Construcción e implementación de un reactor hidrolítico de membrana externa, para tratamiento anaerobio de agua residual sintética con alto contenido de material particulado, a una temperatura promedio de 15°C

Abstract

El proyecto se enfoca en la evaluación de la capacidad de remoción de materia orgánica compleja a escala de laboratorio mediante el uso de un bioreactor de membrana con capacidad hidrolítica, bajo condiciones psicrófilas de temperatura, 15°C, utilizando biomasa proporcionada por la empresa Tabaqualera Chile, a la cual se la activó mediante un reactor de mantención hidrolítica. La adaptación del lodo en la operación del reactor continuo fue caracterizada por medio de ensayos de actividad e IVL, el último mantuvo valores menores a 30 mL/gSSV durante el ensayo, lo cual es un indicador de una buena sedimentabilidad de la biomasa, presentando un aumento en su actividad hidrolítica desde una condición de 24 a 6 h de TRH, llegando a un valor final de 1,55 g almidón consumido/gSSV·d y 0,3 g glucosa consumida/gSSV·d para la actividad acidogénica y en todos los ensayos no hubo presencia de actividad metanogénica, lo que reflejaría la presencia de una población bacteriana psicrotolerante. En lo que se refiere a la microfiltración se empleó una membrana de fibra hueca de 0,1 µm de tamaño de poro, aplicando un modelo matemático, que relaciona el flux (J) con la presión transmembrana (¿PT) aplicada, J= f (¿PT), para establecer el comportamiento del proceso y determinar parámetros típicos de operación como la presión transmembrana crítica y límite, además del flux crítico y límite. Existieron diferencias significativas en la presión transmembrana crítica, lo que en la práctica significa que el flux límite será alcanzado a una ¿PT diferente, según la velocidad al interior del módulo dada por la bomba ensayada a diferentes niveles de caudal. Por último se puso en marcha y se operó el reactor continuo a 15 °C, donde se estudió el desempeño hidrolítico del reactor con una alimentación de agua residual sintética, bajo distintos valores de TRH. Los resultados obtenidos fueron validados mediante pruebas estadísticas, observando que para un TRH de 24 h la eficiencia de remoción de materia orgánica alcanzó un 72,60 %, mientras que a 12 h se alcanzó un máximo de 80,73 %, a 6 h el 82,93% y a 3 h tan solo un 65,50%, estos valores se obtuvieron trabajando con una alimentación en relación DQO/N de 250/5, demostrando una adaptación de la biomasa a condiciones de baja temperatura y alta carga orgánica.