UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA

CLASE 3:

LODOS ACTIVADOS

Por: Javier Echevarría Chávez

LODOS ACTIVADOSINTRODUCCIÓN- ¿Qué es un lodo activado?

- Grupos más importante de microorganismos:

1. Alcaligenes flavobacterium

2. Bacillus

3. Pseudomonas

4. Nitrosomas

5. Nitrobacter

6. Protozoos

7. Zooglea ramigera

8. Bacterias filamentosas

9. ¿Hongos? – Deficiencia de “N”

¡CONSUMO DE MATERIA

ORGÁNICA!

- ¿Qué es un floc biológico?Bacterias

Unicelulares

LODOS ACTIVADOSOBJETIVOS DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO- Coagulación y eliminación de sólidos

coloidales no sedimentables y la estabilización de la materia orgánica.

- Remoción de nutrientes en aguas residuales domésticas y en aguas de uso agrícola.

- En ARI, reducir la concentración de compuestos orgánicos e inorgánicos, generalmente debe haber un pretratamiento previo.

LODOS ACTIVADOSASPECTOS BIOLÓGICOS EN LOS REACTORES DE LODOS ACTIVADOSBacterias- Consumo de materia orgánica- Estabilización- Bacterias inhibidoras del proceso de

lodos activados- Bacterias y su relación con los nutrientes

Zooglea Flavobacterium

Hongos- Bajo Ph- Deficiencia de Nitrógeno- ¿Calidad de floc biológico?

Cladosporium Zoophagus

Alternaria

LODOS ACTIVADOSASPECTOS BIOLÓGICOS EN LOS REACTORES DE LODOS ACTIVADOSProtozoarios- Predadores por excelencia- Periodo de arranque- Después de la detención del sistema- Efluente turbio

Sarcodina

Rotíferos- Animales microscópicos- Aerobios y heterótrofos- Cilios rotantes- Efluentes clarificados

Phylodina Habrotrocha

Lodo activo

Sarcodina

Protozoos flagelados

LODOS ACTIVADOSASPECTOS BIOLÓGICOS EN LOS REACTORES DE LODOS ACTIVADOS

DBOalta

DBObaja

- Etapas de la curva de crecimiento bacteriano

- Oxidación biológica

- Microorganismos filamentosos- Actividad enzimática y su especificidad

LODOS ACTIVADOSASPECTOS BIOLÓGICOS EN LOS REACTORES DE LODOS ACTIVADOS

DIAGRAMA DE PREDOMINIO RELATIVO

A. El proceso comienza con desagüe fresco e inicio de la aireación. Existen microorganismos, pero ninguno predomina.

B. Sarcodina, organismos primitivos, alcanzan su pico. Viven con abundancia de alimento.

C. Protozoos flagelados alcanzan su pico. Son más activos que los sacodina y consumen alimento a una alta tasa.

D. Ciliados libres y bacterias alcanzan su pico. Ambos subsisten con menor alimento del que requieren los protozoos flagelados. Esta es la zona de operación del proceso convencional de lodos activados.

E. Predominan los ciliados adheridos y los rotíferos. Las células mueren. Los rotíferos y los ciliados adheridos pueden consumir bacterias

LODOS ACTIVADOSREQUERIMIENTOS NUTRICIONALES Y CONDICIONES AMBIENTALES- Ph

- Oxígeno Disuelto (OD)

- Temperatura

- Altitud sobre el nivel del mar

- Relación de nutrientes

TRANSFERENCIA DE GASESETAPAS DE LA OPERACIÓN DE UN SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

LODOS ACTIVADOSpH

Burbuja de aire

OD Células biológicas

Transferencia de 𝑅=𝑘(𝛽𝐶𝑆−𝐶𝑡)

Utilización de OD

𝑅=𝑘(𝛽𝐶𝑆−𝐶𝑡)

Donde:R: tasa de transferencia de O2 del aire en ODK: coeficiente de transferencia, depende del equipo de aireación y de las características del agua residual ()β: coeficiente de saturación de O2 en el agua residual (0.8 – 0.9): Concentración de saturación de OD para agua limpia (mg/L): Concentración de OD existente en la mezcla de agua residual (mg/L)

LODOS ACTIVADOSREQUERIMIENTOS NUTRICIONALES Y CONDICIONES AMBIENTALES

La tasa de utilización de OD es escencialmente una función de la relación A/M (DBO/SSVLM), del tiempo de aireación y de la temperatura

- A/M

- Tiempo de aireación

- Temperatura

LODOS ACTIVADOSREQUISITOS DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

Contacto íntimo del agua residual con una cantidad óptima de floc biológico activo en presencia de un adecuado suministro de O2, durante un periodo de tiempo conveniente, seguido de una separación eficiente de microorganismos del líquido purificado

LODOS ACTIVADOSAireación en lodos activados

Objetivos de la aireación en reactores de lodos activados:

1. Suministrar O2 a las células2. Mantener las células en suspensión3. Mantener el contacto íntimo entre el residuo y el lodo activado

Aireación en lodos activados

Un equipo de aireación con K = 3 , opera en agua residual a 20 °C, β = 0.9; al nivel del mar, = 9.2 mg/L. Calcule la tasa de transferencia cuando la concentración de OD es 4 mg/L y 1 mg/L.

𝑅=𝑘(𝛽𝐶𝑆−𝐶𝑡)

LODOS ACTIVADOSRequerimientos nutricionales

DBO5/N/P/Fe = 100 / 5 / 1 / 0.5

Ejemplo de dosificación de nutrientesUn agua residual tiene las siguientes características:DBO5 = 170 mg/LN = 4.5 mg/LP = 1.0 mg/LFe = 0.5 mg/LCalcular la cantidad requerida de cada uno de esos parámetros

LODOS ACTIVADOSÍndice Volumétrico de Lodos (IVL)

𝑅=𝑉𝑜𝑙

1000−𝑉𝑜𝑙

R: tasa de recirculación (%)Vol: Volumen (mL) sedimentado en 30 minutos dentro de una probeta de 1000 mL

Para un caudal de 2 m3/s se ha realizado la prueba de sedimentación de lodos durante 30 minutos en una probeta de 1000, sedimentaron 150 mL. Se pide encontrar el caudal de recirculación.