Caracterización de columnas de burbuejo con recirculación interna para el tratamiento biológico de aguas residuales con microorganismos inmovilizados

Resumen

En la presente memoria se realiza la caracterización de un sistema de tratamiento biológico aerobio de aguas residuales con microorganismos inmovilizados en una columna de burbujeo con recirculación interna. La especial configuración del reactor empleado para el tratamiento biológico aerobio con microorganismos inmovilizados se debe a la presencia en el sistema de tres fases, gas-líquido-sólido, lo que requiere la caracterización fluidodinámica mediante un modelo fluidodinámico trifásico empleando para ello el modelo desarrollado por García Calvo y col. (1999). La necesidad de oxígeno por parte del sistema biológico implica la transferencia de materia en el reactor. Para su descripción se emplea el modelo de transferencia de materia desarrollado por Arranz (1993) que aplicado a régimen trifásico requiere una serie de modificaciones para tener en cuenta el efecto de la presencia de la fase sólida. En la presente memoria se ha desarrollado un modelo de transferencia de materia para el flujo trifásico en el que se considera la fase sólido-líquido como una fase pseudohomogénea con viscosidad y densidad aparente. La validez de este modelo se comprueba con la simulación de los datos experimentales y las simulaciones de datos de otros autores. La descripción del proceso de formación de biopelícula, con acetato y glucosa como fuetnes de carbono, se realiza mediante un modelo que emplea las ecuaciones de conservación de materia y energía, así como las ecuaciones cinéticas correspondientes al crecimiento de microorganismo (modelo cinético de doble dependencia de sustrato y oxígeno de Wanner y Gujer (1986)), consumo de sustrato y consumo de oxígeno. Por último, los estudios estequiométricos y cinéticos en la degradación de fenol, permiten desarrollar un modelo para el proceso de degradación de este compuesto mediante microorganismos inmovilizados.