacterias y =Y deoranismos superiores tales como protozoos" metazoos" honos" rotGferos" etc.

4e espera ue varios oranismos microscpicos esten presentes en un sistema de lodo activado

incluyendo bacterias desnitrificantes (Pseudomonas" lcalienes" Cyphomicrobium"...)" las bacterias nitrificantes (itrosomonas" itrosomas" itrobacter" ...)" bacterias ue formanflculos (chromobacter" Klavobacterium " ...) y otro la eliminacin de fosfato y bacteriasfilamentosas.

+os microoranismos se oranizan en flculos ue incluyen las especies microbianas mEsmaterial inorEnico y otras molHculas orEnicas (proteGnas" polisacEridos...). fin de permitir una buena separacin de la biomasa y el aua tratada" se reuiere el desarrollo de flculos conuna buena estructura y de alta densidad.




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Kiura 8:. Kloculo de lodo aerobico

$l proceso metabolico ue toma luar en el sistema de lodos activados esta basadosimultaneamente en reacciones de sistensis y respiracion. -eacciones de sistensis corresponder con el crecimiento de la celula mientras ue las reacciones de respiracion corresponder con laoFidacion de componentes a &O9 y C9O.

+os operadores de planta tratan de controlar 6la presion de crecimiento7 para ue elmetabolismo funcione normalmente. $l crecimiento de presion es definido como cualuier factor el cual afecta la comunidad microbiana. +os mas comunen incluyen5

• O.D. (OFieno disuelto)• ,OD= (Tipo y cantidad de comida)• K0M ratio (-adio de comida a microoranismo)• Temperatura• utrientes ( P)• ToFicos• Cidraulicos (tiempo de retencion)

3.*.1. +espiración Aeróbica

+a respiracion aerobica es la respiracion en presencia de oFieno. +os oranismos aerobicos soncapaces de vivir solo en prensencia de oFieno libre disuelto porue el proceso de respiracionreuiere oFieno libre. +a mayoria de los oranismos vivientes son dependiente del oFieno deuna manera u otra para mantener el procesos metabolico ue produce la eneria para crecer yreproducirse. +a mayoria de oranismos multicelulares y muchos microoranismos producen sueneria usando respiracion aerobica. $n la respiracion aerobica" lipidos (rasas)" carbohidratros(azucares y almidon)" y proteinas pueden ser usadas como fuentes de eneria en la respiracionaerobica. &uando estos componentes oranicos son rotos en la respiracion aerobica" eneria"

aua y dioFido de carbono son liberados como productos finales. 4in oFieno" microoranismosaerobicos son incapaces de producir eneria y mueren rapidamente. +a tasa a la cual el oFienosera utilizado por estos microoranismos (respiracion aerobica) depende de la 6edad7 y latemperatura de las auas residuales y el area de las superficies sumeridas. +a 6edad7 de lasauas resiaules afecta la tasa de respiracion debido a ue el numero de microoranismos permanece en una alcantarilla ba%o condiciones aerobicas.

traves del proceso de respiracion" microoranismos aerobicos pueden transformar el 3K (yotros compuestros oranicos biodisponibles) en dioFido de carbono" aua y eneria adicional.&omo se muestra en la ecuacion deba%o" la respiracion reuiere la presencia de oFieno. $loFieno actua como un electron aceptadir de la deradacion catabolica del 3K. Porue




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microbios aerobicos pueden facilmente convertir carbon oranico biodisponible en carboninoranico" sistemas aerobicos pueden proveer una alta tasa de tratamiento de aua residual.

$n la mayoria de los procesos de tratamiento de auas residuales" los operadores pretendenmantener un ambiente propicio para la respiracion aerobica. Mediante el mantenimieto de unambiente aerobico los operadores previenen los malos olores asociados con ambientes septicos ytambien mantener una alta velocidad de diestion de desecho. +os procesos aerobicos son losmas comunes en sistemas de tratamiento bioloico de auas residuales" incluyendo el proceso delodos activados" filtros de oteo" y muchos pantanos de oFidacion. Dado ue losmicrooranismos aerobicos utilizan oFieno mientras destruyen el desecho" es necesario aIadir aire al aua residual para manetener un ambiente aerobico. +a areacion puede ser alcanzadasoplando el aire dentro del aua o permientiendo el aua correr a traves del aire.

3.*.2 ,actores Ambientales

Para proveer una alta tasa de oFidacion de contaminantes oranicos" a los microoranismos seles debe de proveer un ambiente ue les permita prosperar. +a temperatura" pC" oFieno disueltoy otros factores afectan las seleccin natural" supervivencia y crecimiento de losmicrooranismos y la tasa de su oFidacion biouimica.

&emperatura

+a tasa de bioFidacion es una funcion de la temperatura. 3arias especies microbianas tienentemperaturas optimas para su supervivencia y sintesis celular. +as temperaturas por deba%o de looptimo tipicamente tienen un efecto mas sinificativo en el crecimiento ue las temperaturas por encima del nivel optimoV ha sido observado ue el la tasa de crecimiento se duplica con cada8AA& de incremento en el rano de temperatura en el cual funcionan me%or" las bacterias puedenser clasificadas como psicrofilicas" #esofilicas yter#ofilicas.

• +os microoranismos psicrofilicosen un rano de temperatura de !9Q a @AQ& (9A? ?LA


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• +os microoranismos termofilicos en un rano de temperatura de:=Q a >=Q& (88@Q a8;>QK). la temperatura optima es de ==Q to ;=Q& (8@8Q a 8:?QK).

+atio de -omida a 'icrooranismo-/')

$ste radio representa la masa de compuestos oranicos biodisponibles (sustratos) carados en lacamara de aeracion cada dia en relacion a la masa de microoranismos contenida dentro de lacamara de aereacion. ormalmente este radio es eFpresado en terminos de masa de ,OD por dia por masa de microbios en la unidad de tratamiento. la poblacion microbiana es dinamica yresponde a cambios en en parametros para sustentar la vida. eFisten lapsos de tiempo a cambiosen la respuesta de la poblacion microbiana a cambios repentinos en la cara oranica. 4inembaro" si todos los demas factores son constantes" la poblacion puede rapidamenteincrementarse en respuesta a una incrementada cara oranica" el tiempo de retencion hidraulicade la cuenca debe corresponder al tiempo reuerido para ue la poblacion incremente.4inembaro" incrementar la cara oranica normalmente se asocia con un incremento de la carahidraulica. 4i no se provee un medio para ecualizar el flu%o"entonces el efluente no tendra el

mismo tiempo de residencia habra sido eFpuesto a la misma concentracion de microbios.

-oncentracion de Acido

$l pC influente tiene un impacto sinificativo en los tratamientos de auas residuales porue esun factor clave en el crecimiento de los microoranismos. Tambien es posible tratar auasresiduales oranicas sobre un amplio rano de pC para el crecimiento microbial es entre ;.= y>.=.en su mayoria las bacterias no pueden tolerar niveles de pC por encima de ?.= o inferiores a:.A. es una nota interesante ue la bacteria crece me%or en un aua lieramente alcalina. 4imilar al ala" honos ue crecen me%or en auas lieramente acidas. +a respuesta al pC es en ran parte debido a cambios en la actividad enzimEtica.

-. El Si*(ema de Lodo Ac(ivo

$l sistema de lodo activo comprende tres componentes basicos5

! $n el reactor(cuenca aerobica)donde se encuentran los microoranismos responsables deltratamiento debe ser contenido en suspencion y aireado.

! +a separacion liuido!solido" es usualmente en una cuenca de asentamiento (clarificadora)! -emover el eFceso de lodo de la cuenca de asentamiento.




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+a remocion del nitroeno bioloico ue toma luar en en el sistema aerobico de lodo activo esun proceso apoyado por diferentes microoranismos. $ste proceso puede ser caracterizado por tres fases principales5

#.Amoi?ca(ioconversion de nitroeno oranico a amonio(C:N)'.Ni(ri?ca(iooFidacion de amonio a nitrito (O9!) y lueo a nitrato (O@!)-.Dei(ri?ca(io5 nitrato(O@!) reduccion a as de nitroeno (9)

$l sistema de lodo activado en este caso cuentacon la cuenca de lodo activado(clarificador masrande) para la amonificacion" nitrificacion y dentrificacion (por medio de apaadosintermitentes de los sopladores)"y la cuenca anFica(clarificador final) para mayor denitrificacion.

+os contaminantes oranicos (&OD" ,OD) son removidos cuando la cuenca de lodo activa esaireada y el nitroeno aminiacal es oFidado a nitrato. $l nitrato es reducido a as de nitroenoen el clarificador final" donde es removido en randes cantidades por medio del proceso dedenitrificacion biolica. l limitar la aireacion (en la cuenca de aireacion)se pueden remover mas nitratos.

-.>Ni(ri?caci

$n la cuenca aireada eFistente (D9A8) el nitroeno oranico es convertido a amonio y lueooFidado a nitrato (O@!) con una formacion intermedia de nitrito (O9!).

+a conversion de nitrato de amonio ocurre por un proceso llamado 6nitrification7.+anitrificacion autotrophica es un proceso de dos pasos en el cual el amonio es oFidado bioloicamente a nitrito (nitritation) y lueo a nitrato (nitratation).

+a ecuacion lobal para el proceso de nitrificacion puede ser eFpresada como5

E$E%&'A H O H $OO $H +++⇔+ +− 999@9@

+os dos pasos de la nitrificacion son realizados por dos rupos de baterias chemolitho!autotrophicas (la bacteria oFidante de amonio (,O)" como los nitrosomas y la bacteriaoFidante de nitrito (O,)" como la nitrobacteria" solo en la presencia de oFieno.

mbos rupos son clasificados como oranismos chemolito!autotropicos porue su eneria sederiva de la oFidacion inoranica de compuestos de nitroeno (C:N). $n contraste" a las bacterias heterophobicas ue derivan la eneria de la oFidacion de materia oranica.




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polialuminio (P&). /ones metalicos fueron utilizados para precipitar el fosforo del auaresidual. $l fosforo precipitado del aua residual sera incorporado con el lodo y puede ser removido por el procedimiento residual usual. Otro proceso es el uso de la bacteria paradisminuir el fosforo contenido el el efluente final. +a especie de la bacteria identif

Otro proceso es con el uso de bacterias para disminuir el contenido de fsforo en el efluentefinal. +as especies de bacterias habitualmente identificadas con este proceso es cinetobacter spp. $stas son alunas de las venta%as seIaladas en el uso del mHtodo biolico de eliminacinde fsforo 5

8. +as razones econmicas ! +os altos costos de floculantes uGmicos.9. $l efecto de la concentracin de cationes en el efluente final.@. Menor produccin de lodos en comparacin con el mHtodo fGsico ! uGmico.:. +odo recuperado de la eliminacin biolica es un fertilizante arGcola mas eficaz ue ellodo a partir del mHtodo fGsico ! uGmico.

Otros estudios mencionan ue una combinacin de la precipitacin uGmica y la eliminacin biolica puede ser Jtil para el eFceso de fsforo . +a precipitacin uGmica se puede realizar en @ formas5

8. Deposicin lobal normal9. Mayor acelerado@. Preceipitation en las biopelGculas y flculos

$n cuanto a la eliminacin biolica de fsforo " alunos parEmetros se han identificado en elaumento de la eficiencia del proceso 5

8. $l eFceso de fsforo se elimina por pHrdida de masa de lodos.

9. +os importes altos y concentracin de sustancias bioderadables (fuente de carbono ynitreno).@. P5 -elacin D,O de A"A85 A"A@:. O@ 5 relacin ,OD de A"9= 5 8=. #randes cantidades de Ecidos rasos volEtiles en el afluente de la zona anaerbica.;. +a edad de los lodos deber ser la menor posible.

-.#! Li(era(%ra




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o es escencial para la operacion de la planta" pero recomendada para auellos con unantecedente microbioloico o biouimico" dispuesto a aprender mas acerca de los fundamentosde diestion anaerobica y tratamiento de aua en eneral5

' naerobic ,iotechnoloy for /ndustrial Wastewaters" por -.$. 4peece

' The Microbioloy of naerobic Diesters (Wastewater Microbioloy 4eries) por MichaelC. #erardi

' naerobic Diestion of Waste!Water 4lude5 Operatin #uide por -oss" W-V ovella"PCV Pitt" BV +und" PV Thomson" ,V Uin" P,V Kawcett" U4

' Wastewater $nineerin5 treatment and reuse 0 Metcalf $ddy" /nc. : th $dition -ev. Mc#raw Cill.

2na buena fuente de internet ue provee informacion basica es www.uasb.or. Tambiencontiene lin1s a otra informacion en linea (libros en linea)" una lectura basica de Power Point"etc.



http://www.uasb.org/http://www.uasb.org/


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/. D E S C R I P C I N D E L A P L A N T A J E L PR O C E S O

/.# Doc%me(o* Re3ere(e*

Para la descripcin de la planta" ilustrados en 5

8. Diarama de flu%o de proceso5 Kiura ro. D8A89. Diarama de tuberGas e instrumentos5 Kiuras ro. D9A8 9A>

MEs detalles sobre el euipo e instrumentacin" ilustrados en 5 8. $l libro de /nenierGa " parte / y parte //9. Proveedor de datos de euipos e instrumentacion

/.' De*cri1ci del 1roce*o & de la 1la(a4iuiendo las unidades pertenecientes a la planta de tratatamiento de auas residuales

eFistente" serEn reutilizadas5

8. $l reservorio de aua eFistente" con nuevas bombas y pantallas" eFtendida con una trampa deaceite. +as alcantarillas de auas residuales crudas no tienen ue ser modificadas.

9. +os dos clarificadores eFistentes" seran reutilizados como tanue de aireacin y comoclarificador final" por muchos aIos mEs.

@. +a camara de contacto de cloracion del efluente y la estructura del desae.:. +a base inferior de la antiua cuenca de aireacin eFistente. Todas las estructuras internas" como

paredes tienen ue ser eliminadas. Dos randes tanues de acero atornillados (,8A8" D8A8) ue

constituyen el tratamiento anaerbico se construirEn dentro de la antiua cuenca" en el suelo" uese refuerza con una nueva placa en la parte superior de la losa eFistente" seJn sea necesario ydeterminado por el ineniero civil.

&omo estEndar en las plantas de #W$ para fEbricas de cerveza" se propone el uso de una pantalla con una malla interno de @mm " montado en un canal de concreto dentro de la trampade aceite o el sumidero eFistente.

$ste tipo de malla es ideal para sacar todo incluyendo vidrio y tapas" y ha sido utilizado antesen mEs de =A plantas de #W$ para el tratamiento de auas residuales provenientes decervecerGas. o hay necesidad de un tamiz rueso separado" y ya ue las mallas estEn en




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frente y no detrEs de las bombas de la fosa colectora del afluente" las bombas estEn totalmente proteidas. $l rano atrapado tiene ue ser eliminado de forma manual" de vez en cuando.

+as proyecciones se eFtraen fuera del canal" deshidratado (presionados) y se transportan en unrecipiente peueIo" situado al lado del pozo hJmedo.

0.2.1 retratamiento

Desde el sumidero de efluentes eFistente (fosa colectora del afluente)" el aua residual se bombea a una nueva planta de tratamiento anaerbico de auas residuales" utilizando bombassumeribles en el sumidero (@ F 8=A m[ 0 h).

+a nueva planta anaerbica posee un pre tratamiento ue consiste en5 ! 2na trampa de aceites y rasas.

! 2n tanue de ecualizacion (tanue de mezclado buffer) de 8.9AA m[ cumpliendo losolicitado" correspondiente a capacidad de < h como mEFimo de flu%o por dGa" o ?"; h

para el flu%o promedio por dGa" cuyos valores estEn cerca de la norma de #W$ para las plantas fEbricantes de cerveza. $l tanue $* estE euipado con una medicin de nivel yun sistema de control. $n esta cuenca una pre!acidificacin parcial (fermentacionesacidoenicas) de las auas residuales se produce" neutralizando los valores altos de pC.$l flu%o de salida se controla en funcin del nivel de la cuenca" con el ob%etivo deobtener un flu%o constante o suave y lentamente variable

! 2n tanue de mezcla para la desasificacin del efluente anaerbico reciclado" despuHsde ser mezclado con un afluente con ba%o pC. $ste efluente reciclado se satura con &O9y es rico en bicarbonatos. Tras la mezcla con el afluente acido ecualizado de auasresiduales el &O9 es eFpulsado de la mezcla de auas residuales. $sta pHrdida de acidez

reduce el reuisito de adicin de alcalinidad ( consumo de soda cEustica) del sistema detratamiento anaerbico" especialmente cuando se tratan auas residuales ricas encarbohidratos con ba%a alcalinidad como en este caso. +os ases desprendidos sonrecoidos y tratados para el control de olores.

! +a estin de la alcalinidad por la eliminacin de diFido de carbono se ha me%orado aJnmEs por el uso de un efluente reciclado en una columna de ` pre strippin `en el tanuede mezcla. $l efluente reciclado `cascadas` h

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