THE DARWIN MISSION
7.4 Analysis Initial Set-up
sustrato
Y
DQOb
Diagrama de funcionamientoA.3. Medidas y Ensayos
Los principales ensayos y medidas que se pueden llevar a cabo de forma automática con este analizador son las siguientes:
Rs (mg/l.h) Tasa de Respiración = Velocidad de consumo de oxígeno.
Rsp (mg/g.h) Tasa Específica de Respiración = Actividad Biológica.
OC (mg/l) Oxígeno consumido en la metabolización del sustrato.
DQOb (mg/l) Demanda de Oxígeno de la fracción biodegradable.
OUR (mg/l.h) Tasa de Consumo de Oxígeno en el Licor-Mezcla.
SOUR (mg/g.h) Tasa Específica de Consumo de Oxígeno en el Licor-Mezcla.
Por otro lado, en lo que se refiere a la correlación que pueda existir entre la DQOb y un parámetro proporcional S, como pueda ser la DBO5, una vez calibrado, por medio de un algoritmo, el programa lleva a cabo el cálculo correspondiente.
A.4. Descripción de las Medidas y Ensayos
Los principales ensayos y medidas que se pueden llevar a cabo de forma automática con el BM-T son las siguientes:
A.4.1. Modo estático
Realiza una sola medida de tasa de respiración del licor mezcla, bajo las variantes de OUR & SOUR.
OUR (mg O2/l.h) Tasa de Consumo de Oxígeno en el Licor-Mezcla.
SOUR (mg O2/g.h) OUR específico.
A.4.2. Modo Cíclico
De forma automática realiza secuencialmente una serie de medidas OUR & SOUR a lo largo del tiempo, mediante la fijación previa de una ventana de trabajo delimitada por dos valores (alto y bajo) de oxígeno disuelto.
Respirograma en Modo Cíclico
A.4.3. Modo dinámico
Ensayo continuado de la medida de la tasa de respiración dinámica Rs, con posibilidad de completar un ciclo de oxidación del sustrato. La integración de valores de Rs nos determina el oxígeno acumulado OC, y su relación con Y (índice de crecimiento de la biomasa) nos calcula la DQOb.
Rs (mg O2/l.h) Tasa de Respiración dinámica.
Rsp (mg O2/g.h) Rs específico.
CO (mg O2/l) Demanda de Oxígeno del Sustrato.
A.5. Tipos de OUR & SOUR
Dependiendo del agua residual y punto de muestreo podemos distinguir los siguientes OUR y SOUR.
FED OUR & SOUR: Valoración del OUR y SOUR de la entrada al reactor biológico.
En el primer paso del ensayo, la aireación se ajustará al 90% y la velocidad de la bomba se podrá a 3.
Si el caso lo requiere, también se puede obtener el licor-mezcla con mezcla equivalente a caudales entre agua residual influente y fango de recirculación (pero no es aconsejable)
UNFED OUR & SOUR: Valoración del OUR y SOUR en salida de reactor
Se puede obtener directamente del licor-mezcla de salida de reactor, o por mezcla de agua efluente con fango de recirculación con mezcla equivalente a caudales.
OUR end & SOUR end: Valoración del OUR y SOUR de un fango en respiración
endógena.
OURs & SOURs: OUR y SOUR correspondientes a la oxidación del sustrato. Se obtiene
por la diferencia entre el FED y el end. SOURs = FED SOUR - SOURend
A.6. Tipos de R
El ensayo R puede tener las siguientes orientaciones:
Análisis Cualitativo: Valoración individual o comparativa de la trayectoria de los valores
Rs y Rsp: Actividad Biológica, Detección de Nitrificación Toxicidad, …
Análisis Cuantitativo: Determinación de OC, Determinación de la DQOb
A.7. Descripción del Parámetro OC y DQOb
OC (mg O2/l): Consumo de Oxígeno
Se obtiene por integración de los valores Rs medidos en continuo.
DQOb (mg O2/l): Fracción Biodegradable de la DQO
Se obtiene a partir del CO con intervención de Y (Índice de crecimiento de la biomasa heterótrofa) Fue nte de Carbón Orgánico Re spiración Compue stos Oxidados
Cre cimie nto Biomasa Y Otros Nutrie nte s Re spiración Endóge na Kd decadencia Biomasa Productos Re siduale s aceptor de electrón DQOb DQOb*Y OC = DQOb - DQOb*Y
Respirograma para la determinación de OC y DQOb
DQOb = OC / (1-Yh)
Yh: Indice de crecimeinto de la biomasa heterótrofa
Además de un amplio abanico de aplicaciones, por medio de la DQOb se pueden obtener un perfil del fraccionamiento de la DQO.
A.8. Calibración y Validación del Sistema de Medida
Solamente el modo dinámico necesita calibración para que el parámetro OC se mida con exactitud.
El BM-T está dotado de un sistema automático de calibración basado en la demanda estequiométrica de un compuesto estándar: sulfito sódico.
De este modo el consumo de oxígeno (OC = 126 mg/l) resultante de un ensayo dinámico realizado con el sulfito nos calcularía el factor k correspondiente.
A.9. Aplicaciones
Pulso al Proceso de Depuración
Valoración del OUR del final del proceso (UNFED OUR) y su relación con el OUR del inicio.
Requerimiento de Oxígeno
Desde los mismos ensayos utilizados para tomar el pulso al proceso.
Fracción Biodegradable de la DQO
Cálculo del coeficiente de crecimiento de la biomasa heterótrofa (Yh). Determinación automática de la fracción biodegradable de la DQO a oxidar por el fango activo (DQOb)
Parámetros Operativos
Volumen (V), Carga másica (F/M), Edad del Fango (Θ) y Tasa de Recirculación del fango (RR). Con ello podemos establecer una prevención efectiva de fenómenos tipo bulking & foaming y llevar un control de las condiciones biológicas del tratamiento biológico.
Capacidad de Nitrificación y Edad del fango Mínima para el proceso
Tasa de Nitrificación (Rn), Tasa Específica de la Nitrificación (AUR), Tiempo necesario para la eliminación del Amonio, y Edad del Fango mínima (Θn) para que el proceso tenga lugar.
Desnitrificación
A partir de la la fracción fácilmente biodegradable de la DQO (DQOrb), podemos conocer la concentración de nitratos que el proceso es capaz de desnitrificar
Toxicidad referida al fango activo
Por comparación de tasas de respiración actuales con una mezcla preparada con un compuesto estándar y un criterio especifico de toxicidad / inhibición.
Parámetros Cinéticos
a, b, Yh, Yobs, Ys, kd, …
Otros
El respirómetro BM-T es un sistema abierto y, como tal, admite todo tipo de combinaciones para dar paso a un sin fin de aplicaciones: Seguimiento de la actividad biológica - Dosificación de cloro para eliminación de filamentosas - Cálculo de la adición compuestos activadores del proceso – etc.
A.10. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DEL RESPIRÓMETRO BM-T
Función: Medida de tasas de respiración: OUR & SOUR y Rs & Rsp Determinación del CO (Consumo de Oxígeno) y DQOb (fracción biodegradable de la DQO)
Modos de trabajo Estático, Cíclico y Dinámico, en combinación con programa específico en PC adaptado al sistema.
Temperatura de trabajo Entre 0 y 60º C, por adaptación a la unidad termostática
externa.
Funcionamiento Estático: A partir de un licor-mezcla del reactor biológico de la planta, se lleva a cabo una medida de OUR & SOUR en el tiempo y tramo seleccionado en el respirograma gráfico. Cíclico: Serie de medidas secuénciales de OUR & SOUR entre los límites de oxígeno disuelto programados.
Dinámico: Sistema batch de circuito cerrado, por medio de la fijación de una línea base a partir de un fango activo en fase endógena y un pequeño volumen de muestra a analizar. En el respirograma se representan las tasas de respiración (Rs) de forma continua que permiten las medidas simultáneas de Rs, OC y DQOb. De este modo se nos permite analizar la evolución de los valores a lo largo del tiempo como fiel reflejo de la oxidación del sustrato en el fango activo.
Rangos Tasa de Respiración: de 3 a 700 mg O2/l.h OC: de 5 a 200.000 mg/l
DQOb: de 5 a 340.000 mg O2/l
Aplicación Toxicidad relativa a la actividad del fango: 0 – 100% (cálculo manual)
Salidas Serie USB / RS232 al PC
Display Pantalla LCD del controlador del sensor de oxígeno y pantalla del PC.
Alimentación eléctrica 230 VCA (115 VCA, bajo demanda)
Potencia 150 W (sin contabilizar la unidad termostática)
Validación & Calibración Por reacción de compuesto estándar químico con oxígeno
disuelto en agua destilada y reajuste del consumo de oxígeno conocido por estequiometría.
Medidores opcionales Al reactor del respirómetro se le puede adaptar un medidor de pH o MLSS (otros, consultar)
Carácter Transportable El analizador puede trasladarse en un cofre de aluminio