Reactores biológicos secuenciales (SBR): una tecnología versátil para el tratamiento de aguas residuales industriales
Los reactores biológicos secuenciales (SBR) son reactores discontinuos en los que el agua residual se mezcla con un lodo biológico en un medio aereado. El proceso combina en un mismo tanque reacción, aeración y clarificación. El empleo de un único tanque reduce sustancialmente la inversión necesaria. Otras ventajas de los SBR son la facilidad para el control de la operación, la buena flexibilidad ante fluctuaciones de caudal y concentración de las aguas residuales, y los buenos resultados obtenidos en el tratamiento de compuestos refractarios a los sistemas biológicos convencionales.
[Grupo de Procesos y Sistemas de Ingeniería Ambiental,
Universidad Autónoma de Madrid]
El tratamiento y reutilización de aguas residuales urbanas e industriales es una opción que viene tomando importancia en zonas de recursos hídricos escasos, lo que obliga a la mejora de las tecnologías de tratamiento. Las aguas residuales industriales tienen entre sus características habituales la presencia de contaminantes orgánicos resistentes a la degradación por vía química y tóxicos para el desarrollo de la actividad de los microorganismos en tratamientos biológicos convencionales. Este es el caso de contaminantes tales como compuestos aromáticos (fenoles y clorofenoles), plaguicidas clorados (PCB´s), aril y alquilsulfonatos (detergentes) e hidrocarburos lineales. Algunas tecnologías denominadas avanzadas se han dirigido a la utilización de procesos de oxidación química, los cuales permiten la mineralización de estos contaminantes a dióxido de carbono y agua o su transformación hacia otros productos de menor toxicidad que resulten más fácilmente biodegradables. En la Figura 1 se muestra el intervalo de aplicación de las diferentes tecnologías de tratamiento de aguas residuales dependiendo del caudal de tratamiento y de la carga orgánica. Se observa que los procesos de oxidación biológica resultan los más versátiles en el tratamiento de aguas residuales industriales, tanto en intervalo de caudal a tratar como en concentración de materia orgánica (hasta 600 ppm de carbono orgánico total).
Figura 1. Intervalo de aplicación de los diferentes procesos de oxidación de la materia orgánica.
Entre los sistemas de depuración biológica los reactores secuenciales de flujo discontinuo, en ingles sequencing batch reactors (SBR), son cada vez siendo más utilizados en el tratamiento y depuración de aguas residuales industriales. Un reactor discontinuo secuencial es un sistema de crecimiento suspendido en el que el agua residual se mezcla con un lodo biológico existente en un medio aereado. Es el único proceso biológico en el que se combina en un mismo tanque el proceso de reacción, aeración y clarificación. El sistema SBR consta de, al menos, cuatro procesos cíclicos: llenado, reacción, decantación y vaciado, tanto de efluente como de lodos, tal y como muestra la Figura 2. En la primera fase, llamada llenado estático, se introduce el agua residual al sistema bajo condiciones estáticas. El llenado puede ser dinámico si se produce durante el período de reacción. Durante la segunda fase del ciclo, el agua residual es mezclada mecánicamente para eliminar las posibles espumas superficiales y preparar a los microorganismos para recibir oxígeno. En esta segundo etapa (reacción) se inyecta aire al sistema. La etapa de reacción es un proceso cuyos resultados varían con su duración, y en la que el agua residual es continuamente mezclada y aereada, permitiendo que se produzca el proceso de degradación biológica. El tercer ciclo, llamado etapa de decantación, genera condiciones de reposo en todo el tanque para que los lodos puedan decantar. Durante la última fase, o fase de vaciado, el agua tratada es retirada del tanque mediante un sistema de eliminación de sobrenadante superficial. Finalmente, se puede purgar el lodo generado para mantener constante la concentración de éste.
Figura 2. Etapas de un ciclo de operación de un reactor SBR.
Los tiempos de retención y las cargas varían con cada reactor y dependen en gran medida de la carga de agua residual específica. Generalmente, un sistema SBR trabaja con un tiempo de retención hidráulico de 1 a 10 d y un tiempo de retención celular de 10 a 15 d. La concentración de sólidos en suspensión del licor mezcla (SSLM) se suele mantener entre 1.500 y 5.000 mg/L. El control general del proceso puede ser llevado a cabo automáticamente utilizando sensores o temporizadores.
Por su configuración y características los SBR presenta las siguientes ventajas y beneficios:
– Bajo requerimiento de espacio, debido a que se requiere un solo tanque para realizar todo el proceso.
– Menor coste que los sistemas convencionales de tratamiento biológico, como consecuencia de la menor necesidad de terreno y de la simplicidad de los equipos.
– Mejor control del crecimiento de organismos filamentosos y de problemas de decantación.
– Permite eliminación de nutrientes. Los sistemas SBR pueden ser utilizados para realizar un proceso completo de nitrificación–desnitrificación, así como para la eliminación de fósforo. Estos dos parámetros son los que suelen dar más problemas cuando se trabaja con tecnologías convencionales.
– Menor tiempo de control requerido.
– Gran flexibilidad de funcionamiento en función de la duración de los ciclos y del modo de operar.
– Fácil reconocimiento y corrección de los problemas de decantación.
– Versatilidad para trabajar con fluctuaciones de caudal y de concentración de materia orgánica.
– Capacidad para la adaptación de los microorganismos a efluentes con elevado contenido en sales.
Debido a esas ventajas las aplicaciones industriales de los reactores discontinuos secuenciales en la depuración de aguas residuales son muy variadas, siendo particularmente interesante en el tratamiento de corrientes de bajo caudal. Así, se han descrito aplicaciones con éxito para aguas residuales municipales, industria vinícola y destilerías, aguas procedentes de lixiviados de vertederos, industrias de curtidos, aguas residuales hipersalinas, industria papelera, industria láctea, aguas residuales de matadero e industria ganadera porcina, entre otras. Las aplicaciones más novedosas son las relacionadas con aguas residuales de la industria textil, de la industria azucarera y de la industria química (conteniendo compuestos fenólicos , BTX, TNT, etc.), habiéndose mostrado el potencial de los SBR en el tratamiento de aguas residuales industriales.
Me parece un proceso muy interesante y comodo en estos momentos estoy en investigaciones con A.R.I. EN EL CAMPO DE TINTORERIAS LES AGRADECERIA EN VIARME MAS INFORMACION
GRACIAS.
Muchos de sus comentarios están en relación con parámetros de diseño. A modo de resumen los valores mas empleados son:
Tiempo retención hidráulico: 1-10 d, puede reducirse incluso a 8-10 horas.
Tiempo medio de residencia ceular: 10-30 d
Concentración de sólidos en suspensión: 1500-10000 mg/L
Carga másica: 0,125-0,75 kg DQO/kg MLVSS*d
Carga volumétrica: 0,2-0,6 kg DQO/m3*d
Estos valores pueden verse modificados por la calidad de las aguas tratadas así como la del efluente a obtener. Deben ser revisados para cada caso particular.
Un saludo,
PD. Todo en la naturaleza trabaja por secuencias. La naturaleza es sabia.
Hola soy estudiante de la carrera de ingenieria ambietal, en la universidad Politecnica de Chiapas, con una doctora estamos realizando un proyecto sobre tratamiento de aguas y estamos buscando una empresa que nos ayude a construir el reactor sbr que vamos a utilizar. Espero puedan contestarme. Gracias
esto es mucho y no se entiende nada
En respuesta a Citlaly,
Existen muchas empresas especializadas en tecnología SBR. En España tenemos varias, pero las hay en todo el mundo. Seguro que encuentras alguna.
Suerte con tu búsqueda,
HOLA COMO VAN ESTARIA SUPER AGRADECIDO CON QUIEN ME ENVIARA INFORMACION SOBRE (SBR) SOBRE SUS DISEÑOS PARA ARI CON CAUDAL 40L/min. y parametros caracteristicos de procesos normales de tintoreria:DQO, DBO, poh, SAAM. CR, PB, CD, SST, GRASAS Y ACEITES
GRACIAS
Muy buenos días a todos y saludos a todos los de la UAM:
Algunos ya me conocéis bastante, pero para los que no…me llamo Alberto Suárez y realicé el doctorado sobre el tratamiento de aguas industriales contaminadas con compuestos fenólicos con reactores SBR.
Actualmente trabajo como técnico de proceso en una empresa dedicada a implantar, desarrollar, explotar y asesorar sobre este tipo de tecnología (SBR) y otros sistemas de depuración, sobretodo enfocado para el tratamiento de aguas residuales industriales. Además no es una empresa limitada sólo a España, sino que tiene plantas repartidas por todo el mundo. Trabajamos con muchos tipos de industrias distintos, como farmacéuticas, agroalimentarias, mataderos, industrias que tratan residuos peligrosos, lácteas, refinerías y petroleras,…
Mi intención no es dar publicidad a la empresa, os habréis fijado que no he dado el nombre, y tampoco es ese mi trabajo, ya que no soy comercial. Sobretodo pretendo dar soluciones y salidas para aquellas personas que están buscando implantar esta tecnología a nivel industrial, ya sea en España o en el extranjero.
Todos aquellos que estén interesados en ponerse en contacto conmigo, lo pueden hacer a través de mi correo: asuarezs@fcc.es
Un saludo.
HOLA BUENOS DIAS,
SOY ESTUDIANTE DE INGENIERIA BIOTECNOLOGICA DE LAUNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER, CUCUTA COLOMBIA.
ESTOY ELABORANDO MI PRACTICA Y EL PROYECTO ES SOBRE UN TRATAMIENTO PARA BAJAR LA CARGA CONTAMINANTE QUE PRESENTAN LAS AGUAS INDUSTRIALES DE TINTORERIA.
AGRADECERIA INFORMACION SOBRE ESTE TEMA YA QUE ES DE MUCHO INTERES Y ME PARACE MUY COMPLETO, QUISIERA CONOCER MAS INFORMACION
GRACIAS
Buenos días!!
Soy estudiante de Ingenieria química y estoy realizando el PFC. Me gustaría que me enviasen información sobre estos reactores, parámetros de diseño, factores a tener en cuenta y todo lo necesario y útil.
Muchas Gracias
Estimados amigos: He transitado un largo camino transformando efluentes y solo quiero aportarles mi conclusión de que la forma mas económica, simple y (obre todo) ecológica es la de SBRs continuado por una estabilización en estanque tipo tanque australiano.
De ser una carga orgánica simple de degradar (DBO 30 a 50% de la DQO), bastará con dar un tiempo de reaccion de 24 a 36 hs. El estanque a continuación al cual llamo "Pulmón" (ver mas detalles conceptuales en http://www.efluentes.com) rentendrá el efluente por 5 días para que el sol, Nitrógeno y Fosforó sea fitoplancton (algas unicelulares) que permitan un efluente final de excelente calidad para riego y al vez un rico en O2 liquido que puede recircularse al SBR en sedimentación para ayudar a la floculación.
Sin tantos detalles técnicos los invito a TRANSFORMAR con esta simple tecnológia los desechos en vida para la tierra. un abrazo
Necesito mayor informacion tecnica sobre este tipo de tratamiento y si actualmente existe en construccion o en funcionamiento plantas de tratamiento de este tipo con caudales mayores a 600 lts/seg
Soy un estudiante de la carrera de ingenieria ambiental y estoy aciendo mi pr actica en una empresa que tiene un sistema de tratamiento que consiste en 4 tanques SBR que tratan el agua de procedencia domestia.
Bueno mi pregunta es que ya el sitema esta colapsado y esta tratando mas agua de la que fue diseñada y descarga luego de pasar por todo el ciclo en malas condiciones…
en tal caso que solocion se pudera hacer
Hola soy Maria Larios, estudiante de la universidad de valencia, tengo que hacer un trabajo sobre el tratamiento de aguas por oxidaciones avanzadas y me gustaria saber si me podeis facilitar informacion sobre la puesta en marcha, control y mantenimiento de una depuradora que utilice esta tecnologia. Muchas gracias. Un saludo.
Hola
Actualmente laboro en una Central Ciclo Combinado, que utiliza como fuente abastecedora de Agua de la central una Planta de tratamiento de Agua residual (Municipal), en la cual contamos con la tecnologia SBR para el tratamiento de 330m3/h en promedio, apesar de que tenemos aproximadamente 6 años operando, seguimos teniendo mas dudas que respuestas. Estamos interesados en compartir nuestra experiencia, con el fin de retroalimentarnos de la vuestra. Adjunto mi correo electronico para cualquier duda o comentario. lgonzalez@unionfenosa.com.mx
Gracias
Luis Alberto
Por indicar:
1.-Minimo y maximo de caudal(descarga) que puede tratar este sistema.
2.-Costos de instalacion por m3
3.-Costos de Operacion por m3
4.-Costos de mantenimiento semanal/Mensual/anual
Saludos cordiales
Gracias
Elias
Estoy a punto de encargarme dela construccion de un reactor, de la obra civil, y queria conocer que problemas se podian presentar o algun consejo para mejorar la construccion, es un pileton de 1900 m3 de hormigon armado, gracias.
Estoy a punto de encargarme dela construccion de un reactor, de la obra civil, y queria conocer que problemas se podian presentar o algun consejo para mejorar la construccion, es un pileton de 1900 m3 de hormigon armado, gracias.
Hola, espero que puedas ayudarme.
Soy estudiante de Ingeniería Química, estoy buscando información para un trabajo sobre los SBR,me gustaría saber si podrias ayudarme facilitandome información acerca de ellos o algunas fuentes donde yo pueda encontrar una buena explicación de su funcionamiento,reaciones, aplicaciones o información en general.
Saludos
Muchas Gracias
favor enviar fotos de mecanismos y/o sistemas utilizados para el vaciado de los tanques; etapa final del ciclo característico de un reactor SBR.
Mi empresa Ecotech Systems representa en Colombia a PREMIERTECH ENVIRONMENT de Canadá, desarrolladores de la tecnologia SBR ECO BIOSEQUENCER que maneja diversos modelos de acuerdo a caudales y la necesidad (aguas domesticas, municipales, industriales, mixtas..). Cualquier información a través de mi correo electrónico ecopremier@gmail.com.
Por favor agradecere información sobre la aplicación de SBR para el tratamiento de efluentes de criaderos de cerdos. Necesito valores de DQO y DBO de entrada (efluente crudo) y salida (efluente tratado), asi como tiempos de retencion hidraulica dentro del SBR.
También necesito sugerencias sobre el pre-tratamiento necesario antes del SBR, para la reducción de sólidos.
Atte.
Carlos Moretuzzo
Necesito informacion sobre aplicacion de SBR en tratamiento de efluentes de criaderos de cerdos.
Valores de DQO, DBO y tiempos hidraulicos de retencion en el SBR.
Tambien sugerencias de pre-tratamiento para remocion de solidos.
Atte.
Carlos Moretuzzo
Necesito informacion sobre aplicacion de SBR en tratamiento de efluentes de criaderos de cerdos.
Valores de DQO, DBO y tiempos hidraulicos de retencion en el SBR.
Tambien sugerencias de pre-tratamiento para remocion de solidos.
Atte.
Carlos Moretuzzo
hola buenos dias saludos les escribo para ver si me pueden ayudar tengo un problema en los reactores SBR el lodo se resuspende y sale el agua fuera de norma se apresian unas nubes de lodo cuando esta en la fase de sedimentacion ante todo muchas gracias
Está interesante este tipo de plantas. Generalmente solo usamos los lodos activados convensionales, lagunas aireadas con recirculación y los UABS junto con lodos activados.
Por lo que leí, el espacio se optimiza, algo que cada día es más costoso en Panamá. Serían tan amable de facilitarme información sobre diseño y parámetros.
Saludos
Richard Villalobos
Estoy en pleno desarrollo de mi tesis (soy de Ing Quimica). Mi compañero adapto el SBR e utilizo de como medio de soporte Zeolita natural Chilena para nitrificación (con excelente resultados), por mi parte adapte el UASB en desnitrificación (con soporte Zeolita natural Chilena)
Pero queria saber datos de concentracion de N-NO (nitrogeno como nitrato) REALES de N de industrias pocinas, avicolas, vitivinicolas etc)porque aunque utilizo 350 N-NO3 mg/L E ido aumentando, quiero alcanzar la inhibicion y reventar el sistema 🙂 Para ello utilizo una alta relacion C/N y metanol como fuente de carbono.
Espero ayuda
Saludos
Hola para todos y todas,
Para los que preguntan sobre ecuaciones de diseño, les cuento que SBR es un nombre bonito y descrestador para reactores en Batch (por tandas o cochadas). Las ecuaciones las encuentran en el libro de Metcalf y en el de Romero.
Tambien estan en Internet, busquen cinetica de reactores en batch.
Os mando información sobre el Curso de Verano de la UAM organizado por la Sección Departamental de Ingeniería Química y dirigido por Víctor M. Monsalvo y Elena Díaz.
“HACIA EL CICLO INTEGRAL DEL AGUA”
18, 19 y 20 de julio
Residencia La Cristalera (Miraflores de la Sierra)
El curso cuenta con la participación de profesores de la Sección Departamental de Ingeniería Química de la UAM, de otras universidades (UCM, URJC, UAH) y personal de industrias relacionadas con el tratamiento de aguas.
Matrícula: La matrícula podrá realizarse hasta el 10 de julio o plazas agotadas en la Oficina de Actividades Culturales (Rectorado entreplanta 2ª) o mediante correo electrónico: actividades.culturales@uam.es.
Créditos: 2 créditos de libre configuración ó 1 ECTS.
Becas: se concederán diez becas completas (matrícula y alojamiento) o veinte medias becas (matrícula sin alojamiento), las cuales pueden solicitarse hasta el 10 de junio. Debe presentarse la solicitud, expediente académico oficial de los estudios, fotocopia del DNI o carné de estudiante y, en su caso, la fotocopia de la tarjeta del paro en la Oficina de Actividades Culturales.
Para más información, pueden ponerse en contacto con los directores (victor.monsalvo@uam.es, elena.diaz@uam.es), o bien visitar la siguiente página web: http://www.uam.es/cursosverano.
Reciban un cordial saludo,
Víctor Monsalvo
hola . soy estudiante de ingenieria ambietal en colombia y me gustaria una asesoria en el tema de reactores pus el deseo es relizar mi trabajo de grado en el tema reactores SBr en la evaluacion microbiologica del sistema de una unidad comvencional y otra modificada, en el momento tengo la oportunidad de construir los dos reactores a escala por un convenio conuna entidad gubernamental…
grasias…srwi
Buenos dias,tenemos una deperadora con sistema SBR en la cual no somos capaces de crear bacterias en el biologico y quisiera algun consejo o algo de documentacion para optimizar su rendimiento,sobre tiempos de trabajo del biologico,ect.De momento tenemos una gran colonia de filamentosa. Gracias.
Buenos días Javier.
Sería bueno que le agregaras algún nutriente que nos posibilite el mejor crecimiento y actividad de las bacterias. En algunos lugares donde están depositados los residuos orgánicos, quizá no exista una adecuada cantidad de alimento para que las bacterias puedan desarrollarse y hacer su trabajo, en esos casos es necesario introducir nuevas fuentes de alimento, a saber:
Vitaminas: Tiamina, riboflamina, niacina, piridoxina.
Minerales: Calcio, fósforo, potasio, hierro, cobre.
Aminoacidos: Arginina, lisina, triftofano, cistina.
Espero te ayude, si no tienes fuentes orgánicas (que son las ideales), usa de las comerciales. Puedes utilizar las 3 en pequeñas dósis.
Buenos dias,tenemos una depuradora para el agua de cocido del corcho con un fisico-quimico primero y un reactor biologico SBR el cual despues de la descarga nos queda el agua bastante turbia.si la dejamos reposar tras la descarga 24 horas si decanta la turbidez,pero esto creo que no es lo normal.dicho SBR tiene una capacidad de 12000 litros.me gustaria si algien supiera orientarme Cual seria su tiempo de trabajo? Gracias.
ES MUY IMPORTANTE ME AYUDEN CON MI PREGUNTA,,
EN LA EMPRESA PARA LA QUE LABORO,, EXISTE UN RECTOR BIOLOGICO,, EN LA CUAL TRABAJA CON LOS PARAMETROS Y INFORMACION DEL PROVEDOR SOLO QUE MI AGUA A TRATAR YA HA PASADO POR UN PROCESO FISICO-QUIMICO, DEL CUAL LLEGO A OBTENER BUENOS PARAMETROS.. MI PREGUNTA ES EL USO DEL RECTOR BIOLOGICO (SBR)ES SOLO PARA AGUAS RESIDUALES O INDUSTRIALES,???
ESPERO SUS COMENTARIOS GRACIAS..