Tractament a les aigües residuals anaeròbiques: procés, etapes i disseny del sistema
Què és el tractament a les aigües residuals anaeròbiques?
El tractament a les aigües residuals anaeròbiques utilitza microbis avers a l’oxigen per descompondre contaminants orgànics sense requerir l’aeració. Aquest procés biològic eficient energèticament es produeix en bioreactors segellats que mantenen estrictes condicions lliures d’oxigen, cosa que el fa ideal per a efluents industrials d’alta resistència.
Mecanisme bàsic: biodegradació en dues fases
Fase de l’acidogènesi (formació d’àcids)
Els bacteris acidogènics anaeròbics hidrolitzen la matèria orgànica complexa (greixos, proteïnes, hidrats de carboni)
Converteix els contaminants en àcids grassos volàtils de cadena curta (VFAs) com l’àcid acètic, propionic i butíric
Fase de metanogènesi (producció de gas)
Acetogènesi: Els microbis especialitzats transformen els VFA en acetat, hidrogen (H₂) i diòxid de carboni (CO₂)
Síntesi de metà: Archaea metanogènic consumeix acetat i h₂\/co₂ per produir metà (ch₄) - 65-70% de biogàs - i residual co₂
Valorització i sortides de subproductes
Recol·lecció de biogàs: El gas ric en ch₄ (500-700 btu\/ft³) es captura per a la generació d'energia al lloc (calor\/electricitat)
Efluent tractat: Reduït COD\/BOD (60-90% Eliminació) flueix a l'aigua al tractament secundari o a la descàrrega segura
Biosòlids rics en nutrients: El subproducte del digestat serveix com a fertilitzant agrícola després de l'estabilització
Configuració del sistema per a necessitats industrials
- Sistemes d'una sola etapa: Acidogènesi + metanogènesi en un reactor: rendible per a les aigües residuals de força moderada
- Sistemes de diverses etapes: Dipòsits d'acidificació separats i reactors de metà: optimitza el control de pH\/temperatura per a efluents complexos
- Dissenys híbrids: Combina UASB (manta de fangs anaeròbics UPFlow) o EGSB (llit de fangs granulars expandits) amb els reactors post-tractament
Aplicacions i avantatges clau
- Processos aigües residuals amb 1.500–50, 000 mg\/L COD (aliments, begudes, farmacèutica, indústries químiques)
- Costos operatius més baixos del 40% i sistemes aeròbics a causa de les necessitats d’aire zero
- El 85% de la producció de fangs més petita redueix les despeses d’eliminació
- Habilita instal·lacions positives energètiques mitjançant cogeneració de biogàs
