El sistema SBR en la industria agroalimentaria (III)

ELIMINACIÓN DEL FÓSFORO.

En los reactores del tipo SBR, la eliminación de fósforo es posible por vía biológica, sin necesidad de pasar por vías químicas (adición de coagulantes) ni físicas (filtraciones terciarias) incluyendo una fase anaerobia durante el llenado, seguida de fases anóxicas y aerobias. Gracias a la alternancia de fases, conseguimos que que determinados géneros de bacterias (acinetobacter) acumulen grandes cantidades de fósforo en el interior de las células, eliminando el fósforo al ir purgando éstas del sistema. En un sistema clásico (por ejemplo un sistema bardenpho modificado) serían necesarios seis reactores, para realizar lo que el SBR hace en uno sólo.

Lo mismo ocurriría con el sistema A²O, en el que necesitaríamos cuatro balsas:

I.d.- FASE DE DECANTACIÓN, EXTRACCIÓN Y PURGA DE FANGOS.

Una vez terminado el proceso de depuración, realizamos el proceso físico de separación de fases de agua depurada y fangos biológicos. Tras una fase de reacción aeróbica que elimina problemas de desnitrificaciones de fangos no deseadas, el sistema de aireación y agitación se para automáticamente. El licor mezcla, tras algunos minutos, comienza a decantar. Debido a la no existencia de un flujo ascendente y a la gran superficie de decantación del reactor (en este caso el reactor funciona como un gran decantador) con lo que la separación obtenida es muy eficiente. El manto de fangos que va decantando, arrastra a su paso hacia el fondo del reactor a todos los flóculos que encuentra, con lo que la calidad del efluente es inmejorable. Una vez conseguida la separación del efluente depurado y la biomasa, el primero se extrae del sistema, mediante un equipo especial (decanter), que se encuentra flotando en la superficie del reactor.

Este mecanismo de extracción o decanter está diseñado para que no se produzca el escape del licor mezcla del reactor durante la fase de reacción y que a su vez en la fase de decantación no se produzcan turbulencias que conlleve el arrastre de fangos. Este equipo se puede regular para un nivel preestablecido mínimo en el reactor.

El fango concentrado en el fondo del reactor se puede purgar, ora en el final de cada ciclo ora después de un número de ciclos determinado, de forma que controlemos la concentración de microorganismos que permanecen en el reactor. Así se obtendrá un absoluto control de la edad de fangos. Con la acumulación de fangos en un número de ciclos, realizaremos una digestión de los mismos, con lo que se minimiza la producción de los mismos.

El sistema SBR en la industria agroalimentaria (II)

I.a.- LLENADO.

En el llenado, el vertido procedente entra en el reactor poniéndose en contacto con la biomasa, que permanece del anterior ciclo. El tiempo de llenado es controlado de forma automática, interesando, según el diseño, que sea rápido o lento.


La fase de llenado se puede subdividir en distintas etapas, anaeróbica, anóxica o aerobia según lo que queramos conseguir: nitrificación, desnitrificación, eliminación de fósforo, selección de bacterias no filamentosas, minimización de la producción de fangos o consumo energía.

Mediante un llenado anóxico, dependiendo del reactor conseguiremos alcanzar los rendimientos necesarios en eliminación de nitrógeno. Además al regular el tiempo de llenado tendremos el control sobre la decantabilidad del licor mezcla (a mayor tiempo de llenado menor SVI).

El tipo de llenado periódico del SBR permite seleccionar las bacterias con mayor capacidad de floculación y degradación de la materia orgánica, ya que podremos actuar como un selector en sus distintas modalidades: aerobios, aerobios con baja concentración de oxígeno disuelto y alta carga másica, anóxico o anaerobio, pudiendo actuar en el caso de que aparezcan organismos filamentosos.

I.b.- REACCIÓN I: FASE AEROBIA.

Una vez terminado el llenado, comenzaremos la fase de reacción, que puede ser dividida en una fase aerobia, con la que realizaremos el proceso de nitrificación. Mediante la instalación de oxímetros y pH-metros conseguiremos el ajuste de la fase aerobia, bien por control del tipo PID, bien mediante el control con redes neuronales, consiguiendo la armonización entre un máximo rendimiento y un bajo consumo energético.

I.c.- REACCIÓN II: FASE ANÓXICA.

En esta fase conseguiremos la completa eliminación del nitrógeno, en el caso de que no se halla conseguido la completa desnitrificación en el llenado, o sea necesario una fase anóxica posterior para la eliminación del nitrato residual, hasta los límites exigidos por la legislación vigente.

Ambos procesos pueden ser alternados, según la estrategia del ciclo, tanto en la fase de llenado como en la fase de reacción, pasando por ciclos aerobios para nitrificación (paso de amonio a nitrito y de éste a nitrato) y anóxicas para desnitrificar (paso de nitratos a nitrógeno gas). También es posible, en estos casos, manteniendo bajos niveles de oxígeno, conseguir nitrificaciones-desnitrificaciones simultáneas.

El sistema SBR en la industria agroalimentaria (I)

CONCEPTO.

Tradicionalmente se han venido utilizando como tratamientos de depuración de las aguas residuales de la industria agroalimentaria, los procesos físico-químicos de coagulación-floculación cuando los parámetros de salida exigidos por la legislación no eran elevados y, en su defecto, los tratamientos biológicos en continuo en el caso que los rendimientos fueran mayores. Estos sistemas bien tienen unos costes de explotación elevados, como los físico-químicos, ya unos costes de inversión altos en el caso de los tratamientos biológicos en continuo. Además, debido a la gran biodegradabilidad de los mismos lleva aparejado la aparición de los microorganismos filamentosos, que es el caballo de batalla de estos sistemas al provocar graves problemas operacionales, como es el fenómeno del bulking, que hace flotar el fango en los decantadores secundarios de las depuradoras biológicas.

Vista la importancia de los problemas ocasionados por estos sistemas, bien de una forma u otra, el proceso S.B.R. (Sequencing Batch Reactor) aparece en el mundo de la depuración como la navaja de Ockham en el campo de la metafísica, es decir podando la complejidad de los tratamientos existentes cuya ineficacia está demostrada.

Los sistemas biológicos tipo SBR, simplifican enormemente el proceso de depuración al necesitar de un único tanque para realizar todos los procesos que configuran el tratamiento biológico. Este reactor funcionará como tanque anóxico, aerobio y decantador secundario. Por tanto transformamos del espacio al tiempo, es decir lo que necesitaríamos para depurar biológicamente un vertido como una cuba de aireación y un decantador secundario, en los tratamientos S.B.R. sólo utilizaríamos un reactor donde haríamos pasar el vertido por una fase aerobia y por una fase de decantación, donde se separaría el fango biológico del agua tratada. Como vemos aquí ya obtenemos una simplificación importante en cuanto a volumen utilizado. Pero no es sólo esta la única ventaja de este tipo de reactores. A medida que vayamos avanzando en la descripción del proceso, iremos enumerando las más significativas.

CARACTERÍSTICAS DEL VERTIDO.

Los vertidos de la industria agroalimentaria se caracterizan por su elevada biodegradabilidad como lo demuestra la excelente relación entre DQO y DBO₅, lo que lo hace susceptible de un tratamiento biológico, como podemos comprobar en la siguiente tabla donde están expresados los datos contaminantes de distintos sectores de la industria agroalimentaria.

Carga contaminante en distintos sectores.

Sector	DQO (mg/l)	DBO5 (mg/l)
Matadero de Cerdos	4.000 - 7.000	1.200 - 2.500
Matadero de Pollos	2.500 - 3.500	1.500 - 2.500
Embutidos	2.000 - 4.000	1.200 - 2.500
Industria Vinícola	5.500 - 11.500	5.000 - 7.500
Industria láctea	1.000 - 4.000	500 - 3.000
Conservas vegetales	600 - 4.500	300 - 2.800
Mejillón	4.500	2.100
Atún	8.000	4.700

Es evidente a la vista de estos resultados, que todos estos efluentes son susceptibles de un tratamiento biológico y dentro de los existentes, la mejor opción es el S.B.R.