Si bien la tecnología SBR tradicional ofrece muchas ventajas, tiene limitaciones en aplicaciones de ingeniería a gran escala, afluentes continuos y efluentes continuos. Por ello, investigadores e ingenieros han desarrollado una serie de procesos SBR mejorados para adaptarse mejor a las diferentes necesidades de tratamiento de aguas residuales. Este artículo presenta sistemáticamente cinco procesos SBR principales mejorados.
I. Proceso ICEAS – Sistema de aireación extendida cíclica intermitente
ICEAS (Sistema de aireación extendida cíclica intermitente)
Características del proceso: se agrega una zona de pre-reacción (también llamada zona de selección) al extremo del afluente del SBR tradicional, cambiando el modo de operación de afluente intermitente a afluente continuo y efluente intermitente.
Mejoras: la zona de pre-reacción mejora efectivamente el rendimiento de la sedimentación de lodos y el modo de afluencia continua es más adecuado para escenarios de tratamiento con grandes volúmenes de agua.
Principales desventajas:
(1) El tiempo de retención hidráulica es relativamente largo y es necesario mejorar la eficiencia del tratamiento;
(2) El proceso de sedimentación se ve afectado por un afluente continuo, que puede causar fácilmente interferencia hidráulica; por lo tanto, el volumen del afluente no debe ser demasiado grande.
II. Proceso CAST – Tecnología de lodos activados cíclicamente
CAST (Tecnología de Lodos Activados Cíclicos)
El proceso CAST, también conocido como CASS o CASP, es uno de los procesos SBR modificados más utilizados.
Características estructurales: El reactor se divide en tres zonas funcionales:
(1) Zona Biológica Selectiva (condiciones anaeróbicas o anaeróbicas facultativas);
(2) Zona anaeróbica facultativa;
(3) Zona Aeróbica.
Mecanismo operativo: Durante las etapas de afluencia y aireación, el lodo de la zona aeróbica se devuelve a la zona biológica selectiva, utilizándolo completamente para mejorar el rendimiento de sedimentación del lodo. La zona anaeróbica facultativa actúa como amortiguador de la calidad y cantidad del agua afluente.
Principales ventajas: La zona biológica selectiva inhibe eficazmente la acumulación de lodos, mejora la estabilidad del sistema y mejora significativamente el rendimiento de la sedimentación de lodos.
III. DAT-Proceso IAT: aireación continua-Proceso en serie de aireación intermitente
DAT-IAT (tanque de aireación a demanda - tanque de aireación intermitente)
Composición del Proceso: Consta de dos partes conectadas en serie: un DAT (Tanque de Aireación Continua) y un IAT (Tanque de Aireación Intermitente).
Mecanismo de funcionamiento: El agua fluye continuamente. Las aguas residuales ingresan primero al tanque DAT para un tratamiento biológico preliminar, luego fluyen al tanque IAT, donde se completan secuencialmente la aireación, sedimentación, drenaje y eliminación del exceso de lodo. Una porción del exceso de lodo del tanque IAT se devuelve al tanque DAT.
Principales ventajas:
(1) Alta resistencia a cargas de choque;
(2) Alta tasa de utilización del tanque de reacción;
(3) Gran adaptabilidad, operación simple y baja inversión en infraestructura.
IV. Proceso UNITANK – Sistema Integrado de Lodos Activados
UNITANK (Tanque Unificado)
Características del proceso: El sistema consta de tres corredores interconectados, cada uno equipado con un sistema de soplado o aireación superficial y un sistema de mezcla.
Mecanismo Operativo: Los tres corredores funcionan alternativamente como tanques de aireación y tanques de sedimentación en ambos extremos. El sistema logra un afluente continuo y un efluente continuo. Aunque la operación general es continua, los tanques individuales funcionan de manera relativamente intermitente con el afluente y el efluente.
Ventaja principal: al alternar el funcionamiento de varios tanques, resuelve el problema del afluente y el efluente continuos en los SBR tradicionales, lo que los hace especialmente adecuados para proyectos de tratamiento de aguas residuales a gran-escala que requieren un efluente continuo.
V. Proceso MSBR – Reactor por lotes de secuenciación modificado
MSBR (reactor por lotes de secuenciación modificado)
Características del proceso: Emplea un diseño de un solo-tanque y de múltiples-compartimentos para lograr un funcionamiento continuo a un nivel de agua constante.
Composición Estructural: Incluye un tanque anaeróbico, un tanque anóxico, un tanque aeróbico y dos tanques SBR (un tanque de reacción y un tanque de efluentes).
Mecanismo operativo: La recirculación del licor mezclado ocurre en el tanque aeróbico y el afluente continúa incluso durante la etapa de efluente, logrando un modo de operación de afluente y efluente verdaderamente continuo.
Ventaja principal: La excelente eficiencia de eliminación de nitrógeno y fósforo y el funcionamiento con nivel de agua constante evitan el problema de pérdida de carga causado por las fluctuaciones del nivel de agua en los SBR tradicionales.
VI. Resumen de procesos mejorados
Los cinco procesos SBR mejorados mencionados anteriormente tienen cada uno su propio enfoque:
ICEAS: logra un influjo continuo a través de una zona de pre-reacción, adecuada para operaciones de pequeña y mediana-escala;
CAST – Mejora el rendimiento de la sedimentación de lodos a través de una zona de selección biológica, la más utilizada;
DAT-IAT: mejora la resistencia a cargas de impacto y la utilización del tanque a través de una conexión en serie de doble-tanque;
UNITANK: logra un afluente y un efluente continuos mediante la operación alterna de múltiples tanques;
MSBR: tanque único con múltiples compartimentos, funcionamiento con nivel de agua constante, mejor para la eliminación de nitrógeno y fósforo.
La aparición de estos procesos mejorados ha hecho que el sistema de tecnología SBR sea más completo, capaz de adaptarse a diversas necesidades de tratamiento de aguas residuales desde pequeña hasta gran escala, desde simples hasta complejas.