condicionament dels retorns de processos de tractament de...
Post on 10-Jul-2020
6 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Condicionament dels retorns de processos de tractament de fangs de depuració a partir de processos de Nitritació Parcial i Oxidació Anaeròbia de l‘Amoni (Anammox)
Jesús Colprim(1,2), Helio Lopez(1), Ramon Ganigué(1), Maël Ruscalleda(1), Maria Dolors Balaguer(1).
(1)Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental, LEQUIA-UdG, Institut de Medi Ambient, Universitat de Girona
http://lequia.udg.cat
(2)Institut Català de Recerca de l'Aigua, ICRAhttp://icra.udg.cat
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Presentació
NH4+
NH3
Org N
NO2-
NH2OH
O2 Nitrificació
Nitritació
ANAMMOX
Processos de nitrificaciProcessos de nitrificacióó / / desnitrificacidesnitrificacióó
EliminaciEliminacióó del Nitrogendel Nitrogen
Avantatges:
- Menys O2 necessari
-Autotròfic, sense M.O.
- Baixa producció fang
NO3-
O2
NON2O
N2
M.O. M.O.
Desnitrificació
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Presentació
Quant es pot fer?- Altes concentracions de N (amoni)- Alcalinitat insuficient- Matèria orgànica no disponible- Procés no finalista (producció de nitrats)- Nitritació parcial:
estalvi de O2- Anammox:
sense M.O. i alta càrrega (>0.5 Kg N·m3/dia)Exemples de retorns:
- Digestió anaeròbia - espessidors- Centrifugació - Secat tèrmic de fangs
Perquè fer-ho?- Disminuir la càrrega de nitrogen a la EDAR
1 NH4+ + 1.32 NO2
- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+ ⇒
1.02 N2↑ + 0.26 NO3- + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
PresentacióD’on surt el N dels retorns?
)(cons.substrat mg)(biomassa mg
2
2
DQOODQOOYH −
−= Ssmg O2/l
YH
1-YH
Biomassa
CO2+H2O
Ssmg O2/l
YH
1-YH
Biomassa
CO2+H2OContaminació
diluïdaContaminacióconcentrada
Fracció soluble
Fracció particulada
Fracció eliminada a CO2 i H2O
Fracció assimilada a nova biomassa
Fracció mineralitzada
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
PresentacióD’on surt el N dels retorns?
XND SND SNH
XBA
XBH
XS
SS
SO
SO
SNO
SNO
1
2
3
4
5
6
7
8 1 Creixement aerobi heterotròfic
2 Creixement anòxic heterotròfic
3 Creixement aerobi autotròfic
4 Mort heterotròfic (decay)
5 Mort autotròfic (decay)
6 Amonificació
7 Hidròlisis
8 Hidròlisis del N
WW
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
PresentacióD’on surt el N dels retorns?
XND SND SNH
XBA
XBH
XS
SS
WW
SNH
0.66
18.5% del N
N del % 17N/L mg 8.4DQO/L-X mg 120/lDQO mg 600
10 0.20 66.0
DQO mgDQOX mg 20.0
·1
elim
1elim
≈
===
−≈+
=
− ddKYKYY
cd
cdobs
θθ
N del % 1.4N/L mg 0.67DQO/L-X mg 9.6/lN mg 50
5 0.05 24.0
N mgDQOX mg 192.0
·1
aut
elim
1elim
aut
≈
===
−≈+
=
− ddKYKYY
cd
cdobs
θθ
Biomassa Heterotròfica
Biomassa Autotròfica
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
PresentacióD’on surt el N dels retorns?
18.5% del N
Normalment NH4+
EntradaQi, Si, Xi Efluent
Qe, Se, Xe
RecirculacióQr, Sr, Xr
PurgaQw, Sw, Xw
R. Biològic D. Secundari
Tractament de fangs
Tractament del N
100 % del N
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Presentació
NO3-
NH4+
NO2-
1 NH4+ + 1.32 NO2
- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+ ⇒
1.02 N2↑ + 0.26 NO3- + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O
N2
Xamx
Nitritació parcial
Tractament del N dels retorns:- Altes concentracions- poca matèria orgànica (difícil desnitrificar)
Procés Anammox:
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Nitritació parcial
Amonificació
Organic N NO3-NH4
+ NO2-
Nitritació, AOB NItritació, NOB
Evitar oxidació nitrit
NH4+ : NO2
- = 1 : 1.32Influent ANAMMOX requereix:
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Nitritació parcial
NH4+ + 2 HCO3
- + 1.5 O2 ⇒ NO2- + 2 CO2 + 3 H2O
Nitritació
Reactiu limitant: normalment bicarbonat, HCO3-
Nitritació Parcial (PANI)
2.32 NH4+ + 2.64 HCO3
- + 1.98 O2 ⇒ NH4+ + 1.32 NO2
- + 2.64 CO2 + 3.96 H2O
x1.32+1 NH4
+
Amonificació
Organic N NH4+ NO2
-
Nitritació, AOB
NH4+ : NO2
- = 1 : 1.32Influent ANAMMOX requereix:
HCO3- : NH4
+ =1.138
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Nitritació parcial
Estratègies d’alimentació
Reactor de nitritació parcial:- Tipus SBR- Condicions aeròbies (2.0 mg O2/L)- Temperatura elevada (35ºC), inhibició NOB- TRC = 5 dies - TRH = 1.5-2 dies- Control de pH (7-7.5, inhibició FA, FNA)
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Nitritació parcial
Procés PANI: Resultats, estat estable:HCO3
- : NH4+ =1.138
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Procés anammox
NO3-
NH4+
NO2-
1 NH4+ + 1.32 NO2
- + 0.066 HCO3- + 0.13 H+ ⇒
1.02 N2↑ + 0.26 NO3- + 0.066 CH2O0.5N0.15 + 2.03 H2O
N2
Xamx
1. Condicions anaeròbies 6. bacteris autotròfics2. Nitrit acceptor final d’electrons 7. sense H2S (tòxic)3. Desenvolupament en biofilms/grànuls 8. Creixement lent (µmax=0.066 d-1)4. Inhibició per Nitrit 9. Inhibició per OD, reversible5. Temperatura alta (30º-38ºC) 10. No gaires inòculs disponibles
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Procés anammox
Feed
Reaction
Mixed Feeding
Draw
SettlingTime (min)
0 60 120 180 240 300 360 420 480
N2 gas addition
Reactor Anammox:- Tipus SBR- Condicions anaeròbies- Temperatura elevada (35ºC)- TRC = inicialment sense purga.... 15 dies- TRH = inicialment variable............ 1.5- 2 dies- Control de pH (7-7.5, inhibició FA)- Influent:
- addicions inicials de N2 gas- operació en feed-batch
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Procés anammox
Stage Days NO2- : NH4
+ NLR HRT ObjectiuKg·m-3·d-1 days
Start-up 78 0.76 0.01-0.02 3.6-2.4 Evitar inhibició per nitritLow load 146 1.00 0.02-0.25 2.3-1.9 creixement
Evolució de la càrrega aplicada: NLR
Time (d)0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
mg
NH
4+ -N
·L-1
0300600900
120015001800
NH4+-N eff
NH4+-N infA)
NO2--N effNO2--N infB)
Time (d)0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360
mg
NO
2- -N·L
-10
300600900
120015001800
High load 139 1.32 0.25-1.60 1.9 Anàlisi de capacitat
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Reactors i biomassa anammox
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Referències
Publicacions:
R. Ganigué, H. López, M. Ruscalleda, M. D. Balaguer and J. Colprim (2007). “Operational strategy for a Partial Nitritation-SBR (PN-SBR) treating urban landfill leachate to achieve a stable influent for an anammox reactor”. J Chem Technol Biot., accepted, in press. ISSN: 0213-5930
R. Ganigué, H. López, M. D. Balaguer and J. Colprim.(2007). “Partial ammonium oxidation to nitrite of high ammonium content urban landfill leachates”. Water Res., 41(15), 3317-3326. ISSN: 0043-1354
Magrí A., Corominas Ll., López H. Campos E., Balaguer M.D., Colprim J., Flotats X.(2007). “A model for the simulation of the SHARON process: pH as a key factor” Environ Technol., 28, 255-265. ISSN: 0959-3330
H. López, S. Puig, R. Ganigué, M. Ruscalleda, M.D. Balaguer, J. Colprim (2007). “Start-up and enrichment of a granular anammox SBR to treat high nitrogen load wastewaters”. J Chem Technol Biot., accepted, in press. ISSN: 0213-5930
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Referències
Finançament:
CESPA GR. Període 2002-2008
Unió Europea. Projecte CLONIC. LIFE03 ENV/E/000140
2003-2006
Ministerio de Educación y Ciencia. PROFIT. CIT-310200-2007-90
2007-2008
I I I Jornades tècniques de gestió de sistemes de sanejament d’aigües residuals.. Tractament i valorització de Fangs. Barcelona 17-18 Octubre 2007
Gràcies per la seva atenció
Condicionament dels retorns de processos de tractament de fangs de depuració a partir de processos de Nitritació Parcial i Oxidació Anaeròbia de l‘Amoni (Anammox)
Jesús Colprim(1,2), Helio Lopez(1), Ramon Ganigué(1), Maël Ruscalleda(1), Maria Dolors Balaguer(1).
(1)Laboratori d'Enginyeria Química i Ambiental, LEQUIA-UdG, Institut de Medi Ambient, Universitat de Girona
http://lequia.udg.cat
(2)Institut Català de Recerca de l'Aigua, ICRAhttp://icra.udg.cat
top related