A reactor SBR (Sequencing Batch Reactor) es un proceso de depuración biológica de funcionamiento discontinuo que integra varias etapas de tratamiento en un único tanque. El reactor SBR se utiliza a menudo en el tratamiento de aguas y aguas residuales para eliminar compuestos orgánicos, nitrógeno y fósforo. Gracias a la secuencia de distintas fases en un único reactor, este sistema ofrece una alternativa flexible y que ahorra espacio a los procesos continuos.
Índice
Estructura de un reactor SBR
Recipiente del reactor:
- Contenedor central en el que tienen lugar todas las fases del proceso. Puede ser rectangular o redondo y suele ser de hormigón, acero o plástico.
Sistema de ventilación:
- Difusores de burbujas finas o aireadores de superficie suministran oxígeno al reactor durante las fases aeróbicas.
- El suministro de oxígeno se regula mediante sensores y sistemas de control.
Sistema de mezcla:
- Los agitadores mecánicos o las bombas de flujo garantizan una distribución homogénea de las aguas residuales y la biomasa durante las fases anóxicas.
Salida de agua clara:
- Una salida regulable en altura o un dispositivo especial de extracción de agua clara elimina el agua depurada de la sección superior del reactor tras la sedimentación.
Automatización:
- Los reactores SBR modernos disponen de un sistema de control integral que coordina las fases individuales, la aireación y la supervisión de los sensores.
Funcionamiento del reactor SBR
El reactor SBR funciona en un modo cíclico en el que se suceden diferentes fases. Esta separación temporal permite combinar varios procesos en un único reactor.
1ª fase de llenado
- Las aguas residuales brutas se introducen en el reactor y se mezclan con la biomasa existente (lodos activados). El llenado puede ser estático o dinámico (con aireación).
- Objetivo: Vertido de aguas residuales e inicio de procesos biológicos.
2ª fase de reacción
- Durante esta fase, los contaminantes se biodegradan:
- Condiciones aeróbicas: Se suministra oxígeno para descomponer las sustancias orgánicas y oxidar el amonio a nitrato (nitrificación).
- Condiciones anóxicas: Sin aporte de oxígeno, los microorganismos utilizan el nitrato como aceptor de electrones para formar nitrógeno gaseoso (desnitrificación).
- Eliminación del fósforo: Ya sea biológicamente por organismos que almacenan polifosfatos o químicamente mediante la adición de precipitantes.
- Objetivo: Eliminación de compuestos de carbono, nitrógeno y fósforo.
3ª fase de sedimentación
- Una vez finalizados los procesos biológicos, se detiene la aireación para que la biomasa se deposite en el fondo del reactor.
- Objetivo: Clarificación del agua mediante la separación de los lodos y el agua clara.
4. fase de eliminación del agua clara
- El agua clarificada se retira de la sección superior del reactor. Esto se hace con cuidado para no remover ninguna partícula de la capa de sedimentos.
- Objetivo: Eliminación del agua depurada.
5. vertido de lodos
- El exceso de biomasa se elimina periódicamente para mantener la edad deseada de los lodos y el rendimiento del reactor.
- Objetivo: Regulación de la concentración de biomasa en el reactor.
Foto: Reactor SBR como parte del sistema ALMA BHU BIO
Características técnicas del reactor SBR
Tiempos de ciclo:
- Un ciclo completo suele durar entre 6 y 12 horas, en función de la carga de aguas residuales y los requisitos de limpieza.
Carga de lodo:
- La relación entre carga (F) y biomasa (M) suele estar entre 0,1 y 0,4 kg DBO/kg MS-d.
Control de la ventilación:
- El suministro de oxígeno se supervisa mediante sensores de oxígeno, amonio y nitrato y se controla según sea necesario.
Capacidad:
- Los reactores SBR pueden diseñarse para caudales de pequeño a gran volumen, lo que los hace adecuados tanto para aplicaciones municipales como industriales.
Ventajas del reactor SBR
Gran flexibilidad del proceso:
- Adaptación de las fases de funcionamiento a las diferentes composiciones de las aguas residuales.
Diseño compacto:
- No requiere un clarificador secundario independiente, lo que ahorra espacio y costes de construcción.
Alto rendimiento de limpieza:
- Eliminación eficaz de carbono, nitrógeno y fósforo mediante un control preciso de las condiciones del reactor.
Eficiencia energética:
- La ventilación basada en la demanda minimiza el consumo de energía.
Modularidad:
- Fácil de ampliar operando varios reactores en paralelo.
Desventajas del reactor SBR
Control complejo:
- El funcionamiento requiere un sistema de automatización preciso para controlar la secuencia de fases.
Funcionamiento discontinuo:
- El agua depurada no se vierte de forma continua, sino por lotes, lo que requiere amortiguación en el tratamiento posterior.
Fluctuaciones en la afluencia:
- Los picos repentinos de carga pueden perjudicar el rendimiento de la limpieza si no se dispone de depósitos de inercia.
Potencial de optimización del reactor SBR
Integración de sensores:
- Utilización de sensores de amonio, nitrato y redox para mejorar el control de las fases.
Control dinámico:
- Ajuste automático de los tiempos de ciclo a la carga real.
Soluciones híbridas:
- Combinación con otros procesos como los biorreactores de membrana (MBR) para aumentar el rendimiento y la capacidad de depuración.
Conclusión
El reactor SBR es un sistema extremadamente flexible y eficaz para el tratamiento biológico de aguas residuales. Gracias a su capacidad para integrar varias etapas de tratamiento en un único tanque, ofrece una solución rentable y que ahorra espacio para aplicaciones municipales e industriales. El alto rendimiento de depuración y la adaptabilidad a diferentes composiciones de aguas residuales hacen del reactor SBR una tecnología de futuro en el tratamiento de aguas y aguas residuales. Con la automatización moderna y el control inteligente, el potencial de este proceso puede maximizarse aún más, especialmente en aplicaciones industriales complejas.
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