Optimización de un reactor HRAP para la depuración de aguas residuales urbanas

Abstract

Se operó un reactor de microalgas tipo HRAP de 116,23 m3 durante 45 días, 12 en discontinuo (batch) y 33 alimentado en continuo con agua residual urbana pretratada. El principal objetivo perseguido fue estudiar la eliminación de nutrientes y la velocidad de crecimiento de los microorganismos (microalgas-bacterias). En el experimento se comprobó la importancia de la luz para este tipo de sistemas con un metabolismo fotosintético y su influencia en el resto de variables. Se ha llegado a la conclusión de que una sonda de pH y/o Oxígeno Disuelto (OD) en el reactor resultan herramientas muy útiles para llevar un seguimiento de la salud del cultivo y conocer la intensidad de la actividad fotosintética sin la necesidad de equipos ni medidas más específicas. Por otro lado, se determinó la velocidad de eliminación de nutrientes y la de crecimiento de biomasa, así como los tiempos hidráulicos de residencia mínimos (THR) a los que convendría operar para que no haya riesgo de lavado del reactor (2,7 ± 1,14 días), se elimine el nitrógeno hasta una concentración menor de 15 mg·L-1 (2,2 ± 0,76 días) y el fósforo por debajo de 2 mg·L-1 (2,36 ± 0,57 días). Sin embargo, no se ha conseguido ajustar un modelo que, con los datos obtenidos durante experimento en discontinuo, permita predecir el comportamiento en continuo. Durante todo el experimento la DQO se mantuvo por debajo de 125 mg·L-1 y el nitrógeno y el fósforo por debajo de 15 y 2 mg·L-1, respectivamente, por lo que este sistema de ficotratamiento con un consorcio microalgas-bacterias en un reactor HRAP se presenta como una alternativa para la depuración de aguas residuales urbanas económica y de bajo mantenimiento en municipios de pequeño tamaño.

A 116,23 m3 High Rate Algal Pond (HRAP) was operated during 45 days, 12 in batch mode and 33 being feeded by pretreated urban wastewater. The main target was to study the nutrient removal and the microorganisms’ growth rate. During the experiment the importance of the light for this kind of systems with a photosynthetic metabolism was corroborated and also its influence in the rest of variables. It has been concluded that a pH and/or a Dissolved Oxygen (DO) probe are very useful tools to monitor the health of the culture in the reactor and to know the intensity of the photosynthetic activity without the need of more specific equipments or measures. On the other hand, the rate of nutrient removal and biomass growth was defined, as well as the minimum hydraulic retention times (HRT) recommended to avoid culture washout (2,7 ± 1,14 days), achieve a nitrogen reduction up to 15 mg·L-1 (2,2 ± 0,76 days) and a phosphorous concentration under 2 mg·L-1 (2,36 ± 0,57 days). Although, it was not possible to adjust a model that, from the batch experiment data, could predict the continuous mode behaviour. During all the experiment COD was always lower than 125 mg·L-1 and nitrogen and phosphorous concentrations were under 15 and 2 mg·L-1, respectively. Given the results, Ficotreatment with a microalgae-bacteria consortia in a HRAP reactor come up as a remarkable alternative for urban wastewater treatment, being also economic and with a low maintenance need, suitable for small communities.