Tratamiento de aguas residuales del rastro municipal de Cuernavaca mediante un sistema acoplado anaerobio-aerobio con aireación intermitente

Abstract

En el presente trabajo se analiza el desempeño de un reactor anaerobio tipo UASB seguido por un sistema de lodos activados con aireación intermitente (LAAI), para la remoción de materia orgánica y nitrógeno provenientes de las aguas residuales del Rastro Municipal de Cuernavaca. El estudio se realizó usando una instalación experimental constituida de un reactor experimental UASB de 15 L de volumen efectivo y un reactor de lodos activados (16 L de volumen) y sedimentador secundario (4 L de volumen).En este estudio el proceso de degradación anaerobia en el reactor UASB se evaluó aplicando cargas orgánicas alrededor de 25 kgDQO·m-3·d-1, con un TRH de 0.2 d. El sistema de LAAI se alimentaba de forma continua con efluente del reactor UASB, manteniendo un TRH de 1.4 d. La F/M promedio durante el estudio fue de 0.33 kgDQO·kgSSVLM-1·d-1 y su variación dependía de la concentración de la DQO en el efluente del UASB y de la concentración de SSVLM en el reactor de LAAI. El promedio de los SSVLM fue de 3,640 mg·L-1. El sistema se operó en la modalidad de aireación intermitente, la cual consistió en formar ciclos de operación, uno aerobio (con 50 min de aireación) y otro anóxico (con 50 min de no aireación). Durante el ciclo de aireación se mantenía una concentración del OD mayor de 2 mg·L-1, durante el ciclo de no aireación se realizaba mezclado mecánico de la biomasa. El reactor UASB ya había trabajado anteriormente con aguas residuales de rastro con una carga de 15 kgDQO·m3d-1y se había obtenido una remoción de DQO de 90% (Lomelí, 2011). Al iniciar la presente investigación la carga orgánica se aumentó paulatinamente hasta alcanzar 25 kgDQO·m-3·d . El incremento produjo una disminución en la remoción de la DQO pero el proceso pudo estabilizarse obteniéndose una remoción de DQO de 82% y la DQO en el efluente no rebasó los 1,000mg·L-1. La producción de biogás fue de 0.47 m3·kgDQO removido-1. Las concentraciones del nitrógeno en el influente y efluente fueron muy similares. El N-NH4 +representaba el 78 al 99% del NT en el agua residual del rastro. El reactor LAAI alcanzó remociones de DQO mayores de 87% después de 70 días de operación. Durante el resto de la experimentación la remoción de DQO se mantuvo alta. Con una carga orgánica de 0.99 kgDQO·m-3·d-1, F/M de 0.26 kg DQO·kgSSV-1·d-1, SSVLM de 4,708 mg·L-1,TRH de 33 h y TRS de 39 d, con ciclos de aireación/no aireación de 50/50 min, se obtuvo una remoción de DQO de 89.14.5%. La remoción integral de la DQO en el sistema UASB-LAAI se calculó de 97.41.0%. La DQO en el efluente fue de 14056 mg·L-1.El sistema LAAI utilizado después del tratamiento anaerobio, operado con cargas orgánicas de 0.6-1.1 kgDQO.m-3.d-1, F/M de 0.2 kgDQO·kgSSV-1·d-1, carga de NT de 0.07-0.14kgNT·kgSSV-1·d-1, DQO/NT de 1.1 a 3.9, TRH de 1.4 d y ciclos de aireación/no aireación de 50/50 min, permite remover más de 60% del nitrógeno total en el agua residual. Sin embargo, para obtener remociones 87-95% y cumplir con el límite máximo permisible para descarga a cuerpos de agua, se necesita adicionar una fuente de carbono fácilmente degradable al reactor biológico. La materia orgánica presente en el efluente del reactor anaerobio no es suficiente para obtener altas remociones de nitrógeno. El uso del agua residual influente al UASB como fuente de carbono no permite lograr un incremento sustancial de la remoción del NT. La alcalinidad del agua residual es suficiente para proveer la cantidad necesaria para la nitrificación.