Optimización del proceso alternado de fangos activos para la eliminación de nitrógeno y fósforo de aguas residuales urbanas

Resumen

Simulación y experimentación son reunidos en este trabajo con la intención de dar respuesta a dos cuestiones de interés con relación al proceso alternado: por un lado, evaluar su verdadero potencial para la eliminación de nitrógeno y fósforo: por otro, establecer el grado de fiabilidad que supone afrontar su diseño y operación mediante modernas basadas en la simulación de modelos matemáticos. Un estudio inicial por simulación se encarga de cuantificar la potencialidad del proceso alternado y toma para ello como referencia los procesos Ludzack-Ettinger Modificado (LEM) y Phoredox (A2/O). Así, ciclos compuestos únicamente por fases principales e hidráulicas resultan más que suficientes en diseños caracterizados por largos tiempos de retención hidráulico y celular. Por el contra, la configuración cambia completamente cuando el diseño obliga a minimizar volumen o requiere el empleo de altas fracciones aerobias. Entonces, tanto las fases aireadas en los reactores alternantes como el reactor de post-aireación se vuelven imprescindibles debiendo combinarse en proporciones adecuadas de tiempo y volumen, respectivamente. Las deducciones obtenidas por simulación son posteriormente corroboradas a través de un prolongado estudio experimental en planta piloto. Sus sorprendentes resultados muestran un potencial de eliminación de nitrógeno y fósforo superior al esperado y además descubren un aspecto transcedental en el funcionamiento del proceso al establecerse una relación directa entre los retardos en las subidas de oxígeno disuelto, que inevitablemente tienen lugar en los reactores alternantes al cambiar sus condiciones de aireaación, y la desnitrificación-nitrificación simultánea observada en estos mismos reactores. Este hecho da pie a añadir un nuevo parámetro de diseño (KLa) que tenga en cuenta dichos retardos. La información recogida sobre la planta pilotos sirve finalmente como base para demostrar en