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PRETRATAMIENTO CON OZONO DE FANGOS BIOLÓGICOS A DIGERIR ANAEROBIAMENTE
Carlos Ferrer Torregrosa
Director I+D+i
1. Antecedentes2. Objetivo del estudio3. Materiales y métodos4. Resultados obtenidos5. Conclusiones
CONTENIDOS DE LA PRESENTACIÓN
SISTEMA DE GESTIÓN DE LA I+D+i
(UNE 166002)
ANTECEDENTES: pretratamiento de fango
OBJETIVO
ANTECEDENTES: potencial de oxidación del ozono
Potencial de oxidación
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Ozono
Peróxido de hidrógeno
Permanganato
Dióxido de cloro
Ácido hipocloroso
Cloro gas
Ácido hipobromoso
Oxígeno
Bromo
Ácido hipoyodoso
Hipoclorito
Clorito
Yodo
(eV)
ANTECEDENTES: formación del ozono
ANTECEDENTES: usos del ozonoMédicina:
Propiedades antisépticas, antiinflamatorias, modula estrés oxidativo, mejora oxigenación tisular, etc.
OzonoterapiaOdontología
Eliminación olores y sabores en agua de consumo, piscinas, etc.Higienización de espacios públicos: clínicas, hospitales, metro, etc.Higienización salas/cámaras en industria agroalimentaria
ANTECEDENTES: potencial de oxidación del ozono
ANTECEDENTES: usos del ozono
Usos en depuración:Eliminación de algas
Desodorización
Desinfección (virus, bacterias, etc.)Tratamiento “patologías” fango activo
Reducción PEF
Oxidación compuestos orgánicos no biodegradables
Potencial de oxidación
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Ozono
Peróxido de hidrógeno
Permanganato
Dióxido de cloro
Ácido hipocloroso
Cloro gas
Ácido hipobromoso
Oxígeno
Bromo
Ácido hipoyodoso
Hipoclorito
Clorito
Yodo
ANTECEDENTES: aplicación de ozono
ANTECEDENTES:
EDAR Castellón
M.GOI et al.
ANTECEDENTES: aplicación de ozono
12 h OFF
ANTECEDENTES: ¿cómo actúa el ozono?
EFECTOS
• AUMENTO DQO FÁCILMENTE BIODEBRADABLE
• REPARACIÓN CELULAR
OZONIZACIÓN• RUPTURA PARED CELULAR
E.Egemen et al.
ANTECEDENTES: ¿cómo actúa el ozono?
E.Egemen et al.
ANTECEDENTES: ¿cómo actúa el ozono?
E.Egemen et al.
OBJETIVO: la idea
OBJETIVO: la idea
Objetivo principal
Estudio del proceso de degradación del fango activado mediante ozonización.
Obtención de los parámetros de operación (g O3/g SSV, etc.) que optimizan la producción de biogás en un proceso de digestión anaerobia del fango ozonizado.
OBJETIVO
MATERIALES Y MÉTODOS: muestras
Fangos procedentes del flotador de la EDAR Castelló de la Plana.
Inóculo para los ensayos de digestión anaerobia procedente del digestor anaerobio de la EDAR Castelló de la Plana
MATERIALES Y MÉTODOS: planta piloto de ozonización
MATERIALES Y MÉTODOS: planta piloto de ozonización
MATERIALES Y MÉTODOS: planta piloto de digestión an aerobia
MATERIALES Y MÉTODOS: plan experimental
RESULTADOS
O3test1O3test2
O3test3
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0,0000 0,0200 0,0400 0,0600 0,0800 0,1000 0,1200 0,1400
gO3/gTSS
CO
Dso
lubl
e (m
g/L
)1 2 3 4 5 O3test1 O3test2 O3test3
RESULTADOS
Volumen: 10 litros Tiempo: 5 horas O3inyectado: 1,019 g/h
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30 35 40
Tiempo (días)
Bio
gás [
L/kg
SV
]
Lodo flotado Lodo ozonizado
ENSAYO 6
0
200
400
600
800
1000
1200
0,000 0,005 0,011 0,016 0,021 0,026
gO3/gSS iniciales
DQ
Od
(mg/
L)
0
200
400
600
800
1000
1200
Incr
emen
to D
QO
d (m
g/L)
Incremento DQOd
DQOd
t0h
t1h
t2h
t3h
t4h
t5h
RESULTADOS
Ensayo Sustrato L biogás / kgSV
L CH4 / kgSV Pte. Máxima, Lbg/(kgSV�d)
%ST elim
%SV elim
1
Lodo flotado 370 264 45,7 89,0 87,7
Lodo
ozonizado
570 410 83,8 41,0 50,2
Incremento 54,1% 55,3% 83,4% -53,9% -42,8%
2
Lodo flotado 331 193 63,8 41,7 53,1
Lodo
ozonizado
407 273 80,3 30,3 44,0
Incremento 23,0% 41,5% 25,9% -27,3% -17,1%
3
Lodo flotado 277 132 30,4 43,5 63,9
Lodo
ozonizado
265 150 34,6 39,4 66,9
Incremento -4,3% 13,6% 13,8% -9,4% 4,7%
RESULTADOS
0
100
200
300
400
500
600
Lodoflotado
Lodoozonizado
Lodoflotado
Lodoozonizado
Lodoflotado
Lodoozonizado
L/kg
SV
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Biogás Metano Pendiente máxima
Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3
RESULTADOS
El ozono permite obtener un buen grado de desintegración del fango biológico espesado. Los ratios de O3/SSTinicial ensayados variaron entre 0,01 y 0,12. La máxima eficiencia de solubilización se observó a un ratio de 0,024 O3/SSTinicial.
En los tres ensayos, la digestión anaerobia del fango ozonizado dio mejores resultados que el fango sin tratar en términos de producción específica de metano y de cinética de reacción.
Para la aplicación industrial de los resultados debe tenerse en cuenta la variabilidad del fango de entrada al tratamiento, y el ajuste de la inyección de ozono a los TSS reales en el fango a tratar.
Todos los ensayos fueron llevados a cabo en discontinuo. Es necesario realizar un mayor número de experimentos y ensayar la operación en continuo, para poder evaluar las condiciones de operación y optimizar la desintegración del fango y el incremento de la producción de biogás.
CONCLUSIONES
COMENTARIOS, PREGUNTAS,…
