Los digestores anaeróbicos (un término general para reactores anaeróbicos como UASB, IC y EGSB) dependen de microorganismos anaeróbicos (metanógenos y acidificantes) para descomponer la materia orgánica en las aguas residuales en un ambiente libre de oxígeno-. Este es un proceso central para el tratamiento de aguas residuales de alta-concentración.
I. Funciones básicas
1. Degradar la DQO de alta-concentración, reducir significativamente los contaminantes: las aguas residuales orgánicas de alta-concentración de mataderos, plantas de procesamiento de alimentos, cervecerías, granjas ganaderas y establecimientos de catering a menudo tienen una DQO afluente de decenas de miles de mg/L. Las moléculas orgánicas grandes experimentan una reacción anaeróbica de tres-pasos:
1) Hidrólisis y acidificación: las moléculas orgánicas grandes se descomponen en ácidos orgánicos más pequeños;
2) Producción de Hidrógeno y Ácido Acético;
3) Metanogénesis: el ácido acético se convierte en metano (biogás). En las industrias de teñido, impresión y química, la etapa anaeróbica puede eliminar entre el 60% y el 85% de la DQO de las aguas residuales de alta-concentración, lo que reduce significativamente la carga bioquímica aeróbica posterior y ahorra energía de aireación.
2. Eliminación de sulfato y algo de nitrógeno amoniacal (pequeña cantidad)
El sulfato en las aguas residuales se reduce a sulfuro de hidrógeno mediante bacterias reductoras de sulfato-; El nitrógeno orgánico sufre amonificación, convirtiéndolo en nitrógeno amoniacal. Los procesos anaeróbicos no pueden eliminar el nitrógeno, por lo que el nitrógeno total permanece esencialmente sin cambios, pero los niveles de nitrógeno amoniacal aumentarán, lo que requerirá procesos posteriores de nitrificación y desnitrificación.
3. Reducción de lodos y recuperación de recursos de biogás
El proceso anaeróbico produce significativamente menos lodo que el proceso aeróbico; genera biogás (entre un 50% y un 70% de contenido de metano), que puede quemarse para generar energía y calefacción, logrando así la recuperación de energía.
4. Biodegradabilidad mejorada de las aguas residuales
Parte de la materia orgánica macromolecular recalcitrante sufre hidrólisis y acidificación, lo que da como resultado la escisión de la cadena y una relación B/C mejorada, lo que conduce a mejores resultados de tratamiento en tanques aeróbicos posteriores.
II. División de funciones del proceso típico en un digestor anaeróbico
Flujo de aguas residuales: Tanque de ecualización → Digestor anaeróbico → Tanque anóxico → Tanque aeróbico → Tanque de sedimentación secundario
1. El digestor anaeróbico elimina la mayoría de los contaminantes orgánicos en la parte frontal, reduciendo la carga;
2. El tanque aeróbico elimina profundamente la DQO residual y simultáneamente elimina el nitrógeno amoniacal mediante nitrificación;
3. La etapa anaeróbica no puede completar la eliminación total del nitrógeno; La eliminación total del nitrógeno depende de la desnitrificación anóxica posterior.
III. Puntos clave para la operación-in situ
1. Controlar estrictamente el oxígeno disuelto (DO); el tanque debe estar libre de oxígeno, ya que esto inhibirá las bacterias metanogénicas;
2. Controlar el pH del afluente a 6,5–7,8; la acidificación excesiva provocará un aumento de los AGV de los efluentes y el colapso del sistema;
3. Temperatura adecuada: alrededor de 35 grados (mesotrópica); las bajas temperaturas reducirán significativamente la eficiencia del tratamiento;
4. El afluente no debe contener grandes cantidades de sulfuros, metales pesados o inhibidores tóxicos, ya que dañarán las bacterias.
Los digestores anaeróbicos son esencialmente "unidades de tratamiento primario" para aguas residuales, diseñadas específicamente para procesar altas concentraciones de contaminantes orgánicos, producir biogás y reducir la presión en los tanques aeróbicos aguas abajo; sin embargo, no tienen la capacidad de eliminar el nitrógeno o el fósforo total y no pueden usarse como tratamiento independiente-al final-.
