Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Índice • Presentación de la empresa WEHRLE • El impacto de los retornos de deshidratación • Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno • Tratamiento de retornos de deshidratación • Referencias del proceso BIOMOX Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Presentación de la empresa WEHRLE Grupo de empresas de origen alemán fundado en 1860 WEHRLE Umwelt GmbH: Actividad en la fabricación de equipos de ingeniería medioambiental y el tratamiento de aguas residuales de alta carga. Más de 30 años de experiencia en el tratamiento de aguas residuales Con presencia internacional: empresas filiales en España, Reino Unido y Brasil y socios colaboradores en Tailandia, India, China, Rusia, Colombia, Turquía y Francia Especialistas en el tratamiento biológico aerobio y anaerobio de aguas residuales complejas y procesos de separación con membranas Más de 300 referencias a nivel mundial Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Presentación de la empresa WEHRLE Tecnologías de tratamiento WEHRLE Tratamientos biológicos aerobios MBR-BIOMEMBRAT® / BIOSTREAM® Separación con membranas (UF, NF, OI) Tratamientos biológicos anaeróbicos BIODIGAT® / N-BIO Adsorción con Carbón activo Sequencing-Batch-Reactor (SBR) Tratamiento mecánico – biológico de residuos sólidos (MYT) Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Presentación de la empresa WEHRLE Contaminación del agua residual Tecnologías de tratamiento WEHRLE Combinación de procesos AS BIOSTREAM® AF BIOSTREAM®/UF SB BIOMEMBRAT® BIOMOX® BIO conv. CA NF OI SBR Calidad de vertido Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Índice • Presentación de la empresa WEHRLE • El impacto de los retornos de deshidratación • Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno • Tratamiento de retornos de deshidratación • Referencias del proceso BIOMOX Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY El impacto de los retornos de deshidratación Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Balance de nitrógeno 55% 100% Agua residual decantador primario Retornos de deshidratación • < 1% caudal EDAR • 15 – 25% de carga de N • N-NH4: 500 – 1500 mg/L • DBO5: < 150 mg/L 105% proceso de lodos activos decantador secundario 15% 28% 43% deshidratación de lodos 23% • • • • • Impacto en línea de aguas Menor calidad de vertido Mayor consumo de O2 Reducida relación C/N (¿adición C?) Mayor producción de lodo digestión de lodos 20% 22% Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY El impacto de los retornos de deshidratación Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Tratamiento de retornos 50% decantador primario 100% Agua residual 2% 87% proceso de lodos activos decantador secundario 15% 15% 22% 17% Reducción de aprox. 20 % 37% Mejoras de aprox. 25% deshidratación de lodos 18% Tratamiento eficaz y de bajos costes de operación Tratamiento de retornos digestión de lodos 19% Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Índice • Presentación de la empresa WEHRLE • El impacto de los retornos de deshidratación • Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno • Tratamiento de retornos de deshidratación • Referencias del proceso BIOMOX Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Ciclo del nitrógeno en la naturaleza Atmósfera N2 Desnitrificación Fijación del nitrógeno Fuente de C NO2- NH4+ NO3Nitrificación O2 250 M Ton/año • Biológica (leguminosas) • Abiótica: rayos, erupciones • Industrial: producción fertilizantes Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0) DESNITRIFICACIÓN NITRIFICACIÓN 1 mol NO3- Nitratación 0,33 Fuente de C 0,5 O2 NITRITACIÓN Nitritación Bacterias NOB 1 mol NO2- DESNITRITACIÓN 1 mol NO20,5 Fuente de C 1,5 O2 Bacterias AOB 1 mol NH4+ 0,5 mol N2 Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico Bacterias heterótrofas Ambiente anóxico Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0) Nitritación – Desnitritación (v 2.0) NITRITACIÓN Nitritación 1 mol NO2- DESNITRITACIÓN 1 mol NO20,5 Fuente de C 1,5 O2 Bacterias AOB 1 mol NH4+ 0,5 mol N2 Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico • • • • Bacterias heterótrofas Ambiente anóxico Reducción del 25% del consumo energético Reducción del 40% del consumo de C externo Menor producción de fango exceso Mayor control de proceso: “nitrite shunt” Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0) Nitritación – Desnitritación (v 2.0) Nitritación parcial – Anammox (v 3.0) NITRITACIÓN PARCIAL 50 – 60% 0,5 mol Nitritación NO2- 0,86 O2 OXIDACIÓN ANAERÓBICA DE AMONIO Bacterias Anammox Planctomycetes Bacterias AOB NH4+ + 1.32 NO2- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+ 0.26 NO3- + 1.02 N2 + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O 0,5 molNH NH44++ 1 mol 0,44 mol N 2 0,5 mol N 2 0,11 mol NO 3 Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico • • • • Bacterias autótrofas Ambiente anóxico Reducción del 60% del consumo energético Reducción de aprox. 100% del consumo de C externo Menor producción de fango exceso Mayor control de proceso: “nitrite shunt” Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Comparación de los procesos biológicos para la eliminación de nitrógeno Microbiología Demanda de oxígeno [g O2/g N] Ahorro en oxígeno Demanda de fuente de C [g DBO/g N] Ahorro en fuente de C Producción de lodo exceso Eficacia de eliminación N nitrificación /desnitrificación Nitritación /desnitritación BIOMOX nitritación parcial /anammox AOB,NOB /desnitrificantes AOB /desnitrificantes AOB /anammox 4.57 3.43 1.71 - 24 % 60 % 3.7 2.3 0 - 38 % ∼ 100 % +++ ++ + > 95 % 90 % 85 % Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno Ciclo del nitrógeno en la naturaleza Atmósfera N2 Desnitrificación Fijación del nitrógeno Fuente de C NO2- Anammox NH4+ NO3Nitrificación O2 Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Índice • Presentación de la empresa WEHRLE • El impacto de los retornos de deshidratación • Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno • Tratamiento de retornos de deshidratación • Referencias del proceso BIOMOX Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Procesos industriales para la eliminación biológica de nitrógeno Sistemas convencionales (v1.0) Fuente de C O2 Q Nitritación parcial + Anammox (v3.0) BIOMOX-SBR SBR Nitrificación Desnitrificación SBR Nitritación Anammox O2 Q BIOMOX-CFR SHARON + DENI (v2.0) Q Nitritación O2 Deni Fuente de C Q Nitritación O2 Anammox Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Proceso BIOMOX® – SBR Alimentación a SBR Decantación NH4+ + NO2NH4+ + O2 Aire N2 NO2- Descarga pH O2 NH4+ Balsa de retornos • • • • Reactor SBR Soplante Proceso discontinuo o por cargas Aireación intermitente en cada ciclo (fase aeróbica / fase anóxica) 3 – 4 ciclos/día Control de proceso Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Proceso BIOMOX® – SBR – Control de proceso O2 O2 pH Fase lag Inicio de formación de NO3- • • • • anóxica Aprox. 0,02 – 0,03 aerobia aerobia anóxica máx. 0,4 – 0,5 NO2- tiempo Aireación intermitente: ciclos aerobio / anóxico Control de concentración de oxígeno: evitar formación de NO3Variable de control: pH Rendimiento > 80% en eliminación de N tiempo Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Proceso BIOMOX® – CFR Reactor de nitritación NH4+ + O2 Aire NO2- Decantador de nitritación pH O2 50% NH4+ 50% NO2- NH4+ Balsa de retornos Recirculación de lodos 1 Decantador de deamonificación Reactor de deamonificación pH NH4+ NH4+ + NO2- Recirculación de lodos 2 N2 Descarga • Proceso en dos etapas: nitritación + deamonificación • Alimentación continua de retornos al proceso • Aireación intermitente en reactor de nitritación: evitar la formación de NO3- Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Proceso BIOMOX® – CFR – Plano de implantación, Postdam Sala de control Sala de máquinas decantador Anammox Reactor aerobio de nitritación Reactor anóxico Anammox Decantador nitritación Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Tratamiento de retornos de deshidratación Proceso BIOMOX® – Comparación entre proceso SBR y proceso CFR BIOMOX®- CFR • • • • • Condiciones de operación y circuitos independientes para cada proceso: TSS, HRT, SRT, sedimentabilidad, etc. Operación más estable Mayor rendimiento en eliminación de N y NNH4+ Alimentación continua: menor volumen de depósito tampón Menor consumo de aireación BIOMOX®- SBR • • Instalación más sencilla Menores costes de inversión Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Índice • Presentación de la empresa WEHRLE • El impacto de los retornos de deshidratación • Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno • Tratamiento de retornos de deshidratación • Referencias del proceso BIOMOX Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Referencias BIOMOX BIOMOX-SBR Rheda Localización: EDAR Rheda, Alemania 103.000 hab-eq. Retornos lodos EDAR + industrial Tipo: BIOMOX®-SBR Volumen: 970 m³ Capacidad: 312 m³/d 680 kg N / d Eliminación de nitrógeno: 80 % Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Referencias BIOMOX BIOMOX-CFR Fulda Localización: EDAR Fulda, Alemania 200.000 hab-eq. Retornos lodos EDAR Tipo: BIOMOX®-CFR Volumen: 2 x 300 m³ Capacidad: 600 m³/d 307 kg N / d Eliminación de nitrógeno: 75 % Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Referencias BIOMOX BIOMOX-CFR Landshut Capacidad: Eliminación de nitrógeno: 240 m³/d 340 kg N / d 75 % Localización: EDAR Landshut, Alemania 260.000 hab-eq. Retornos lodos EDAR Tipo: BIOMOX®-CFR Volumen: 2 x 320 m³ Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Referencias BIOMOX BIOMOX-CFR Postdam Localización: EDAR Postdam-Nord, Alemania 90.000 hab-eq. Retornos lodos EDAR Tipo: BIOMOX®-CFR Volumen: 2 x 200 m³ Capacidad: 240 m³/d 160 kg N / d Eliminación de nitrógeno: 80 % Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos. Proceso BIOMOX® ENERGY & ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY A modo de conclusión… • Los procesos combinados de nitritación + oxidación anaeróbica de amonio (Anammox) muestran una elevada eficacia en la eliminación de nitrógeno en los retornos de deshidratación • Reducidos costes de operación • Proceso adaptable a las necesidades de cada EDAR • Amplia implantación en Europa central y EE.UU. • Solución eficaz a corto plazo para la eliminación de nutrientes en línea de lodos Gracias por su atención Ángel Cambiella [email protected] WEHRLE Medioambiente S.L. C/ Belice 1, 3C 33212 Gijón - Asturias www.wehrle.es
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