Un reactor de biopelícula de lecho móvil (MBBR) es una tecnología moderna para el tratamiento biológico del agua y las aguas residuales basada en la utilización de biopelículas. En el reactor se utilizan materiales de soporte especialmente desarrollados, sobre los que los microorganismos colonizan y forman biopelículas. Estas biopelículas son responsables de la degradación de sustancias orgánicas e inorgánicas.
El reactor de lecho flotante se caracteriza por su gran eficacia, su diseño compacto y su flexibilidad, y se utiliza en el tratamiento de aguas y aguas residuales tanto municipales como industriales.
Índice
Construcción de un reactor de lecho flotante
Un reactor de lecho flotante consta de los siguientes componentes principales:
vasija del reactor:
- De hormigón o acero, a menudo cilíndricos o rectangulares.
- El tamaño y la forma dependen de la aplicación y la carga previstas.
Material de soporte:
- Soportes de plástico de forma especial con una gran superficie específica (500-1500 m²/m³), que sirven de superficie de colonización para los microorganismos.
- Material: polietileno (PE) o polipropileno (PP).
- Propiedades:
- Flota debido a su menor densidad que el agua.
- Gran resistencia química y mecánica.
Sistema de ventilación:
- Los difusores o aireadores de burbujas finas suministran oxígeno, necesario para la degradación aeróbica, y mantienen los portadores en movimiento.
Sistema de retención:
- Las construcciones de rejilla o los dispositivos especiales de retención garantizan que los portadores permanezcan en el reactor mientras que el agua purificada sale del sistema.
Control y seguimiento:
- Los sensores miden parámetros importantes como el contenido de oxígeno, el valor de pH, el amonio, el nitrato y la temperatura para optimizar el funcionamiento.
Funcionalidad
El reactor de lecho suspendido funciona según el principio de la formación de biopelículas y la degradación de contaminantes por microorganismos:
Formación de biopelículas:
- Los microorganismos colonizan la superficie del material de soporte y forman biopelículas. Éstas consisten en una mezcla de bacterias aerobias y anaerobias facultativas, así como hongos y protozoos.
Mezclando:
- El material portador se mantiene en constante movimiento gracias a la aireación o a una bomba de flujo, lo que garantiza una distribución uniforme de los microorganismos y las aguas residuales.
Procesos de degradación:
- Degradación aeróbica:
- Las sustancias orgánicas (DBO/DQO) son oxidadas a dióxido de carbono y agua por microorganismos que utilizan oxígeno.
- Nitrificación:
- Amonio (NH4+) es convertido por las bacterias nitrificantes en nitrito (NO2-).) y después en nitrato (NO3-).
- Desnitrificación:
- En condiciones anóxicas, los microorganismos heterótrofos convierten el nitrato en nitrógeno gaseoso (N2) por microorganismos heterótrofos.
- Degradación aeróbica:
Autolimpieza de la biopelícula:
- Los componentes sobrantes de la biopelícula se desprenden gracias al movimiento constante de los portadores y se descargan con las aguas residuales, lo que permite que el sistema se autorregule.
Foto: Nuestra planta ALMA BIO MBBR en contenedor
Antecedentes técnicos
materiales de soporte:
- El diseño de los soportes influye en la eficacia del sistema:
- Elevada superficie específica para el crecimiento de biopelículas.
- Tamaño de poro óptimo para evitar obstrucciones.
- Ejemplo: cuerpo tipo K1 o viga MBBR con estructura laminar.
- El diseño de los soportes influye en la eficacia del sistema:
Hidráulica:
- El reactor de lecho flotante funciona con un flujo continuo, lo que garantiza una carga uniforme.
- Tiempo típico de permanencia hidráulica: de 2 a 6 horas, en función de la carga y los parámetros del objetivo.
Ventilación:
- El aporte de oxígeno es crucial para la degradación aeróbica. La aireación con burbujas finas garantiza un alto coeficiente de transferencia de oxígeno y reduce el consumo de energía.
Carga de lodo:
- En comparación con los procesos de lodos activados, el reactor de lecho móvil trabaja con una mayor concentración específica de biomasa, ya que la biopelícula está muy concentrada en los soportes.
Ámbitos de aplicación
1. tratamiento de aguas residuales municipales
- Complemento o sustitución de los procesos de lodos activados en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
- Ideal para sistemas con restricciones de espacio o ampliación de capacidad.
- Combinación con filtros de arena aguas abajo o sistemas de membrana para una mayor purificación del agua.
2. tratamiento de aguas residuales industriales
- Industria alimentaria:
- Tratamiento de aguas residuales contaminadas orgánicamente, por ejemplo de lecherías o cervecerías.
- Industria química:
- Eliminación de sustancias tóxicas y degradación de compuestos orgánicos poco degradables.
- Petroquímica:
- Tratamiento de aguas residuales aceitosas y ricas en nitrógeno.
3. reciclaje del agua
- Utilización en circuitos cerrados de agua para la reutilización del agua de proceso.
- Combinación con ósmosis inversa para la producción de agua ultrapura.
Ventajas del reactor de lecho flotante
Alta eficacia:
- La elevada concentración específica de biomasa permite tratar eficazmente incluso aguas residuales muy contaminadas.
Diseño compacto:
- En comparación con los procesos de lodos activados, el reactor de lecho móvil requiere menos espacio, ya que no necesita clarificadores secundarios separados.
Autorregulación:
- Ajuste automático de la concentración de biomasa mediante autolimpieza de la biopelícula.
Flexibilidad:
- Fácil integración en los sistemas existentes o modificación para ampliar la capacidad.
Baja sensibilidad:
- Estable frente a las fluctuaciones de la carga hidráulica y orgánica.
Bajo mantenimiento:
- No hay piezas móviles en el interior del reactor, lo que reduce al mínimo las necesidades de mantenimiento.
Retos y optimización
Formación de biopelículas:
- La inicialización de la biopelícula puede durar varias semanas, pero requiere un control cuidadoso de los parámetros de funcionamiento.
Pérdidas del transportista:
- El desgaste mecánico o unos sistemas de retención inadecuados pueden provocar la pérdida del material de soporte.
Consumo de energía:
- La aireación puede representar una parte importante del consumo de energía. Optimizar la eficiencia de la transferencia de oxígeno es crucial.
Limitación de nutrientes:
- En aguas residuales con una baja concentración de nitrógeno o fósforo, deben añadirse nutrientes para promover el crecimiento de la biopelícula.
Conclusión
El reactor de lecho flotante (MBBR ) es una tecnología muy eficaz y flexible para el tratamiento biológico de aguas residuales. Al utilizar materiales portadores y combinar los procesos de biopelícula y flujo continuo, el MBBR consigue un alto rendimiento de depuración en un espacio reducido. El reactor de lecho flotante ofrece una solución económica y sostenible, especialmente para el tratamiento de aguas residuales industriales y para ampliar la capacidad de las depuradoras. Su robustez frente a las fluctuaciones de carga y la posibilidad de ampliación modular lo convierten en una de las tecnologías más preparadas para el futuro en la tecnología del agua y las aguas residuales.
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