Conversión del nitrógeno en los reactores Down-Flow Hanging Sponge (DHS) de tercera generación

Abstract

En la presente tesis de investigación se evaluó la conversión del nitrógeno total, la remoción de la materia orgánica y el monitoreo de los parámetros físicos del agua residual doméstica tratada en dos reactores DHS (Downflow Hanging Sponge) de tercera generación en paralelo. Para la evaluación del reactor DHS se utilizó el efluente de un reactor UASB en un primer periodo y de un reactor UASB – Tanque Séptico en un segundo periodo. Se evaluaron por un tiempo de 54 semanas (379 días) con un tiempo de retención hidráulico teórico de 2 horas con 5 minutos y un caudal afluente teórico de 43.2 L/día, para cada reactor DHS. La estructura de ambos reactores DHS tuvieron dos columnas de medio de soporte de esponjas. La distancia entre las columnas del medio de soporte fue de 10 cm para cada reactor DHS para permitir la entrada de aire del exterior. Las esponjas estuvieron cubiertas por un soporte de polipropileno para crear una barrera de protección. Los resultados obtenidos en el reactor DHS 1 indican que la conversión promedio de nitrógeno amoniacal fue 72 % y la eficiencia de remoción de la DBO5 fue 82 % en la primera etapa, y la conversión promedio de nitrógeno amoniacal fue 81 % y la eficiencia de remoción de remoción de la DBO5 fue 88 % en la segunda etapa, mientras que para el reactor DHS 2 indican que la conversión promedio de nitrógeno amoniacal fue 60 % y la eficiencia de remoción de la DBO5 fue 83 % en la primera etapa, y la conversión promedio de nitrógeno amoniacal fue 63 % y la eficiencia de remoción de la DBO5 fue a 95% en la segunda etapa. En el proceso de nitrificación la concentración de nitratos en los efluentes de los sedimentadores estuvo en el rango entre 27.1 mg NO3-N/L y 31.5 mg NO3-N/L en la primera etapa, y entre 31 mg NO3-N/L y 32.8 mg NO3-N/L en la segunda etapa. En ambos reactores se redujo el nitrógeno total en el rango de 67.1 mg N/L y 66.3 mg N/L hasta 43.55 mg N/L y 50.45 mg N/L. En ambos reactores ocurrieron los procesos de nitrificación y anammox. La tasa de producción de lodos durante la primera etapa en el sedimentador 1 y el sedimentador 2 fue 0.183 L/mes y 0.400 L/mes, respectivamente. La tasa de producción de lodos durante la segunda etapa en el sedimentador 1 y el sedimentador 2 fue 0.706 L/mes y 0.483 L/mes, respectivamente.

In this research thesis, the conversion of total nitrogen, the removal of organic matter and the monitoring of the physical parameters of the domestic wastewater treated in two third-generation DHS (Downflow Hanging Sponge) reactors were evaluated in parallel. For the evaluation of the DHS reactor, the effluent from a UASB reactor was used in a first period and from a UASB reactor - Septic Tank in a second period. They were evaluated for a time of 54 weeks (379 days) with a theoretical hydraulic retention time of 2 hours and 5 minutes and a theoretical inflow flow of 43.2 L/day, for each DHS reactor. The frame of both DHS reactors had two columns of sponge support medium. The distance between the columns of the support medium was 10 cm for each DHS reactor to allow the entry of air from the outside. The sponges were covered by a polypropylene backing to create a protective barrier. The results obtained in the DHS 1 reactor indicate that the average conversion of ammonia nitrogen was 72 % and the removal efficiency of BOD5 was 82 % in the first stage, and the average conversion of ammonia nitrogen was 81 % and the removal efficiency removal of BOD5 was 88 % in the second stage, while for the DHS 2 reactor they indicate that the average conversion of ammonia nitrogen was 60 % and the removal efficiency of BOD5 was 83 % in the first stage, and the conversion average ammonia nitrogen was 63 % and the removal efficiency of BOD5 was 95 % in the second stage. In the nitrification process, the concentration of nitrates in the effluents from the settlers was in the range between 27.1 mg NO3- N/L and 31.5 mg NO3-N/L in the first stage, and between 31 mg NO3-N/L and 32.8 mg NO3-N/L in the second stage. In both reactors, total nitrogen was reduced in the range of 67.1 mg N/L and 66.3 mg N/L to 43.55 mg N/L and 50.45 mg N/L. Nitrification and anammox processes occurred in both reactors. The sludge production rate during the first stage in settler 1 and settler 2 was 0.183 L/month and 0.400 L/month, respectively. The sludge production rate during the second stage in settler 1 and settler 2 was 0.706 L/month and 0.483 L/month, respectively.