Monoth Tratamientis Biologics

TEMA 5 : TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS
1.- Introducción.
2.- Biorremediación.
3.- Microorganismos implicados.
4.- Cinética de la degradación biológica.
5.- Tipos de tratamientos.
6.- Sistemas de biorreactores. Conceptos previos. Tipos.
7.- Configuración de biorreactores.
8.- Parámetros de diseño de los sistemas
de tratamiento biológico.
TEMA 6 : TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS (II)
9.- Sistema de lodosactivos.
10.- Diseño de reactores anaerobios.
11.- Lechos bacterianos, filtros percoladores, biodiscos y
biotorres
12. Aireación

1. Introducción
Biotratamiento / biorrecuperación
Fuentes
Inds/ agríc.

Residuos
S/L/G

Biotratamiento
Residuos

Biorrecuper.
Aguas, suelos

Microorg
(degrad de MO)

Detoxificación

Los objetivos de los tratamientos
biológicos son:
• Separación de los sólidos
coloidales nosedimentables y
la estabilización de la materia
orgánica.
• Separación de la materia
orgánica presente.
• Eliminación de nutrientes como
el nitrógeno y el fósforo.

•Reducción de compuestos
orgánicos e inorgánicos
(aguas industriales). Se
requiere
de
pretratamiento.

Aplicaciones de tratamientos biológicos de residuos orgánicos:
•
•
•
•
•
•

Optimiza un proceso natural.
Utiliza microorganismosambientales (bacterias, hongos).
Requiere control de temperatura, pH y balance de materiales.
Pueden ser aerobios o anaerobios.
Aplicaciones para residuos peligrosos:
Utilizable sólo para bajos niveles de contaminantes

2.- Biorremediación
Objetivo:
Reducción de la materia orgánica (DBO) mediante la actuación de
microorganismios con el fin de reducir la toxicidad de los residuos
TratamientoBiológico

Ventajas
Se puede utilizar para gran núm de compuestos
Los prod finales no deterioran el MA
Se transf poca contaminación al medio
Tecnología poco intrusiva con el medio
Comparativamente económica
Aceptada socialmente

Inconvenientes
Si degrad incompleta
prod muy contaminantes
El seguimiento y control
es más difícil que en F-Q
La energia requerida es
difícil de predecir
Existen compuestos queinhiben la degradación

Trat
biológico

Aeróbico

Anaeróbico

In situ/Ex situ
Sep previa o no
Microorg libres / inmoviliz

Degradabilidad
o
Toxicidad

Rendimiento
(Tiempo, degrad)

Bioestimulación
(modif de la
degradac)

Optim de
parámetros

Co-sustratos

Asociaciones
de poblaciones

Productos
intermedios

Más pelig.

Menos pelig.

Modif genética
microbiana

Biorreactores
Sobrecargas

OrgánicaActiva org acetogénicos
inhiben a los metanogénicos
Tóxica
Existe inhibic general
de los microorg

Hidraúlica
Vel flujo muy alta
Expulsa pobl microbiana

Tipos

Continuos
+ Utilizados
Salida + homog

Tipo mezcla completa
Concentrac. iniciales bajas
Menores costes
.
Tipo flujo pistón

Discontinuos
+ Adecuados para
bajos vol de residuos o
t resid muy largos

+Eficaces para líquidos
Aceptan concen.altas

3.- Microorganismos implicados
CLASIFICACION DE LOS MICROORGANISMOS SEGÚN SUS FUENTES DE ENERGIA Y CARBONO
CLASIFICACION

FUENTE DE ENERGIA

FUENTE DE CARBONO

Fotoautotrofos

Luz

Anhídrido Carbónico

Quimioautotrofos

Reacción de oxidación - reducción inorgánica

Anhídrido Carbónico

AUTOTROFOS

HETEROTROFOS
Quimioheterotrófos Reacción de oxidación - reducción orgánica

Carbono OrgánicoFotoheterotrófos

Carbono Orgánico

Luz

Los microorganismos importantes en el tratamiento biológico son:
-Procariotas: bacterias
-Eucariotas: hongos, protozoos, rotíferos y algas.

4.- Cinética de la degradación biológica

La velocidad de acumulación de biomasa es

dX
=µX
dt

X [biomasa]
µ velocidad específica de crecimiento (generaciones t-1)

Ecuación de Monod (1942)

µ =
µmax =
S =
Ks =

µ = µmax

velocidad específica de crecimiento (generaciones t-1)
velocidad máxima de crecimiento (generaciones t-1)
concentración de sustrato
constante de velocidad media
(velocidad esp. de crecimiento) Constante de Monod

Posee limitaciones
1) A muy bajas concentr de sustratos no va bien
(conc mín. de sust que no contempla)
2) A muy altas conc de sustratos Ks real es cte

S
Ks + S

dX
=µX
dt

dX
SX...