BIODISCOS

BIODISCOS SISTEMAS BIOLóGICOS

DE CONTACTO ROTATORIO

JOHN ALEXANDER CORTÉS CÓD: 507432 HIBETT JOHANA PINZÓN CÓD: 504706 CRISTIAN CAMILO PRIETO C. CÓD: 508556 LINA V. VANEGAS TRUJILLO CÓD: 508170

TABLA DE CONTENIDO

01.BIODISCOS

02.COMPONENTES

03.PARáMETROS

05.CASOS

06.CONCLUSIONES

04.ECUACIONES

07.BIBLIOGRÁFIA

01

¿QUé SON LOS BIODISCOS?

Y ¿PARA QUé SE USAN?

¿QUé ES UN BIODISCO?

01. BIODISCOS

Los Biodiscos son básicamente instalaciones de discos con superficie cubierta de biomasa en condiciones aerobias que, en régimen continuo, consumen materia orgánica presente en el agua residual afluente. Es además considerada parte de las tecnologías de tratamiento biológico secundario de las aguas residuales urbanas o industriales, especialmente los de alto contenido de materia orgánica (DBO), y del tipo de crecimiento de biomasa adherida a un soporte, o reactor de película fija.

ALTERNATIVA TRATAMIENTO PARA AGUAS RESIDIDUALES

USADO PARA POBLACIONES PEQUEÑAS

02. funcionamiento

PRINCIPIOS

Consiste en una etapa de decantación primaría para la eliminación y separación de materia flotante, solido sedimentable y DBO decantable, la cual el efluente primario se somete al tratamiento biológico por biodiscos. Una unidad de RBC es un reactor de flujo piston, una pelicula de fluido atraviesa el reactor y lo abandona en la misma secuencia en el que otra se introduce en el, dividido en diferentes etapas para que cada una actue como un reactor de mezcla completa, donde existe un equilibrio mecanico entre velocidad, crecimineto de biomasa y desprendimiento del exceso de ella. El exceso de biomasa y la materia en suspensión biofloculada abandonan la ultima etapa de la unidad de biodiscos con el agua tratada Importante que por el crecimiento de la biomasa y la elevada concentración de solidos en el sistema no se precisa la recirculación de fangos.

En una unidad constituida por discos hecho en plástico ( Polipropileno) colocados uno junto al otro, la cual se va conseguir la degradación de la materia orgánica que tenemos en el agua residual.

01. BIODISCOS

eNTRE SUS USOS

- Serie de discos situados sobre un eje que giran lentamente en una base durante la rotación. - Un contactor biológico rotativo (CBR). - La rotación y la subsecuente exposición al oxígeno. - Población grande y activa de microorganismos. -Estos sistemas remueven los componentes orgánicos biodegradables, señalan que si la relación DBO5/DQO es mayor a 0.5 significa que hay alta biodegradabilidad.

02

COMPONENTES

DEL SISTEMA

02. COMPONENTES

Los tanques se dividen comúnmente en cuatro etapas mediante paredes de concreto o pantallas removibles Este sistema se diseña con tanques donde se dejan sumergidos los biodiscos, los tanques suelen ser de concreto o acero, y suelen tener un tamaño similar al circulo medio de los discos.

02. COMPONENTES

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA

Discos formados por sectores circulares. El material mas utilizado para fabricar estos discos es polietileno de alta densidad por tener un costo mas bajo que el poliestireno.

Al lograr aumentar la riguidez de los discos, incrementar el área superficial disponible prolonga el tiempo de exposición al aire para mejorar la tranferencia de oxigeno y manetener un contacto uniforme de la biopelícula con el agua residual.

02. COMPONENTES

DIAGRAMA PARALELO AL EJE

FLUJO PERPENDICULAR AL EJE

SERIE / PARALELO

entre sus tipos

Un mezclado completo en la cual tiene lugar la degradación de la DBO, al mismo tiempo que los microorganismos consumen oxígeno.

Valores altos de carga orgánica propician el crecimiento excesivo de biomasa en la primera etapa del biodisco, con las consecuencias propias que ello implica.

No se usa recirculación por que la experiencia indica que no hay una contribución apreciable al incrementar la eficiencia del proceso.

Los biodiscos pueden diseñarse de uno o varios módulos y a su vez cada módulo se dispone en etapas o secciones, generalmente no menos de tres.

BIOPELICULA

Biopelículas presentan alta actividad metabólica y liberación de células

Inicio del proceso de adhesión bacteriana, por atracción electrostática.

Crecimineto celular, colonización y adhesión reversible.

Acondicionamiento de la superficie por adsorción de material orgánico.

Transporte de células y nutrientes al sitio de adherencia.

03

parámetros

de diseño

PARáMETROS DE DISEÑO

03. parámetros

Como en todo reactor biológico, el tiempo de retención hidráulico reviste importancia. Por supuesto que un incremento en el régimen de flujo puede llegar a incidir significativamente en el tiempo de retención hidráulico, más aún cuando estos sistemas comúnmente no utilizan recirculación.

CRITERIOS A RECOMENDAR

• Área sumergida 40%.
• Número mínimo de etapas de una sección: 4
• Mejor relación volumen-superficie: 4,89 Lm-2 para un afluente con concentraciones mayores de 300 mgL-1 de DBO.

06. METODOLOGÍA

VELOCIDAD SOBRENADANTE DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO

CARGA HIIDRÁULICA

• 81 a 163 Lm-2d-1 para obtener en el efluente de 15 a 30 mgL-1 de DBO y SST.
• 31 a 81 Lm-2d-1 para obtener en el efluente de 7 a 12 mgL-1 de DBO y SST y 1 mgL-1 o menos de nitrógeno amoniacal.

• 32 593 Lm-2d-1 para obtener en el efluente de 20 a 30 mgL-1 de SST.
• 16 300 a 24 445 Lm-2d-1 para obtener en el efluente 10 mgL-1 de SST.
• 16 300 Lm-2d-1 de flujo promedio cuando diariamente la relación pico promedio equivale o excede 2:1.
• 24 445 Lm-2d-1 cuando la relación pico promedio es menor que 2:1.

TEMPERATURA

13° a 32°C apropiada para climas tropicales.

04

ECUACIONES

DE DISEÑO

04. cálculo

MÉTODO CINÉTICO MONOD

tasa especÍfica de remoción de DBO o DQO

R = Tasa de remoción de DBO por unidad de área de disco g/dm. Q = Caudal de aguas residuales m/d. A = Área del disco m. So = DBO de afluente g/m. Se = DBO del efluente g/m.

DIAGRAMA

Suponiedo reactores de una etapa Reacción bioquímica uniforme sobre toda el área superficial del disco Concentración uniforme en el tanque, es decir mezcla complta

Se

So

Se

04. calculo

Indicando la forma de la curva una cinÉtica de primer orden para DBO o DQO baja y de orden cero para concentraciones altas de DBO o DQO

R = Tasa de remoción de DBO o DQO profundidad de área de disco g/dm2. P= Tasa específica máxima de remoción de DBO o DQO g/dm2. K = Concentración de DBO o DQO para la cual la tasa específica de remoción es igual a la mitad de la tasa máxima g/m3.

Se

Los valores numéricos de K y p, se obtienen gráficamente de la ecuación anterior

04. cálculo

MÉtodo de WU

Se = DBO soluble del efluente g/m. So = DBO soluble de afluente g/m. q = Carga Hidraulica, caudal / Area superficial de los discos gpd / pie. T = Temperatura del agua residual °C. N = Número de etapas de biodiscos.

Modelo de Pöpel

Si = Concentración del DBO5 efluente en etapa 1. So = DBO5 Afluente. A = Área total de los biodiscos. Q = Caudal.

04. cálculo

Área total activa de los discos

E = Eficiencia del sistema. RC = Tasa de carga orgánica.

volumen líquido en el tanque

S= Concentración del sustrato en el líquido del tanque. SO = Concentración del sustrato afluente. Rv = Tasa Volumétrica de remoción del sustrato. Rc = Tasa de remoción de sustrato en el reactor. V = Volumen líquido en el tanque. A = Área total activa de los discos. Q = Caudal.

pretratamiento

El desbaste mediante rejas es uno de los tratamientos más antiguos que se han realizado en el agua residual y su fin es proteger los equipos situados aguas abajo de daños y problemas debidos a la presencia de sólidos de gran tamaño.

Los tipos de rejas empleados se denominan rejas de gruesos y rejas de finos. Las primeras eliminan los residuos grandes. Las rejillas de paso muy fino se denominan tamices y pueden utilizarse obteniendo en este caso cierta reducción de sólidos en suspensión

04. ecuaciones

tratamiento primario

Tratamiento primario o tratamiento físicoquímico, busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química, poco utilizada en lEl rendimiento de eliminación de contaminantes alcanzado. es comparable a un decantador primario para los sólidos en suspensión ( 70% SS) y la DBO ( 20%) lo que indica una pobre eliminación de materia orgánica.a práctica, salvo aplicaciones especiales, por su alto coste.

tratamiento secundario

Tratamiento secundario o tratamiento biológico, Consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica en sus diversas variantes o su eliminación anaerobia en digestores cerrados.

eliminacion de nutrientes

proceso de nitrificación - Desnitrificación

Cada vez se da más importancia a la contaminación de nitrógeno presente en el agua residual que se puede encontrar en forma de nitrógeno orgánico, amoníaco, nitritos o nitratos.

desnitrificación

nitrificación

El proceso de nitrificación es un proceso de oxidación que se lleva a cabo en dos etapas: la primera es la transformación del amoniaco en nitrito, que se lleva a cabo por las bacteria del género Nitrosomonas, y la segunda consiste en la transformación de este en nitratos y se realiza por la acción de bacterias del género Nitrobacter

La desnitrificación consiste en la eliminación del nitrógeno nítrico formado en la nitrificación mediante un proceso de reducción bacteriana.

04. calculos

diagrama de recirculación

eliminación de fosforo

eliminacion química de fósforo

Para romper la estabilidad de las partículas coloidales y poderlas separar, es necesario realizar tres operaciones: coagulación, floculación y decantación.

El mecanismo por el cual se incrementa la captación de fósforo por las células pasa por el almacenamiento en las mismas moléculas orgánicas solubles, que son productos intermedios de degradación como los ácidos grasos volátiles (VFA, AGV en su anagrama en español). Este tipo de moléculas se produce durante la etapa de fermentación anaerobia moderada de la DBO presente en el agua residual. Un mayor almacenamiento de VFA durante la etapa anaerobia provocara una mayor captación de fósforo durante la etapa aerobia posterior. Al contrario que el resto de las reacciones biológicas involucradas en el tratamiento de aguas la eliminación de fosforo mejora con el descenso de la temperatura.

estacion de cloración

Se entiende por cloración o desinfección la destrucción mayoritaria de las bacterias patógenas

procedimiento experimental

El proceso de análisis en el laboratorio consistió en evaluar parámetros como; DQO, nitratos, fosfatos, oxígeno disuelto, pH y temperatura ambiente y de la muestra.

DISEÑO DE TRATAMIENTO CON TECNOLOGIA DE BIODISCOS

PARAMETROS DEDISEÑO DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

DISEÑO DE TRATAMIENTO CON TECNOLOGIA DE BIODISCOS

PARAMETROS DEDISEÑO DEL SEDIMENTADOR SECUNDARIO

DISEÑO DE TRATAMIENTO CON TECNOLOGIA DE BIODISCOS

PARAMETROS DEDISEÑO DEL BIODISCO

04. DISEÑO DEL SEDIMENTADOR PRIMARIO

Ya lo han expuesto nuestros demás compañeros.

04. DISEÑO biodiscos por etapas

04. DISEÑO biodiscos por etapas

05

casos

de estudio

05. CASOS DE ESTUDIO

CHILE OSORNO

se realizó el reemplazo del aireador por el sistema de nanoburbujas, tras una primera semana de calibración, se vio una mejora tanto visual como operacional en el funcionamiento de los biodiscos. Hubo una disminución de las filamentosas, y el oxígeno disuelto medido en los biodiscos fue más estable a lo largo de la semana. Aspecto previo y post incorporación de nanoburbujas en los biodiscos. Se aprecia una fuerte disminución de filamentosas.

05. CASOS DE ESTUDIO

ESPAÑA

Los biodiscos son una tecnología respetuosa con el entorno, pues no generan malos olores y su impacto acústico es mínimo.

eN pERU

Castilla y León va a dar solución al problema de las aguas residuales de esta localidad. Actualmente solo contaba con una fosa séptica, un tratamiento que resultaba insuficiente para obtener los niveles que exige la normativa.

05. CASOS DE ESTUDIO

EDAR de Bélgida (Valencia)

En lo referente a la simplicidad, porque se trata de un proceso autorregulado, que no requiere instrumentación ni grandes conocimientos para llevar a cabo su explotación.

El ahorro energético y la simplicidad del proceso. El ahorro energético por la escasa energía que se requiere para el giro de los discos.

06

CONCLUSIONES

conclusiones

• Los Biodiscos forman parte de las tecnologías de tratamiento aerobio de aguas residuales integrado con el método de biomasa adherida a un medio soporte, con eficiencias en la remoción de DBO y DQO similares a las que se obtienen con los filtros percoladores.

• Este tipo de instalaciones, siendo pensadas para pequeños nucleos de población o industrias con efluentes de cargas orgánicas, es una solución valida que, sobre todo para buenos rendimientos, aporta simplicidad en los procesos y bajos costos en el momento de la construcción y mantenimiento.

• Se puede determinar que los costos de operación y mantenimiento son bajos, junto a un consumo energético reducido, y por este mismo bajo consumo no genera contaminación acústica de consideración.

• Los biodiscos presentan una alta eficiencia de remoción de carbono y nitrógeno.asi como presenta tiempos cortos de retención, con lodos con una buena capacidad de sedimentabilidad.
• No presenta una recirculación de lodos o efluentes, pues esto no contribuye a incrementar la eficiencia del proceso.

07

referencias

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• https://cidta.usal.es/cursos/edar/modulos/edar/unidades/LIBROS/logo/pdf/BIOCILINDROS.PDF

• https://cidta.usal.es/cursos/edar/modulos/edar/unidades/LIBROS/logo/pdf/BIOCILINDROS.PDF

• https://www.aragon.es/documents/20127/24009052/Ponencia+ACAI_DEPURACIÓN.+Biodiscos.pdf/7258a160-3289-496b-9da6-39f55016ad38?t=1575031511697

• https://blog.fibrasynormasdecolombia.com/sistema-de-biodiscos/

• https://www.researchgate.net/publication/341735821_Criterios_de_diseno_y_escalado_de_biodiscos_para_el_tratamiento_de_aguas_residuales

• https://www.aragon.es/documents/20127/24009052/Ponencia+ACAI_DEPURACIÓN.+Biodiscos.pdf/7258a160-3289-496b-9da6-39f55016ad38?t=1575031511697

• https://es.slideshare.net/CarlosBaronAristizabal/biodiscos

• https://www.escuelaing.edu.co/documents/1480/Revista_9.pdf

Gracias por su atención