Biofiltro

DISEÑO DE BIOFILTROS Y ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Autor M. I. David Gómez Salas
Congreso Ciencia y Conciencia: compromiso nacional con el medio ambiente
Federación Mexicana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales. 2000


RESUMEN.

Se presenta una metodología para diseño de biofiltros, el procedimiento contempla: requerimientos de información parael diseño, variables que participan en los procesos, ecuaciones que se aplican para representar el comportamiento de los procesos y criterios aplicables en el diseño de biofiltros. Se analiza la aplicación del biofiltro en el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico o urbano con baja influencia industrial. Se elabora un diseño base y se calcula el comportamiento para diferentes valoresde caudal y concentración de DBO en el influente. El análisis de sensibilidad permite obtener un diseño que asegura alcanzar los niveles de calidad deseados en el agua tratada, bajo diferentes restricciones; y además, contribuye a determinar los criterios de operación y control del proceso.




CONTENIDO

1. INTRODUCCIÓN

2. DATOS BÁSICOS DE DISEÑO

3. ECUACIONES Y CRITERIOS DE DISEÑO4. EJEMPLO NUMÉRICO DEL DISEÑO BASE

5. ANÁLISIS DE SENSIBILIDAD AL DISEÑO BASE. EJEMPLO NUMÉRICO

6. CONCLUSIONES

7. REFERENCIAS






1. INTRODUCCIÓN

Este trabajo hace referencia a las aplicaciones más comunes proceso del biofiltro, que son los dos casos siguientes:

a. El agua residual a pasa a través del biofiltro una sola vez, no hay recirculación alguna.

b. Elagua residual pasa a través del biofiltro, en promedio, más de una vez. Se recicla el efluente.

En la figura 1 se representa el caso general para los alcances de este trabajo.

Otras aplicaciones menos comunes, son: con recirculación de lodos del biofiltro, con recirculación de lodos activados en un sistema dual, con recirculación de agua tratada clarificada. Estos casos no están incluidosdebido a que este trabajo esta orientado a atender el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico y urbano con baja influencia industrial, para lo cual es suficiente un sistema con recirculación del efluente o sin recirculación alguna.


Qi Qo = Qi + Qr = Qi(1+r)
Li Lo = (QiLi + QrLe) / (Qi+Qr)






Qr = rQiLe





Qo
Le
Qi
Le
Qi = Caudal de agua cruda
Qr = Caudal de recirculación
Qo = Caudal de influente al Biofiltro
Li = Concentración de DBO en agua cruda
Le = Concentraciónde DBO en efluente del biofiltro
Lo = Concentración de DBO de entrada al Biofiltro
r = Recirculación = Qr / Qi

Figura 1. Representación esquemática del sistema funcional analizado

2. DATOS BÁSICOS DE DISEÑO

En virtud que el diseño del biofiltro generalmente se realiza para remover materia orgánica, la información requerida es la siguiente:

Qi Caudal promedio diario del aguacruda, generalmente en l/s.
Li Concentración de DBO en el agua residual cruda, generalmente en mg/l.
Le Concentración de DBO en el agua residual tratada, generalmente en mg/l
T1 Temperatura promedio del aire en invierno.
T1' Temperatura promedio del agua en invierno,
T2 Temperatura promedio del aire en verano.
T2' Temperatura promedio del agua en verano

En los casos en que seinteresa conocer la remoción de nitrógeno y de fósforo, es necesario contar también con la información siguiente:

Para el agua cruda:
Norgi Concentración de nitrógeno orgánico, generalmente en mg/l
NNH3i Concentración de nitrógeno amoniacal, generalmente en mg/l
PO4i Concentración de fosfatos totales, generalmente en mg/l

Para el agua tratada:
Norge Concentración de...