FUNDAMENTOS FENOMENOLOGICOS DE REACTORES DE LODOS ACTIVADOS
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FUNDAMENTOS FENOMENOLOGICOS DE REACTORES DE LODOS ACTIVADOS. Efluente. Clarif.2º. REACTOR. RAS Retorno de Lodo Activado. Lodo. EL REACTOR BIOLOGICO. Alimentación DBO5= 2000 mg/l Q = 900 m3/d. EL REACTOR BIOLOGICO. Fenomenos Físicos + Biológicos:

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Efluente

Clarif.2º

REACTOR

RAS Retorno de Lodo Activado

Lodo

EL REACTOR BIOLOGICO

Alimentación

DBO5= 2000 mg/l

Q = 900 m3/d


EL REACTOR BIOLOGICO

Fenomenos Físicos + Biológicos:

(1) El transporte de alimentos hasta la superficie del m.o.

(2) La adsorción del alimento a través de la membrana celular

(3) La predigestión con enzimas de superficie para reducir tamaño

(4) La adsorción através de la membrana celular

(5) La metabolización (anabolismo, catabolismo, respiración endógena)


EL REACTOR BIOLOGICO

ALIMENTACION AL REACTOR

F = Q*DBO5 = 900(m3/d)*2000(g/m3)

= 1800 (kg/d)


EL REACTOR BIOLOGICO

MASA DE MICRORGANISMOS EN EL REACTOR

MLSS = SOLIDOS SUSPENDIDOS EN LICOR DE MEZCLA

MLVSS = SS VOLATILES EN LM

MLSS = MATERIAL INERTE + MATERIA NO BIOLOGICA +

MICROORGANISMOS ACTIVOS + MATERIAL ORGANICO

El propósito de un sistema de lodo activado es establecer y mantener una población viable de microorganismos que se alimenten de la DBO5 ingresada en un ambiente apropiado.

El m.o. Convierte la materia soluble y coloidal en nuevas células (lodo activado) y productos finales (CO2 y H2O)


Carga de lodos
CARGA DE LODOS

2500 (mg/l) < MLVSS > 6000 (mg/l)

F/M = 2000 (mg/l)*900 (m3/d) /4000 (mg/l)*V

F/M = 0.5 (d-1)  V = 900 (m3)

Tiempo de retención = V/Q = 900/900 (dias) = 1 (dia)

valores normales de lodo activado 0,25< F/M < 0,5


Carga organica
CARGA ORGANICA

La carga orgánica se define como:

kgDBO5/m3.d = 1800 (kgDBO5/d)/900 (m3)

= 2.00

Las variaciones en la carga deben estar consideradas en el diseño


Eficiencia
EFICIENCIA

Eficiencia = E = 100*(So-Sf)/So

= 100* (2000-200)/2000

= 90 %

donde

So = DBO5 alimentación

Sf = DBO5 final (objetivo)


Edad del lodo
EDAD DEL LODO

U = (F/M)*E/100 consumo específico de sustrato

U = 0.5 * 90/100 = 0.45

1/SRT = Y*U - Kd

donde:

SRT = tiempo de retención de sólidos = “edad del lodo”

Kd = coeficiente decaimiento endógeno

Y = rendimiento celular (0.5)


Edad del lodo cont
EDAD DEL LODO (Cont.)

una forma alternativa de estimar la edad del lodo es:

Edad de lodo = (V/Qp)*(SST/SSTr)

donde:

V = volumen del reactor

Qp = Caudal de lodo purgado

SST = SST en el reactor = 70% MLVSS

SSTr = SST del lodo de recirculación











Mecanismo de transferencia de o2
MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE O2

Fase Gas

P

Pelicula Gaseosa

P*

Interfase

C*

Pelicula Líquida

Fase Líquida

C

  • Teoría de la doble película de Lewis

  • Resistencias:

  • R = RG + RI + RL

  • RL>> RG

  • Se define:

  • VdC/dt = KL*A*(CS-C)

  • donde:

  • KL = Coeficiente global de transferencia de masa

  • A = area interfacial

  • CS,C son las concentraciones de oxígeno disuelto en la interfase y el seno del líquido


Factores que afectan la transferencia de o2
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2

  • Considerando

  • a = A/V

  • la expresión queda como:

  • dC/ (CS-C) = KL*a*dt

  • Factores que afectan la transferencia de oxígeno:

  • presión atmósferica

  • factor alfa = (KL*a) ril/ (KL*a)agua limpia

  • 0,7 < alfa < 1,1

  • factor beta =(CS)ril/(C)

  • Tipo de aireación

  • Naturaleza de SS

  • Factores que afectan al KL*a:

  • temperatura

  • (KL*a)T = (KL*a)20*(1,024)T-20

  • materiales con superficie activa, i.e. Detergentes

  • acidos grasos, que son absorbidos en la interfase

  • N = No beta (C*w-C*)/Cs20 1,024 T-20*alfa

  • C*w= conc.sat.O2 agua a T,P real

  • C* = conc.sat.O2 ril a t,P real

  • Cs20= conc.sat.agua a 20°C



Factores que afectan la transferencia de o22
FACTORES QUE AFECTAN LA TRANSFERENCIA DE O2

  • Factores que afectan a Cs

  • Temperatura : Solubilidad del oxígeno

  • (disminuye con T)

  • presión parcial de oxígeno, dada por:

  • pc = mc P ====> C* = mc P /Hc (Ley de Henri)

  • mc=fracción molar de O2 en el gas

  • P = presión total del gas

  • Efectos de otros solutos, la solubilidad del oxígeno se reduce


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