Un reactor batch secuencial (SBR) permite llevar a cabo las etapas de un proceso de lodos activados en un único tanque, definiendo su operación en un ciclo de cuatro etapas (llenado, reacción, decantación y vaciado). En este trabajo se efectuó el diseño, la construcción y evaluación de un SBR a escala de laboratorio con un difusor de aire en forma de espiral acoplado a un oxigenador de acuario con cuatro salidas. El difusor se elaboró con ácido poliláctico (PLA) en una impresora 3D. El volumen útil de reactor fue de 10 L y el ciclo de operación de 24 h, alternando cada dos horas las etapas de reacción y decantación, en la etapa de vaciado se retiró el 40% del volumen y se reemplazó con una nueva muestra de agua residual sintética. El periodo de evaluación del reactor fue de tres semanas, durante las cuales se monitoreo diariamente la temperatura, el oxígeno disuelto y el pH. La temperatura registró un valor promedio de 20.3 ± 0.6 °C, que es un valor fuera del intervalo optimo de 25 a 30 °C para un proceso de lodos activados. En este periodo se observó un crecimiento sostenido de biopelícula en las paredes del reactor y alrededor de los orificios del difusor, generando obstrucciones, a pesar de las cuales se logró mantener una concentración promedio de oxígeno disuelto de 6.31 ± 1.63 mg/l. Los datos de monitoreo del pH indican un valor promedio de 6.79 ± 0.43 unidades, siendo ligeramente ácido, ya que para el correcto funcionamiento de un proceso de lodos activados debe estar entre 6.5 y 8.5 unidades. En el agua tratada se determinó la demanda biológica de oxígeno (DBO5) y la demanda química de oxígeno (DQO) para establecer la eficiencia en reducción de materia orgánica biodegradable y no biodegradable, las cuales fueron de 50% y 46% respectivamente, por lo que el índice de biodegradabilidad para el agua residual fue del 96%. Estos datos permiten inferir que, aunque los microorganismos consumen o biodegradan el agua residual de forma eficaz, el periodo de evaluación no fue suficiente para alcanzar un tamaño de población microbiana que permita un consumo eficiente de materia orgánica en el ciclo de operación. Este diseño de rector tiene una frecuencia de mantenimiento alta, ya que requiere la limpieza de los orificios del difusor de aire para evitar su obstrucción por la formación de biopelícula.
Tópico:
Microfluidic and Capillary Electrophoresis Applications
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FuenteEncuentro Internacional de Educación en Ingeniería.