Proceso de reactor de biopelícula de lecho móvil (MBBR)
El proceso MBBR es un tipo de proceso de crecimiento adjunto. En los reactores MBBR, los microorganismos se fijan en portadores en movimiento para la eliminación de carbono y/o la nitrificación. Los portadores de medios de plástico están especialmente diseñados para proporcionar un entorno favorable para el crecimiento microbiano sostenido y estable, con una densidad ligeramente inferior a la del agua.
El proceso MBBR opera con aireación continua. El propósito del suministro de aire es proporcionar el oxígeno requerido por los microorganismos y asegurar la suspensión de los medios portadores.
El efluente del reactor, junto con la mezcla de lodos, se envía aguas abajo a las unidades de tratamiento o tanques de sedimentación. Una cierta proporción de lodos sedimentados se devuelve a la entrada del proceso MBBR. Se utilizan pantallas estáticas con espacios entre barras que coinciden con el tamaño de los transportadores de medios para retener los transportadores dentro del reactor, como se muestra en el siguiente diagrama:
Los medios de soporte vienen en dos formas, como se muestra en el diagrama: a. MBBR C, utilizado para el tratamiento de contaminantes carbonosos; b. MBBR N, se utiliza principalmente para el tratamiento de nitrificación.
Se requiere un pretratamiento efectivo, como un tanque de sedimentación primario o una malla fina, antes de que el afluente ingrese al reactor MBBR.
1. MBBR C
MBBR C utiliza material de polietileno como portadores de medios circulares con un diámetro de 45 mm y una longitud de 35 mm. El área de superficie específica es de aproximadamente 310 m²/m³, y el espacio entre barras de la pantalla estática es de 25 mm.
MBBR C es un proceso biológico de alta carga (carga volumétrica de hasta 30 kg DQO/(m³·d)), utilizado principalmente para el tratamiento de aguas residuales industriales, con una relación máxima de llenado de medios del 40 por ciento del volumen del reactor.
Dependiendo de los objetivos del tratamiento, este proceso se puede utilizar para:
①Pretratamiento aguas arriba de los procesos de lodos activados, a menudo aplicado en plantas de tratamiento de aguas residuales mejoradas.
②Procesos de sedimentación secundaria en procesos de flotación o tratamiento en dos etapas para ciertas aguas residuales industriales.
Los dos esquemas se muestran en el diagrama:
2. MBBR N
MBBR N también utiliza material de polietileno como portadores de medios circulares, pero más pequeños que los utilizados en MBBR C: diámetro de 10 mm y longitud de 7 mm. La superficie específica efectiva es mayor, aproximadamente 870m²/m³. El espacio entre barras de la pantalla estática es de 5 mm.
MBBR N tiene dos aplicaciones diferentes:
① Reacción de nitrificación del agua pretratada en el reactor MBBR, seguida de reacción de desnitrificación en la zona anóxica mediante recirculación de líquidos mixtos y recirculación de lodos (denominada MBBR CN). Este sistema es similar a los sistemas tradicionales de lodos activados que apuntan a la desnitrificación integrada, con la principal diferencia de que la edad mínima del lodo ya no es un parámetro limitante para el volumen de diseño de los tanques aeróbicos, lo que resulta en una reducción significativa en el volumen requerido del tanque aeróbico (reducción a aproximadamente 1/3). Además, debido a la edad más corta del lodo y una población diversa de bacterias heterótrofas, se pueden lograr tasas de desnitrificación más altas. MBBR CN es particularmente adecuado para:
a.Actualización de plantas de tratamiento de aguas residuales sin modificaciones importantes: Los reactores existentes se pueden dividir en dos zonas independientes (anóxica y MBBR CN) para mejorar la capacidad de alimentación del sistema de aireación. La instalación de bombas de recirculación de líquidos mixtos y filtros estáticos de retención de medios permite que una planta de tratamiento de aguas residuales diseñada originalmente para la eliminación de contaminantes carbonosos solo alcance los estándares de descarga TN.
b.Plantas de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala ubicadas en regiones frías o que experimentan fluctuaciones estacionales en las cargas de contaminación: las bacterias adheridas a los transportadores aseguran un arranque rápido después del apagado y mantienen la nitrificación incluso en condiciones de baja temperatura.
② Se aplica un tratamiento de nitrificación profunda al efluente del tratamiento secundario, seguido de una separación sólido-líquido (MBBR N). El objetivo principal es eliminar el nitrógeno amoniacal o cumplir con los estándares de descarga TKN (Total Kjeldahl Nitrogen). El proceso MBBR N también es adecuado para aguas residuales de nitrógeno amoniacal de alta concentración, como el tratamiento de nitrificación del retorno de lodos del tanque de nitrificación.
Los dos esquemas de aplicación se ilustran en el siguiente diagrama:
3.Ventajas y Desventajas
El proceso MBBR ofrece las siguientes ventajas clave:
① Eliminación rápida y eficiente de contaminantes carbonosos [carga volumétrica entrante de hasta 30kg DQO/(m³·d)] y nitrógeno amoniacal [carga volumétrica de hasta 0,6 kg NH más 4-N/ (m³·d)].
②Reducción significativa en el volumen del reactor.
③Rendimiento de tratamiento estable con fuerte resistencia a las cargas de choque.
④ Adecuado para actualizaciones y expansiones de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Sin embargo, el proceso MBBR tiene las siguientes desventajas:
① Puede ser un desafío lograr la eliminación completa del nitrógeno total de las aguas residuales con una relación DBO/TKN baja y una concentración alta de TKN.
② La naturaleza de los lodos residuales generados en los procesos de tratamiento bioquímico de media carga puede ser inestable.