Nitrificacion y desnitrificacion en un reactor biopelicula de lecho sumergido y membranas de microfiltracion

NITRIFICACIÓN Y DESNITRIFICACIÓN EN UN REACTOR BIOPELÍCULA DE LECHO SUMERGIDO FIJO Y MEMBRANAS DE MICROFILTRACIÓN

*Germán Cuevas-Rodríguez
División de Ciencia e Ingeniería Ambiental Centro de Investigación en Materiales Avanzados (CIMAV) Profesor -Investigador en la División de Ciencia e Ingeniería Ambiental. Doctorado en Ingeniería Ambiental por la Universidad de Cantabria, España, Maestríaen Ingeniería Ambiental en la DEPFIUNAM e Ingeniero Bioquímico. He trabajado en el área ambiental desde 1993 hasta la fecha. Mis áreas de investigación son el tratamiento biológico de aguas residuales domésticas e industriales y el empleo de membranas para el tratamiento y regeneración de aguas residuales.

Iñaki Tejero Monzón
Departamento de Ciencias y Técnicas del Agua y del Medio Ambiente.Universidad de Cantabria. *Complejo Industrial Chihuahua. Miguel de Cervantes #120. 31109. Chihuahua, Chihuahua, México. Teléfono: 52 (614) 439-4810. Fax: 52 (614) 4391112. e-mail: german.cuevas@cimav.edu.mx

RESUMEN
Esta investigación se realizó con el objeto de estudiar la eliminación biológica de compuestos de nitrógeno presentes en el agua residual urbana utilizando un nuevo reactorbiopelícula aerobio de lecho sumergido fijo y membranas de microfiltración (RALSFyMM®). La unidad de experimentación fue un reactor a escala piloto con volumen neto de 70 L en el que fueron inmersos el medio soporte para la fijación de la biopelícula, un módulo de membranas de microfiltración y el difusor de aire. El 2 2 3 medio soporte utilizado fue BLASF con un área específica total de 2.8 m (119.31 m/m ). Las membranas fueron MicroPes hidrofílicas de microfiltración con tamaño de poro ≤ 0.6µm. El área de 2 membrana fue de 0.76 m . El sistema fue alimentado con agua residual urbana prefermentada. Los resultados que se obtuvieron durante el periodo de investigación, presentaron tasas de eliminación de nitrógeno total y nitrificación del 68 y 92% respectivamente. La cantidad de nitrógenoeliminada por desnitrificación fue de 1.03 g/d, sin embargo, el nitrógeno eliminado por asimilación de la biomasa fue del 1.21g/día. El tiempo de retención de sólidos manejado en el sistema (100 días) junto con la existencia de zonas anóxicas y aerobias en el interior de las biopelículas permitieron que el fenómeno de nitrificación-desnitrificación simultánea se haya llevado a cabo en el sistema. De estaforma se logró que los porcentajes de eliminación de nitrógeno alcanzados en esta investigación fueran mayores a los de un sistema biológico convencional. Los sólidos suspendidos totales (SST) fueron retenidos en un 98%. Los porcentajes de eliminación de DQOTotal y DBO, fueron de 94 y 96% respectivamente. Los valores de turbidez en el permeado fueron de 6 ± 3 UTN. Se concluyó que la incorporaciónde un medio de soporte para la fijación de biopelícula permite la creación de zonas aerobias y anaerobias en el sistema lo cual incrementa la eliminación de nitrógeno, así como una mejora en la operación del sistema.

PALABRAS CLAVE Membranas de microfiltración, reactor biológico con membranas, biopelícula, agua residual, eliminación biológica de nitrógeno.

INTRODUCCIÓN
En las aguasresiduales, la materia nitrogenada se puede encontrar en forma orgánica e inorgánica. La fracción inorgánica está representada por el nitrógeno amoniacal, que puede estar de forma libre + como amoniaco (NH3) o ionizada como ion amonio (NH4 ). Sin embargo, en las aguas residuales urbanas comúnmente se encuentra en forma de nitrógeno orgánico y amonio originados por el metabolismo de proteínas del cuerpohumano. Los compuestos nitrogenados inorgánicos son característicos de vertidos industriales y fertilizantes agrícolas, mientras que, los orgánicos se encuentran en los residuos domésticos y agrícolas. Experiencias científica en el ámbito internacional a comprobado que la forma más económica de eliminar el nitrógeno inorgánico presente en las aguas residuales es por medio de la manipulación de...