Hay varios tipos de fuentes de carbono. Es importante elegir uno que se adapte a su proceso específico. No los agregues al azar. Seleccionar la fuente de carbono adecuada le evitará problemas más adelante.
I. ¿Por qué agregar fuentes de carbono?
El tratamiento de aguas residuales depende de microorganismos para degradar los contaminantes, especialmente en la desnitrificación y la eliminación de fósforo. Los microorganismos deben consumir carbono orgánico (DQO/DBO) para funcionar.
En pocas palabras: fuente de carbono="alimento" para los microorganismos.
1. Desnitrificación (la razón principal)
El nitrógeno nitrato (nitrógeno total) de las aguas residuales debe convertirse en gas nitrógeno mediante bacterias desnitrificantes para poder escapar.
Estas bacterias deben consumir carbono orgánico. Una cantidad insuficiente de carbono en el afluente provocará un exceso de nitrógeno total.
2. Eliminación biológica de fósforo
Las bacterias que acumulan fósforo requieren fuentes de carbono para liberar fósforo durante la etapa anaeróbica. Una cantidad insuficiente de carbono da como resultado una eliminación deficiente del fósforo y un exceso de fósforo total.
3. Mantenimiento de la actividad del sistema biológico
La insuficiencia de materia orgánica afluente (p. ej., efluentes municipales, agua tratada industrial, tanques de tratamiento biológico post-tratamiento) provoca la muerte de microorganismos, lodos sueltos, una sedimentación deficiente y una capacidad de tratamiento reducida.
II. ¿Cuándo es necesaria la adición de fuentes de carbono?
La suplementación con carbono generalmente es necesaria si se cumple alguna de las siguientes condiciones:
1. Baja relación C/N del afluente (bajo contenido de carbono, alto contenido de nitrógeno), que se observa comúnmente en aguas residuales químicas, efluentes de lixiviados de vertederos, aguas residuales de mataderos/ganado y aguas residuales municipales de baja-concentración.
2. Superar continuamente los estándares de nitrógeno total y fósforo total en el efluente.
3. OD excesivamente alto en el tanque de tratamiento biológico, lodos blanquecinos, baja tasa de sedimentación y baja biomasa microbiana.
4. Procesos: procesos de desnitrificación post-tratamiento como AO, A²/O, MBR, filtros de desnitrificación y filtros de lecho profundo-.
Fuentes de carbono comunes: acetato de sodio, glucosa, metanol, fuentes de carbono compuestas, etanol industrial, etc.
III. Cómo lograr la eliminación de las fuentes de carbono sin fuentes de carbono externas
Enfoque: Utilizar fuentes de carbono existentes dentro del sistema, o complementar con carbono nativo, para reemplazar las fuentes de carbono compradas.
1. Priorizar la utilización de fuentes de carbono en las aguas residuales (más rentable-eficaz)
• Optimizar la distribución de afluentes: priorizar la alimentación de aguas residuales con alto contenido de DQO-(concentrado de producción, aguas residuales de limpieza y aguas residuales de alcantarillado) en la zona anaeróbica/anóxica para la desnitrificación y la eliminación de fósforo.
• Acortar la retención aeróbica: evitar agotar todo el carbono orgánico en la zona aeróbica; reservar algo de carbono para la desnitrificación en la zona anóxica.
• Reducir la aireación-frontal: mantenga el oxígeno disuelto (OD) en el tanque aeróbico por debajo de un nivel alto (controle 1-2 mg/L) para evitar que la fuente de carbono se oxide y se consuma innecesariamente.
2. Reutilización de lodos/fuentes de carbono en el sistema- (solución principal)
• Hidrólisis y acidificación de lodos: introduzca el exceso de lodo y el lodo primario en un tanque de hidrólisis para romper las paredes y liberar ácidos grasos volátiles (AGV), que son carbono endógeno de alta-calidad y luego se devuelven a la zona anóxica.
• Retorno de lodos de sedimentación primaria: Los lodos del tanque de sedimentación primaria contienen una gran cantidad de carbono del agua cruda y se devuelven a la zona anaeróbica/anóxica aguas arriba.
• Mejora de la eficiencia del tanque de acidificación por hidrólisis: la hidrólisis mejorada descompone las moléculas orgánicas grandes en moléculas de carbono más pequeñas y fácilmente disponibles.
3. Modificación del proceso (abordar la deficiencia de carbono en su origen)
• Ajuste de la zonificación del proceso: Asegurar que la zona anóxica preceda a la zona aeróbica (estándar AO/A²/O), priorizando el carbono para la desnitrificación.
• Eliminar la pre-aireación excesiva para evitar el agotamiento de la fuente de carbono aguas arriba.
• Aguas residuales con alto-nitrógeno y bajo-carbono: agregue pre-desnitrificación para maximizar la utilización del carbono del agua cruda.
4. Introducir carbono nativo económico (excluyendo fuentes de carbono comerciales compradas)
Utilizar residuos-de propiedad vegetal como sustitutos de fuentes comerciales de carbono: utilice únicamente recursos adecuados para sus necesidades específicas; Evite el uso indiscriminado y siempre realice pruebas-a pequeña escala antes de utilizar los recursos disponibles.
• Aguas residuales orgánicas de alta-concentración de la planta, como desechos de cocina, residuos de cáscaras de frutas, granos de destilería, aguas residuales de almidón y líquidos residuales del procesamiento de frutas y verduras.
• Aguas residuales provenientes de la limpieza de plantas, lavado de pisos y líquidos residuales a base de jarabe/almidón-.
Estos se consideran utilización de residuos y no "adición de fuentes comerciales de carbono".
5. Control refinado de los parámetros operativos
• Controlar la relación de retorno: Gestionar adecuadamente el retorno del licor de nitrificación y el retorno de lodos para asegurar un contacto suficiente entre el carbono y el nitrógeno.
• Control de MLSS (Concentración de lodos de cal mixta): haga coincidir el volumen de lodos con la carga; evitar aumentar ciegamente la concentración para competir por el carbono.
• Gestión de la descarga de lodos: evite la descarga excesiva de lodos del sistema de eliminación de fósforo para garantizar el metabolismo normal de las bacterias que acumulan polifosfato-.
Adición de carbono=Carbono orgánico insuficiente en el agua cruda; Los microorganismos carecen de alimento, lo que dificulta la eliminación de nitrógeno y fósforo.
Para evitar agregar fuentes externas de carbono: Priorizar la reducción de residuos (minimizar los residuos de carbono) + aprovechar el potencial (reutilización de lodos/concentrados) + ajustes de proceso, utilizando la fuente de carbono propia del sistema como respaldo.