Evaluación del desempeño de un reactor biológico aerobio de medio móvil con biomasa adherida para el tratamiento de aguas residuales provenientes de una estación de servicio

Abstract

Las estaciones de servicio se caracterizan por generar residuos líquidos que contienen alta carga de grasas y aceites, hidrocarburos, sólidos suspendidos, solventes halogenados, detergentes, desengrasantes, restos de combustibles, ceras especiales y concentraciones variables de metales. De acuerdo a las caracterizaciones del efluente de trampa de grasas de estaciones de servicio realizadas por este estudio y por Gonzales y Giraldo (2019) se evidencia que el agua vertida no cumple totalmente con los valores máximos permisibles dados por el artículo 11 (Resolución 631 de 2015), por lo que no sólo se requiere la construcción de trampas de grasas tal y como lo estipula el Artículo 9 del Decreto 1521 de 1998, sino que requiere la instalación de procesos u operaciones de tratamiento adicionales que cuenten con la capacidad de tolerar las fluctuaciones en cambios de caudal y concentraciones de los efluentes que se presentan en este tipo de establecimientos. De acuerdo con lo anterior el presente proyecto tiene como objetivo principal evaluar el comportamiento de un reactor biológico de biomasa suspendida y un reactor biológico de biomasa adherida de medio móvil para el tratamiento de aguas residuales provenientes de una estación de servicio. Para realizar la evaluación inicialmente se llevó a cabo la caracterización del agua a tratar, posteriormente se elaboró el diseño hidráulico del reactor biológico de biomasa suspendida y de biomasa suspendida de medio móvil. Con estos resultados, se utilizó el simulador GPS-X (General Purpose Simulator) desarrollado por la empresa consultora canadiense hydromantis, Inc. donde se construyeron dos modelos: el primero corresponde a un reactor biológico de biomasa suspendida (SBR) y el segundo a un reactor biológico de biomasa adherida de medio móvil (MBRR). De esta manera, se encontró que los reactores biológicos de biomasa adherida de medio móvil aparentemente tienen la capacidad de mejorar las características del agua a la salida del reactor, en comparación con un reactor biológico de biomasa adherida diseñado con las mismas condiciones y parámetros. Además, se evidencia que un parámetro de diseño importante en el reactor biológico de biomasa adherida de medio móvil y que ha sido muy poco evaluado corresponde a la densidad de la biopelícula. El valor de este parámetro depende del material del medio de soporte a utilizar y este puede llegar a determinar la acción degradadora diferencial de contaminantes en el agua residual. Finalmente, y debido a que gran parte de la información introducida al simulador fue predeterminada por el modelo no fue posible comprobar que el reactor de biomasa adherida de medio móvil requiere menor volumen y área de tratamiento para tratar el mismo caudal de diseño que un reactor de biomasa suspendida. Al momento de correr la simulación se afectó negativamente la calidad del agua a la salida del reactor.

Typically, Gas stations generate wastewater that contain a high load of fats and oils, hydrocarbons, suspended solids, halogenated solvents, detergents, degreasers, fuel residues, special waxes and variable concentrations of metals. Studies have shown that the water quality of the wastewater produced by these gas stations do not fully comply with the maximum permissible values established by article 11 of resolution 631 of 2015. This circumstance imposed a Gas Station to implement not only a fat trap, as it is stipulated in Article 9 of Decree 1521 of 1998, but also to consider the construction of complex treatment systems that may have the capacity to cope with significant flow and pollutant concentration fluctuations. Therefore, the main objective of this project is to evaluate the behavior of a suspended biomass biological reactor and a mobile medium attached biomass biological reactor for the treatment of a Gas Station wastewater. To carry out the evaluation, first the waste water is characterized physically, chemically, and biologically. Second, the hydraulic design of the biological reactor of suspended biomass and of suspended biomass of mobile medium was elaborated. Third, a GPS-X (General Purpose Simulator, developed by the Canadian consulting company Hydromantis, Inc). is used to build two mathematical models: [1] a suspended biomass biological reactor (SBR), and [2] a moving medium adhered biomass biological reactor (MBRR). Simulation results indicate that the biological reactor of adhered biomass of mobile medium apparently have the ability to improve the characteristics of the water at the outlet of the reactor when it is compared to a biological reactor of adhered biomass designed with the same conditions and parameters. In addition, it is evident that an important design parameter in the biological reactor of biomass adhered to mobile medium is the density of the biofilm which has been very little studied. The value of this parameter depends on the support medium material type to be used and it may determine the degrading level of pollutants in the wastewater. Finally, and due to the fact that a large part of the information entered into the simulator was predetermined by the model, it was not possible to verify that the mobile medium adhered biomass reactor requires less volume and treatment area to treat the same design flow rate as a mobile medium reactor. suspended biomass. At the time of running the simulation, the quality of the water at the outlet of the reactor was negatively affected.