ZM9105 Equipos de formación en ingeniería de fluidos para procesos de lodos activados; equipos educativos; equipos de formación profesional.Planta piloto de tratamiento de aguas residuales por lodos activos: 1. Generalidades
La planta piloto de lodos activos permite estudiar y comprender el tratamiento de aguas residuales mediante este método.
Este tratamiento constituye una etapa intermedia entre los tratamientos físicos —como el cribado, el desarenado y la sedimentación primaria—
y la etapa final de esterilización y cloración en una estación depuradora de aguas residuales. Su objetivo es eliminar las sustancias orgánicas contaminantes
presentes en el agua residual tras los tratamientos físicos mencionados anteriormente.
La carga orgánica se mide en unidades de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno); el proceso también conlleva una eliminación parcial de la DQO
(Demanda Química de Oxígeno). El proceso de acondicionamiento tiene lugar en un tanque donde los microorganismos (bacterias, rotíferos, vorticelas, etc.) eliminan la carga orgánica;
estos microorganismos se cultivan en condiciones aerobias mediante la inyección de aire o, en ocasiones, de oxígeno puro.
Los microorganismos utilizan las sustancias contaminantes como alimento necesario para su reproducción y supervivencia. Esta masa de microorganismos presenta el aspecto
de lodo (o fango), de donde proviene el nombre del
proceso. Tras la fase de eliminación de contaminantes, es necesario separar el
agua clarificada del lodo, operación que se
realiza en el tanque de sedimentación (o decantador).
El agua clarificada fluye hacia el cuerpo receptor o hacia un tratamiento de esterilización,
mientras que una parte de los lodos activos se
recicla dentro del tanque de oxidación para estabilizar el proceso
de eliminación.
Esta planta piloto ha sido diseñada para permitir a los estudiantes aprender sobre todos los aspectos fluidodinámicos y fisicoquímicos que conlleva la implementación de un proceso de lodos activos.
La unidad cuenta con toda la instrumentación necesaria y está preparada para realizar ensayos que ayuden a comprender cuestiones avanzadas
derivadas de los conceptos modernos de las plantas de lodos activos, tales como:
1 el efecto de la agitación en el tanque de reacción;
el ahorro energético y la fiabilidad del sistema de recirculación de lodos mediante "air-lift" (elevación por aire);
el efecto de la concentración de oxígeno operativo en la eliminación y sedimentación de los lodos.
2. Composición
La planta piloto se compone de:
1 Planta básica (Código 944500)
Medidor de DBO (Demanda Biológica de Oxígeno) de 6 puestos (Código 994510); OPCIONAL
1 Frigotermostato para el equipo de DBO (Código 949104); OPCIONAL
Termorreactor para análisis de DQO (Código 949103); OPCIONAL
1 Compresor eléctrico con depósito de 24 l (Código 971227); OPCIONAL
1 Sistema automático de adquisición de datos SAD/IC130D compuesto por:
3. Descripción - Línea de aire
Se compone de:
un reductor estabilizador de presión;
2 controladores de caudal: uno para el tanque de oxidación y otro para la recirculación de lodos;
un conjunto de electroválvulas de servicio;
1 distribuidor/difusor de aire en el reactor;
un sistema "air-lift" (elevador por aire) para la recirculación de lodos desde el tanque de sedimentación. El circuito puede alimentarse mediante un compresor o una botella de oxígeno.
Línea de líquido - Consta de:
un tanque de preparación de alimentación con agitador;
1 bomba de alimentación volumétrica para estudiar la influencia de la dilución D (Q/V);
1 reactor cilíndrico de plexiglás para permitir el contacto entre las tres fases: gas/líquido/sólido;
1 tanque de sedimentación de plexiglás con sistema "air-lift".
Sistemas de control y regulación
La planta piloto de lodos activados IC130D proporciona:
control de la concentración de O2 disuelto en el tanque de oxidación mediante un elemento sensible y un medidor/indicador de O2;
regulador/actuador que actúa sobre el caudal de aire enviado al tanque;
control de la temperatura de la mezcla de alimentación;
control de la cantidad de lodos en el tanque de oxidación mediante recirculación de lodos accionada por un temporizador;
1 panel sinóptico luminoso para seguir el proceso en tiempo real.
Instrumentos de medición
La planta piloto está equipada con instrumentos para medir las magnitudes indicadas a continuación: caudales de aire enviados al tanque de oxidación y al tanque de sedimentación;
caudal y temperatura de alimentación de aguas residuales;
pH en el tanque de reacción;
cantidad de O2 disuelto.
Además, mediante operaciones sencillas es posible medir la cantidad de lodos recirculados y la cantidad de lodos purgados. La unidad también incluye el siguiente equipamiento:
un cono para determinar el porcentaje de lodos;
un juego de productos químicos para recrear un entorno favorable
para los cultivos bacterianos;
una cantidad de bacterias liofilizadas;
tiras reactivas para detectar el porcentaje de nitratos;
tiras reactivas para medir el pH.
4. Gama de experimentos
Determinación del efecto de depuración según el tiempo de retención hidráulica de la alimentación en el tanque de oxidación.
Determinación del efecto de depuración en función de la agitación.
Evaluación del efecto a diferentes concentraciones de O2 disuelto.
Determinación de la sedimentación de lodos variando la concentración de O2 de trabajo.
Influencia de la edad del fango (lodo).
Influencia del pH.
Eficiencia de la depuración según la temperatura.
Influencia del carbón activo en el proceso de depuración.
Ensayos utilizando O2 en lugar de aire.
5. Servicios requeridos
Suministro eléctrico: 220 V - 50/60 Hz - 3 kW | Suministro de aire comprimido: 800 l/h - 6 bar
Suministro de agua: 200 l/h - 2 bar.
6. Dimensiones y pesos
Dimensiones: con tanque de alimentación 2450 x 700 x 1700 (alto) mm | Peso neto: 270 kg
Componentes de la planta piloto
Haciendo referencia a la figura 1, la planta de tratamiento de aguas residuales por lodos activos IC130D consta de:
1.- tanque de alimentación con capacidad de 150 l
2.- agitador de velocidad fija - 100 rpm, 90 W
3.- indicador de nivel bajo
4.- válvula de corte de alimentación
5.- válvula de descarga de alimentación
6.- filtro de alimentación
7.- bomba dosificadora - capacidad 0-20 l/h
8.- amortiguador de 1,5 l
9.- válvula de venteo
10.- caudalímetro de alimentación (fondo de escala: 60 l/h) 11.- Válvula de activación del caudalímetro
12.- Válvula de lavado del caudalímetro
13.- Válvula de derivación (bypass)
14.- Lavado del caudalímetro
15.- Válvula de activación del caudalímetro
16.- Transductor de caudal de alimentación (*)
17.- Totalizador digital (*)
18.- Calentador de alimentación de 2000 W
19.- Tanque de reacción de oxidación (capacidad aprox. 35 l)
20.- Agitador de velocidad variable de 200 W
21.- Dispositivo de medición de pH
22.- Válvula de descarga del reactor
23.- Indicador-regulador digital de temperatura
24.- Indicador-regulador digital de oxígeno disuelto
25.- Caudalímetro de oxigenación (fondo de escala 500 l/h)
26.- Válvula de oxigenación
27.- Válvula de "air-lift" (elevación por aire)
28.- Caudalímetro de "air-lift" (fondo de escala 500 l/h)
29.- Temporizador digital para "air-lift"
30.- Reductor de presión de aire/oxígeno
31.- Válvula de descarga de fangos desactivados
32.- Temporizador digital para la descarga de fangos desactivados
33.- Recuperación de fangos mediante "air-lift"
34.- Descarga del reactor
35.- Tanque de sedimentación
36.- Tanque de recolección de fangos desactivados
37.- Descarga de agua clarificada
38.- Algunos componentes de la versión informatizada
39.- Consola y cuadro eléctrico
