Evaluación de la remoción de carga orgánica en un reactor aerobio de lecho móvil utilizando tubería de pvc corrugada como portador

Abstract

La investigación fue diseñada para evaluar, a escala de laboratorio, el desempeño de cuatro reactores aerobios de biopelícula de lecho móvil (MBBRs por sus siglas en inglés) para la remoción de carga orgánica, utilizando cuatro porcentajes de llenado en los MBBRs (5%, 10%, 20% y 40%) con tuberías de PVC corrugadas como lechos móviles alternativos, los cuales fueron seleccionados por tener características como ser ligeros, resistentes, de buena capacidad de adherencia (superficie especifica de 267.112m2/m3) y de bajo costo. La parte experimental fue desarrollada en Lima. Se implementaron dos MBBRs de 84L y sus sedimentadores secundarios de 32.5L cada uno y de funcionamiento en paralelo. Se dividió en tres etapas con una duración total de 56 semanas. La etapa de acondicionamiento (13 semanas) comprendió las actividades de implementación del sistema y las pruebas iniciales, mientras que en las etapas N°01 (24 semanas) y N°02 (19 semanas) se investigaron a los MBBRs con porcentajes de llenados de 5%-10% y 20%-40% respectivamente y se desarrollaron las pruebas principales de la investigación. El afluente al sistema fue agua residual doméstica pre-tratada, el caudal de operación fue 216 L/d y los principales parámetros evaluados fueron DBO5, DQO, SST, SSV, SSF, nutrientes, sólidos adheridos al lecho móvil, turbiedad, pH, temperatura y O.D. En la Etapa N°01, se trabajó bajo una COV media de 0.34 ± 0.06 kgDBO5/m3·d y COS medias de 25.59 ± 4.53 y 12.80 ± 2.26 gDBO5/m2·d en los MBBRs con porcentajes de llenados de 5% y 10% y se alcanzaron eficiencias promedios de remoción de 86 ± 5% y 84 ± 7% respectivamente; y en la Etapa N°02, se trabajó bajo una COV media de 0.41 ± 0.05 kgDBO5/m3·d y COS medias de 7.71 ± 0.93 y 3.85 ± 0.46 gDBO5/m2·d en los MBBRs con porcentajes de llenados de 20% y 40% y alcanzaron eficiencias promedios de remoción de 86 ± 12% y 88 ±10% respectivamente. Se apreció la buena adherencia de la biopelícula a los lechos móviles, con tasas de FBA de hasta 29.55 gSST/m2. Se concluyó que, en los diseños de los MBBRs, la fracción óptima de llenado para los lechos móviles es variable y una consecuencia dependiente de las COV y COS a ser aplicadas.

The research was designed to evaluate, on a scale of laboratory, the behaviour of four Moving Bed Biofilm Reactors (MBBRs) to the removal of organic loadings, using four percents of filling in the MBBRs (5%, 10%, 20% and 40%) with corrugated tubes of PVC as alternative moving beds, which were selected because of having qualities like being light, tough, of good capacity of attachment (specific surface area of 267.112 m2/m3) and being cheap. The experimental part was developed in Lima. It was implemented two MBBRs of 84L and their secondary sedimentation tanks of 32.5L, each one and parallel working. It was divided in three stages with a whole duration of 56 weeks. The stage of preparation (13 weeks) performed the activities of implementation of system and the beginning tests, while in the stage N°01 (24 weeks) and in the stage N°02 (19 weeks) were researched the MBBRs with filling percents of 5%-10% and 20%-40% respectively and were developed the main tests of the research. The influent to the system was pre-treated domestic wastewater, the operative flow was 216 L/d and the main parameters evaluated were BOD5, COD, TSS, VSS, FSS, nutrients, attached solids, turbidity, pH, temperature and dissolved oxygen. In the stage N°01, it was worked under an average Organic Volumetric Loading (OVL) of 0.34 ± 0.06 kgBOD5/m3·d and average Organic Surfacing Loadings (OSL) of 25.59 ± 4.53 and 12.80 ± 2.26 gDBO5/m2·d in the MBBRs with filling percents of 5% y 10% and achieved average removal efficiencies of 86 ± 5% and 84 ± 7% respectively; and in the stage N°02, it was worked under an average OVL of 0.41 ± 0.05 kgDBO5/m3·d and average OSLs of 7.71 ± 0.93 and 3.85 ± 0.46 gDBO5/m2·d in the MBBRs with filling percents of 20% y 40% and achieved average removal efficiencies of 86 ± 12% and 88 ± 10% respectively. It was noticed the good capacity of attachment on the carriers with rates of Attached biomass growth until 29.55 gTSS/m2. It was concluded that in the design of MBBRs, the optimum fraction of filling to the carriers is variable and a dependent consequence of the OVL and OSL to be applied.