Simulación del proceso combinado nitrificante y desnitrificante para la remoción de carbono orgánico y nitrógeno

Resumen

Los efluentes de la industria pesquera tienen alta concentración de materia orgánica y nitrogenada; su descarga a los cuerpos acuáticos, afecta a la fauna presente en estos ecosistemas. La nitrificación es un proceso biológico que oxida el amonio a nitrato, luego este nitrato puede ser transformado a nitrógeno molecular mediante otro proceso biológico, la desnitrificación. En el presente trabajo, se ha estudiado un sistema combinado desnitrificante-nitrificante cuya configuración ha consistido de un reactor anóxico de filtro y un reactor aerobio de lodo activado. La alimentación de materia orgánica y nitrogenada fue de 1025 mg COT/L y 660 mg N-NH4+ respectivamente, valores promedios obtenidos en el efluente del reactor anaerobio utilizado como primera etapa de tratamiento de las aguas residuales de la industria pesquera. Se ha formulado un modelo matemático para el sistema combinado, basado en balances de masa y expresiones cinéticas. Las predicciones del modelo se compararon con los resultados experimentales, donde se evaluaron la eficiencia de remoción de materia orgánica y nitrógeno al modificarse la razón de recirculación. El sistema combinado ha operado con diferentes razones de recirculación. Al aumentar la razón de recirculación hasta un valor de 1.25, la eficiencia de remoción de materia orgánica y nitrógeno se mantuvieron constante. Para una razón de recirculación de 0.7, donde se alcanza una velocidad de carga orgánica y nitrogenada de 0.42 y 0.48 kg/m3*d, y una razón COT/N-NH4+ de 1, se logra una eficiencia de remoción de carbono orgánico y nitrógeno de 95 % y 80 %, respectivamente. Sin embargo, al aumentar la recirculación hasta 2.35, la eficiencia de remoción de amonio baja drásticamente hasta niveles inferiores a 50 %; en cambio, la eficiencia de remoción de carbono orgánico se mantiene sobre 80 %. El resultado muestra que con una razón de recirculación hasta 0.7 se logra una remoción simultánea de carbono orgánico y nitrógeno. El modelo predice adecuadamente el comportamiento del sistema.