13. UASB - Concepto

Summary

Este video explica el funcionamiento de los reactores anaeróbicos de flujo ascendente (UASB), utilizados en el tratamiento de aguas residuales. Detalla la importancia del tratamiento preliminar, la interacción de la biomasa con el sustrato y la producción de biogás. Se profundiza en el diseño y las condiciones operativas necesarias para asegurar la eficiencia del sistema, incluyendo el control de velocidades de flujo y la gestión de lodos. Además, se mencionan tecnologías complementarias y consideraciones para mejorar la calidad del efluente tratado. Todo ello en un enfoque técnico y detallado para optimizar el rendimiento del reactor.

Takeaways

• 😀 El reactor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) es un sistema anaeróbico de tratamiento de aguas residuales que mejora la interacción entre los microorganismos y el sustrato.
• 😀 El sistema se caracteriza por el flujo ascendente del agua a través de un manto de lodo anaeróbico, donde ocurre la digestión anaeróbica y se produce biogás.
• 😀 El biogás producido en el proceso se colecta en la parte superior del reactor, mientras que el efluente clarificado también se recoge en la parte superior.
• 😀 Antes de entrar al reactor UASB, el agua cruda debe pasar por un tratamiento preliminar para remover sólidos grandes y arena, lo cual es esencial para el buen funcionamiento del sistema.
• 😀 El diseño del reactor UASB incluye tres zonas principales: el manto de lodo, la zona de transición y la zona de sedimentación, que facilitan la separación de sólidos y líquidos.
• 😀 La eficiencia del tratamiento depende de mantener un tiempo adecuado de retención y contacto entre el sustrato y la biomasa en el reactor.
• 😀 El sistema debe operar con velocidades bajas de flujo para evitar la acumulación excesiva de lodo o la pérdida de partículas de lodo, lo que afectaría la eficiencia del proceso.
• 😀 Los reactores UASB pueden ser circulares, rectangulares o cuadrados, y se dimensionan según las condiciones de flujo y caudal del agua cruda.
• 😀 El diseño adecuado de las velocidades y el área superficial en el reactor es clave para asegurar el funcionamiento óptimo del sistema, garantizando un buen tiempo de residencia para el lodo y el sustrato.
• 😀 Los sistemas UASB pueden integrarse con otros tratamientos adicionales, como filtros biológicos aeróbicos o lagunas facultativas, para mejorar la calidad del efluente final.
• 😀 El UASB es eficiente en la reducción de la carga de sólidos y la producción de biogás, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de tratamiento de aguas residuales que requieren menor producción de lodos.

Q & A

¿Qué es un reactor UASB y cuáles son sus principales características?

Un reactor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) es un sistema de tratamiento anaeróbico de aguas residuales que utiliza una capa de lodo concentrado para tratar el agua. Su característica principal es el flujo ascendente del agua, lo que aumenta la interacción entre los microorganismos anaeróbicos y los sustratos orgánicos presentes en el agua.

¿Por qué es importante el tratamiento preliminar en el sistema UASB?

El tratamiento preliminar es esencial para garantizar el buen funcionamiento del sistema UASB, ya que elimina los sólidos gruesos, como arena y desechos grandes, que podrían obstruir el reactor y afectar la eficiencia del tratamiento. Esto incluye el uso de rejillas y desarenadores.

¿Cómo se mejora la interacción entre los microorganismos y los sustratos en un reactor UASB?

La mejora de la interacción se logra mediante el uso de la capa de lodo en el reactor, donde los microorganismos anaeróbicos digieren los materiales orgánicos del agua. Esta interacción se optimiza al aumentar el tiempo de residencia del agua en contacto con el lodo.

¿Qué es un separador trifásico y cuál es su función en el reactor UASB?

El separador trifásico es una estructura dentro del reactor UASB que ayuda a separar los tres componentes principales: biogás, lodo y agua tratada. El biogás se recoge en la parte superior, el lodo se retiene dentro del reactor, y el agua clarificada se recoge para ser descargada.

¿Cuáles son los efectos de una velocidad de flujo demasiado baja o demasiado alta en el reactor UASB?

Una velocidad de flujo demasiado baja puede concentrar excesivamente el lodo, lo que reduce la eficiencia del tratamiento. Por otro lado, una velocidad de flujo demasiado alta puede hacer que el lodo escape del reactor y no se trate adecuadamente. Es necesario mantener una velocidad de flujo controlada para equilibrar la retención y la interacción con los microorganismos.

¿Cómo se asegura que el sistema UASB funcione eficientemente en diferentes caudales de entrada?

Se asegura mediante el diseño adecuado de las velocidades de flujo y la superficie del reactor. El sistema debe ser capaz de manejar diferentes caudales de entrada sin perder la eficacia del tratamiento, garantizando que las velocidades sean suficientes para mantener la biomasa suspendida y que no se escapen sólidos.

¿Qué ventajas ofrece el tratamiento anaeróbico con UASB frente a otros sistemas como los tanques sépticos?

El sistema UASB es más eficiente que el tanque séptico porque permite una mayor interacción entre los microorganismos y el sustrato, lo que mejora la remoción de contaminantes. Además, la producción de biogás es una ventaja adicional que no se obtiene en sistemas como el tanque séptico.

¿Qué tipos de configuraciones de tratamiento pueden complementarse con un reactor UASB?

El reactor UASB puede complementarse con filtros biológicos aerobios, filtros percoladores, lagunas de pulimento, o sistemas de lodos activados, entre otros. Estos sistemas adicionales ayudan a mejorar la calidad del efluente final, aprovechando la capacidad del UASB para reducir la carga orgánica y generar biogás.

¿Cuál es el papel de la sedimentación en el funcionamiento del reactor UASB?

La sedimentación es un proceso clave donde los sólidos más pesados del agua tratada se separan y se asientan en la parte inferior del reactor. Esto permite que el agua clarificada se recupere en la parte superior, mientras que el lodo se retiene y continúa en el proceso de digestión anaeróbica.

¿Cómo se manejan los lodos en un sistema UASB y qué se hace con ellos?

En un sistema UASB, los lodos se concentran en la parte inferior del reactor. Estos lodos son parcialmente digeridos por los microorganismos anaeróbicos, reduciendo su volumen y generando biogás. Los lodos que no se digieren completamente deben ser extraídos periódicamente del reactor y gestionados según las normativas ambientales.