SBR (reactor por lotes de secuenciación)
El proceso SBR es un proceso de lodos activados que funciona en modo de aireación intermitente. El núcleo de la tecnología SBR es el reactor SBR, que integra funciones como ecualización, sedimentación primaria, degradación biológica y sedimentación secundaria en un solo tanque. En un mismo reactor, el proceso consta de cinco etapas básicas: entrada, reacción, sedimentación, drenaje y standby, sin sistema de retorno de lodos. En el tanque se alternan procesos anaeróbicos y aeróbicos, logrando así una desnitrificación y eliminación de fósforo efectivas. Es especialmente adecuado para vertidos intermitentes y situaciones con variaciones importantes de caudal. El decantador es un equipo clave en este proceso.
El proceso SBR no requiere un tanque de fraguado, lo que resulta en un índice de volumen de lodos (SVI) más bajo, lo que facilita la sedimentación de los lodos y reduce la aparición de acumulación de lodos. Especialmente en los últimos años, con la mejora de los niveles de automatización, el uso generalizado de instrumentos como válvulas eléctricas, medidores de nivel, temporizadores automáticos y controladores programables ha permitido automatizar todo el proceso SBR. Cuando se opera y gestiona adecuadamente, la calidad del efluente puede superar la de los procesos continuos de lodos activados. En comparación con otros métodos, SBR también ocupa un espacio más pequeño, es resistente a cargas de impacto y puede manejar aguas residuales orgánicas tóxicas o de alta concentración.
Ventajas:
Alta flexibilidad: Adecuado para plantas de tratamiento pequeñas y medianas, y la escala de tratamiento se puede ajustar según sea necesario.
Huella relativamente pequeña: debido al procesamiento por lotes, SBR ocupa un área relativamente pequeña.
Eliminación eficiente de contaminantes: SBR puede eliminar eficazmente contaminantes de materia orgánica, nitrógeno y fósforo.
Desventajas:
Requiere una gestión de operación estricta: la operación SBR requiere un control de tiempo y una gestión de operación estrictos.
Alto consumo de energía: Se requiere un consumo de energía importante para la aireación y agitación.
Sensibilidad a las fluctuaciones en la calidad del agua afluente: el SBR puede ser sensible a las fluctuaciones en la calidad del agua afluente, lo que podría afectar la efectividad del tratamiento.
MBR (biorreactor de membrana)
MBR es un nuevo y eficiente proceso de tratamiento de aguas residuales que combina tecnología de separación por membranas de alta eficiencia con procesos tradicionales de lodos activados. Utiliza módulos de membrana MBR para reemplazar los tradicionales tanques de sedimentación secundaria. El agua tratada se bombea después de la filtración a través de la membrana, mientras que el lodo activado se retiene mediante la separación por membrana y no se descarga del sistema, lo que prolonga en gran medida la edad del lodo y aumenta la concentración de lodo activado. Su principal característica es separar el tiempo de retención de lodos (SRT) del tiempo de retención hidráulica (HRT).
El componente principal del proceso MBR es el módulo de membrana, que se divide en membranas de fibra hueca, membranas tubulares, membranas de placa y marco (lámina plana), membranas enrolladas en espiral y membranas capilares. Su función es similar a la del decantador secundario en los procesos tradicionales de lodos activados. La precisión de filtración de los módulos de membrana es relativamente alta y generalmente puede interceptar sólidos que van desde 0.01 μm a 0,1 μm.
Por supuesto, las membranas MBR también deben considerar el lavado a contracorriente después de un funcionamiento prolongado. Cuando los métodos de limpieza física no son efectivos, se requiere una limpieza química, que puede restaurar relativamente bien el flujo de la membrana. Los reactivos químicos comunes incluyen ácidos, álcalis, agentes quelantes, oxidantes, enzimas y tensioactivos. Aunque los métodos químicos pueden eliminar contaminantes, pueden introducir nuevos contaminantes y los agentes de limpieza químicos tienen ciertos efectos nocivos sobre los microorganismos, por lo que las condiciones y métodos de operación necesitan atención.
Ventajas:
Efluente de alta calidad: la tecnología de separación por membrana de MBR logra una separación sólido-líquido de alta calidad, garantizando una calidad estable del efluente.
Huella relativamente pequeña: debido al uso de tecnología de separación por membrana, MBR ocupa un área más pequeña.
Amplia aplicabilidad: Adecuado para plantas de tratamiento de aguas residuales de diversas calidades y escalas de agua.
Desventajas:
Alto consumo de energía: la filtración por membrana en MBR requiere un consumo de energía relativamente alto.
Ensuciamiento de las membranas y dificultad de mantenimiento: se requiere una limpieza y reemplazo regulares de las membranas, lo que genera mayores costos de mantenimiento.
Alto costo de inversión: en comparación con los estanques biológicos tradicionales, MBR tiene costos de inversión más altos.
MBBR (Reactor de biopelículas de lecho móvil)
MBBR es un nuevo tipo de reactor de biopelícula, que se desarrolla en base a reactores de lecho fijo, reactores de lecho fluidizado y lechos de filtros biológicos. Es un reactor de biopelícula compuesto mejorado que supera las deficiencias de los reactores de lecho fijo que requieren retrolavado periódico, los reactores de lecho fluidizado que requieren fluidización del portador y la operación compleja de lechos filtrantes biológicos sumergidos que requieren limpieza del medio filtrante y reemplazo del dispositivo de aireación. MBBR conserva las características de los métodos tradicionales de biopelículas, como la resistencia a cargas de choque, la baja producción de lodos y la larga edad de los lodos. El núcleo de MBBR reside en un tipo especial de medio con una densidad ≈ 1, que es similar a la densidad del agua, lo que le permite alcanzar un estado fluidizado sin requerir una potencia significativa.
El principio fundamental de MBBR es hacer pasar continuamente las aguas residuales a través de los medios portadores del reactor, donde se forman biopelículas en los portadores, lo que facilita la proliferación de microorganismos y la degradación de contaminantes orgánicos. En comparación con los procesos de lodos activados, los procesos MBBR tienen edades de lodo más largas, lo que permite la retención de más bacterias nitrificantes y mejores efectos de desnitrificación.
MBBR puede equiparse con tanques de sedimentación secundarios o puede funcionar sin ellos. Si se opera sin tanques de sedimentación secundarios, se clasifica como tecnología MBBR pura y entra dentro de la categoría de procesos de biopelículas. Si se instalan tanques de sedimentación secundarios, se denomina sistema MBBR híbrido, que combina características de los procesos de biopelícula y lodos activados.
Ventajas:
Alta eficiencia del tratamiento: MBBR proporciona una gran superficie para el crecimiento y la adhesión de biopelículas, lo que mejora el crecimiento microbiano y la eficiencia del tratamiento de aguas residuales.
Gran adaptabilidad: Adecuado para diferentes tipos y escalas de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Gran capacidad para adaptarse a las fluctuaciones de carga: MBBR muestra una buena adaptabilidad a las fluctuaciones de carga, lo que resulta en un rendimiento del tratamiento relativamente estable.
Desventajas:
Requiere un alto mantenimiento operativo: es necesaria una limpieza periódica de los soportes de medios y un seguimiento del estado de la biopelícula.
Requiere alta temperatura y calidad del agua: MBBR puede ser menos efectivo en ambientes de baja temperatura o condiciones de mala calidad del agua.
Altos costos operativos y de inversión: en comparación con los estanques biológicos tradicionales, MBBR tiene costos operativos y de inversión más altos.