Tratamiento de líquidos cloacales pre-sedimentados en un reactor UASB (reactor anaeróbico de flujo ascendente y manto de lodos) en regiones subtropicales

Abstract

En el presente trabajo se describe un año de operación de un reactor UASB (Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente y Manto de Lodos) a escala piloto (500 L) para el tratamiento de líquidos cloacales pre-sedimentados. La sedimentación de sólidos tuvo lugar en un sedimentador primario convencional. El sistema opera desde 1995 en la ciudad de Salta, Argentina, y es la primera experiencia de tratamiento anaeróbico de líquidos cloacales en el país. El clima de la región es definido como subtropical con estación seca con una temperatura media ambiente de 16,5°C. Lodo cloacal digerido fue utilizado como inóculo. Un manto de lodo anaeróbico granular se desarrolló en el reactor. La temperatura media del influente fue 21ºC. La concentración media en el líquido cloacal crudo y en el influente del reactor fue de 228 y 152 mgDQO/L (DQO = Demanda Química de Oxígeno), respectivamente. El reactor UASB removió más del 50% de la DQO del líquido cloacal presedimentado. Una eficiencia de remoción de DQO de 68% se alcanzó en el sistema considerado (Sedimentador Primario + Reactor UASB). La concentración del efluente del reactor fue de 72 mgDQO/L, cumpliendo satisfactoriamente con las normas propuestas de volcamiento para la ciudad de Salta (125 mgDQO/L). Se evaluó el efecto del Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) sobre la eficiencia de remoción de materia orgánica, como DQO. Se aplicaron 5 distintos TRH: 3, 4.4, 6, 7 y 9 h. El tiempo mínimo de aplicación de cada TRH fue de 30 días, a los efectos de asegurar condiciones de estado estacionario. La máxima remoción de DQO alcanzada fue de 63% para un TRH de 6 h. La actividad metanogénica específica promedio del manto de lodo fue 0.11 gDQO-CH4/gSSV.d (gramos de CH4 producido expresado como DQO, por gramo de Sólidos Suspendidos Volátiles del lodo, por día). El sistema de tratamiento estudiado o, eventualmente, un sistema de dos UASB en serie podría ser una buena alternativa para el tratamiento de líquidos cloacales en condiciones de temperatura moderada.

One year operation of a 500 L pilot-scale UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) reactor treating pre-settled sewage is described. Settling was provided by a conventional primary sedimentation tank. The system is operating since 1995 in the city of Salta, Argentina, being the first experience on anaerobic sewage treatment in the country. The climate in the region is defined as subtropical with a dry season. Mean annual ambient temperature is 16.5°C. Mean influent temperature was 21.6ºC. Digested sewage sludge was used as inoculum, and a granular sludge bed developed in the reactor. Chemical Oxygen Demand (COD) concentration in raw and pre-settled sewage averaged 228 and 152 mgCOD/L, respectively. The reactor removed more than 50% of the COD from pre-settled sewage. A COD removal efficiency of 68% was achieved in the whole system (Primary Settler + UASB reactor). The effluent, with a concentration of 72 mgCOD/L, consistently met local proposed COD discharge standards (125 mgCOD/L). The mean sludge specific methanogenic activity (SMA) was 0.11 gCH4-COD/gVSS.d (grams of produced CH4 expressed as COD, per gram of Volatile Suspended Solids of the sludge, per day). The effect of the Hidraulic Retention time (HRT) on the COD removal efficiency was assessed. Five HRT´s were tested: 3, 4.4, 6, 7 and 9 h. Each HRT was applied for at least one month to ensure steady state conditions. Maximum COD removal of 63% was achieved at an HRT of 6 h. The studied treatment system or, eventually, two UASB reactors in series, could be a good alternative for sewage treatment under moderate temperature conditions.