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Eliminación de nitrógeno en retornos
de deshidratación de lodos de EDAR.
Proceso BIOMOX®
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
Índice
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
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
Presentación de la empresa WEHRLE
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Tratamiento mecánico – biológico de residuos
sólidos (MYT)
Tratamientos biológicos anaeróbicos
BIODIGAT® / N-BIO
Adsorción con Carbón activo
Sequencing-Batch-Reactor (SBR)
Separación con membranas (UF, NF, OI)
Tratamientos biológicos aerobios
MBR-BIOMEMBRAT® / BIOSTREAM®
Otras tecnologías de tratamiento WEHRLE
Presentación de la empresa WEHRLE
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Co
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BIO conv. SBR
BIOMEMBRAT®
BIOSTREAM®
BIOSTREAM®/UF
Combinación de procesos
SB AF
AS
CA NF
OI
Calidad de vertido
BIOMOX®
Presentación de la empresa WEHRLE
Tecnologías de tratamiento WEHRLE
Pabellón 4 Stand 25A
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
Índice
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
55%
decantador primario
decantador secundario
proceso de lodos activos
digestión de lodos
deshidratación de lodos
decantador primario
decantador secundario
proceso de lodos activos
digestión de lodos
deshidratación de lodos
100% 105%
55%
22%
28%
15%
43%
23%
20%
El impacto de los retornos de deshidratación
Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Balance de nitrógeno
Retornos de deshidratación • < 1% caudal EDAR • 15 – 25% de carga de N • N-NH4: 500 – 1500 mg/L • DBO5: < 150 mg/L
• Impacto en línea de aguas • Menor calidad de vertido • Mayor consumo de O2
• Reducida relación C/N (¿adición C?) • Mayor producción de lodo
Agua residual
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
El impacto de los retornos de deshidratación
Estación depuradora de aguas residuales (EDAR) – Tratamiento de retornos
Agua residual
decantador primario
decantador secundario
proceso de lodos activos
digestión de lodos
deshidratación de lodos
100% 105%
55%
22%
28%
15%
43%
23%
20%
Tratamiento de retornos
Mejoras de aprox. 25%
Reducción de aprox. 20 %
Tratamiento eficaz y de bajos costes
de operación
decantador primario
decantador secundario
proceso de lodos activos
digestión de lodos
deshidratación de lodos
100% 87%
50%
15%
22%
15%
37%
18%
19%
Tratamiento de retornos
17%2%
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
Índice
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Ciclo del nitrógeno en la naturaleza
NH4+ NO2
-
NO3-
N2 Atmósfera
Nitrificación
Desnitrificación Fijación del nitrógeno
250 M Ton/año • Biológica (leguminosas) • Abiótica: rayos, erupciones • Industrial: producción
fertilizantes
O2
Fuente de C
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
N orgánico
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0)
1 mol NH4+
1 mol NO2-
1 mol NO3-
Nitratación
Nitritación
1,5 O2
0,5 O2
0,5 Fuente de C
0,5 mol N2
NITRIFICACIÓN DESNITRIFICACIÓN
Bacterias AOB
Bacterias NOB
Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico
Bacterias heterótrofas Ambiente anóxico
NITRITACIÓN DESNITRITACIÓN
0,33 Fuente de C
1 mol NO2-
Nitritación – Desnitritación (v 2.0)
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0)
Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico
Bacterias heterótrofas Ambiente anóxico
1 mol NH4+
1 mol NO2- Nitritación
1,5 O2
0,5 Fuente de C
0,5 mol N2
Bacterias AOB
NITRITACIÓN DESNITRITACIÓN
1 mol NO2-
Nitritación – Desnitritación (v 2.0)
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
• 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 de EDAR. Proceso BIOMOX®
Bacterias autótrofas Ambiente anóxico
Bacterias heterótrofas Ambiente anóxico
1,5 O2
OXIDACIÓN ANAERÓBICA DE AMONIO
0,5 mol NO2-
0,86 O2
1 mol NO2-
NITRITACIÓN PARCIAL 50 – 60%
1 mol NH4+
Nitritación 0,5 Fuente de C
0,5 mol N2
Bacterias AOB
Bacterias autótrofas Ambiente aeróbico
NITRITACIÓN DESNITRITACIÓN
1 mol NO2-
0,44 mol N2
0,11 mol NO3-
Bacterias Anammox
Planctomycetes
0,5 mol NH4+
NH4+ + 1.32 NO2
- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+
0.26 NO3- + 1.02 N2 + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O
Proceso convencional - Nitrificación – Desnitrificación (v 1.0) Nitritación – Desnitritación (v 2.0)
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Nitritación parcial – Anammox (v 3.0)
• 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 de EDAR. Proceso BIOMOX®
nitrificación
/desnitrificación
Nitritación
/desnitritación
BIOMOX nitritación parcial
/anammox
Microbiología AOB,NOB
/desnitrificantes AOB
/desnitrificantes AOB
/anammox
Demanda de oxígeno [g O2/g N]
4.57 3.43 1.71
Ahorro en oxígeno - 24 % 60 %
Demanda de fuente de C [g DBO/g N]
3.7 2.3 0
Ahorro en fuente de C - 38 % 100 %
Producción de lodo exceso +++ ++ +
Eficacia de eliminación N > 95 % 90 % 85 %
Comparación de los procesos biológicos para la eliminación de nitrógeno
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Ciclo del nitrógeno en la naturaleza
NH4+ NO2
-
NO3-
N2 Atmósfera
Nitrificación
Desnitrificación Fijación del nitrógeno
O2
Fuente de C
Procesos biológicos de eliminación de nitrógeno
Anammox N orgánico
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
Índice
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Fuente de C O2
SBR Nitrificación
Desnitrificación
Q
Sistemas convencionales (v1.0, años 80)
Procesos industriales para la eliminación biológica de nitrógeno
SHARON + DENI (v2.0, años 90)
Q Deni
Fuente de C O2
Deni Nitritación
Nitritación parcial + Anammox
(v3.0, años 2000)
SBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo granular
MBBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo sobre soportes plásticos
Tratamiento de retornos de deshidratación
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Tratamiento de retornos de deshidratación
Nitritación parcial + Anammox
(v3.0, años 2000)
SBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo granular
MBBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo sobre soportes plásticos
Procesos industriales para la eliminación biológica de nitrógeno
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Nitritación parcial + Anammox
(v3.0, años 2000)
SBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo granular
MBBR Nitritación Anammox
O2
Q
Lodo sobre soportes plásticos
Nitritación parcial + Anammox
(v3.1, años 2010)
IFAS Nitritación Anammox
O2
Q
Q
O2
Nitritación Anammox
BIOMOX® – SBR BIOMOX® – CFR
Tratamiento de retornos de deshidratación
Procesos industriales para la eliminación biológica de nitrógeno
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Balsa de retornos Reactor SBR Soplante
Alimentación a SBR Aire
• Proceso discontinuo o por cargas • Aireación intermitente en cada ciclo (fase aeróbica / fase anóxica) • 3 – 4 ciclos/día • Control de proceso
NH4+ + O2 NO2
-
NH4+ + NO2
- N2
Decantación
Descarga pH
O2
NH4+
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – SBR
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
anó
xica
aero
bia
Proceso BIOMOX® – SBR – Control de proceso
tiempo
pH
O2
tiempo
O2 NO2
- Máx. 0,4 – 0,5
Aprox. 0,02 – 0,03
Inicio de formación de NO3- Fase
lag
• Aireación intermitente: ciclos aerobio / anóxico
• Control de concentración de oxígeno: evitar formación de NO3-
• Variable de control: pH • Rendimiento > 80% en eliminación de N
ae
rob
ia
anó
xica
Tratamiento de retornos de deshidratación
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
pH
O2
NH4+
• Proceso en dos etapas: nitritación + deamonificación
• Alimentación continua de retornos al proceso • Aireación intermitente en reactor de
nitritación: evitar la formación de NO3-
Balsa de retornos
Aire Reactor de nitritación
Descarga
Recirculación de lodos 1
Recirculación de lodos 2
Decantador de deamonificación
Reactor de deamonificación
pH
NH4+
NH4+ + NO2
- N2
Decantador de nitritación
50% NH4+
50% NO2-
NH4+ + O2 NO2
-
Proceso BIOMOX® – CFR
Tratamiento de retornos de deshidratación
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
decantador Anammox
Reactor anóxico
Anammox
Reactor aerobio de nitritación
Decantador nitritación
Sala de control
Sala de máquinas
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – CFR – Plano de implantación
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – CFR – Operación estable
0
10
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30
40
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60
70
80
90
100
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Tem
per
atu
ra (º
C)
Elim
inac
ión
de
N (
%)
Co
nce
ntr
ació
n (m
g/L)
N-NH4 entrada mg/L N-NH4 salida mg/L DQO entrada mg/L DQO salida mg/L % Eliminación de N-NH4 Temperatura ºC
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
BIOMOX®- SBR
• Condiciones de operación y circuitos independientes para cada proceso: TSS, HRT, SRT, sedimentabilidad, etc.
• Operación más estable • Mayor rendimiento en eliminación de N y N-NH4
+ • Alimentación continua: menor volumen de
depósito tampón
• Menor consumo de aireación
• Instalación más sencilla • Menores costes de inversión
BIOMOX®- CFR
Tratamiento de retornos de deshidratación
Proceso BIOMOX® – CFR – Comparación entre proceso SBR y proceso CFR
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
Índice
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso 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 %
Referencias BIOMOX
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
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 %
BIOMOX-CFR Fulda
Referencias BIOMOX
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Localización: EDAR Landshut, Alemania
260.000 hab-eq.
Retornos lodos EDAR
Tipo: BIOMOX®-CFR Volumen: 2 x 320 m³
Capacidad: 240 m³/d 340 kg N / d Eliminación de nitrógeno: 75 %
BIOMOX- CFR Landshut
Referencias BIOMOX
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
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 %
BIOMOX- CFR Potsdam
Referencias BIOMOX
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
Localización:
EDAR Badajoz
385.000 hab-eq.
Retornos lodos EDAR
Tipo: BIOMOX®-CFR Volumen: 2 x 360 m³ Capacidad: 495 m³/d 400 kg N / d Eliminación de nitrógeno: 80 %
BIOMOX- CFR EDAR Badajoz (puesta en marcha en abril 2016)
Referencias BIOMOX
Eliminación de nitrógeno en retornos de deshidratación de lodos de EDAR. Proceso BIOMOX®
• 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
A modo de conclusión…
Muchas gracias por su atención
WEHRLE Medioambiente S.L.
www.wehrle.es
Energy Technology – Environmental Technology - Manufacturing
Presente en SMAGUA 2016:
Pabellón 4 Stand 25 A