Reactor CSTR para aguas residuales industriales y producción de biogás

CSTR son las siglas de «Continuous Stirred Tank Reactor» (reactor de tanque agitado en continuo). Se trata de un reactor de alimentación continua y mezcla completa. En el tratamiento anaeróbico de aguas residuales, la mezcla garantiza que la biomasa, el sustrato, la temperatura y los nutrientes se distribuyan de la forma más uniforme posible en el reactor.

Un CSTR puede equilibrar las fluctuaciones de carga y concentración gracias a que el volumen del reactor está completamente mezclado. De este modo, se reducen las sobrecargas locales y la biomasa anaeróbica recibe un suministro más uniforme de sustrato. Esto resulta especialmente relevante en condiciones de producción variables o en el caso de aguas residuales industriales heterogéneas.

El diseño se realiza de forma específica para cada proyecto en función del caudal volumétrico, la carga orgánica, la degradabilidad anaeróbica, el contenido de sólidos, la temperatura, la composición química del agua y las fluctuaciones de la carga. Además, se ajustan entre sí el volumen del reactor, el tiempo de residencia hidráulica y el sistema de agitación adecuado.

Sí. Una ventaja fundamental de un CSTR con mezcla completa es su idoneidad para medios con un elevado contenido de sólidos en suspensión u orgánicos. En este sentido, son determinantes el tipo, la concentración, la degradabilidad y la miscibilidad de los sólidos, así como el tiempo de residencia hidráulico necesario.

Eso depende de la composición de las aguas residuales industriales. Según la aplicación, puede ser conveniente recurrir al cribado, la separación de sólidos, la separación de grasas, la neutralización, la regulación de la temperatura, los depósitos de compensación o la acidificación previa. El objetivo es crear condiciones estables para el proceso anaeróbico.

Un CSTR anaeróbico suele formar parte de un proceso de tratamiento de aguas residuales en varias etapas. En función de la calidad requerida del efluente, pueden incorporarse posteriormente procesos biológicos aeróbicos, flotación, filtración o procesos de membrana. La etapa anaeróbica se encarga principalmente de la degradación de altas cargas orgánicas.

El biogás que contiene metano y que se genera durante la transformación anaeróbica puede recogerse y, según el proyecto, aprovecharse con fines energéticos. Las aplicaciones más habituales son las plantas de cogeneración, las calderas de vapor o la generación de calor para procesos industriales. La cantidad de biogás realmente aprovechable depende, sobre todo, de la carga de DQO degradable anaeróbicamente.

La duración de la fase de puesta en marcha varía en función del proyecto. Depende, entre otros factores, de la biomasa de inoculación, la composición de las aguas residuales, la temperatura, la carga orgánica y la estabilidad del proceso. Durante la puesta en marcha, la carga se aumenta gradualmente hasta alcanzar el estado de funcionamiento previsto.

Sí. Un CSTR puede integrarse tanto en instalaciones nuevas como en sistemas de tratamiento ya existentes. A menudo se utiliza como etapa previa anaeróbica para reducir la carga orgánica antes de que llegue al sistema biológico aeróbico ya existente y, de este modo, disminuir su carga.

Para realizar una primera evaluación técnica, resultan especialmente útiles el caudal de aguas residuales, la DQO, la DBO, el contenido de sólidos, la temperatura, el valor del pH y la información sobre la composición de las aguas residuales. Además, deben indicarse las fluctuaciones en la carga, los posibles inhibidores y los análisis de aguas residuales disponibles. A partir de ello, se puede evaluar si un CSTR es, en principio, adecuado y qué otros análisis son necesarios.