Fase Aerobia

4.1.2.1 Sistema de Aireación

En general, el sistema de aireación funcionó bien durante el marco del proyecto. Desventajoso se mostraron el empleo de difusores de acuario de tamaño chico, el suministro del aire a través de mangueras que entran al reactor por debajo y la imposibilidad de realizar una histéresis confiable en la concentración de oxígeno disuelto dentro del reactor.

El relé del setpoint 1 del MONEC 8980 se encontró roto, lo cual hizo necesario el empleo del setpoint 2 (contacto auxiliar) para comandar al compresor de aire, cuya activación y desactivación ha funcionado perfectamente. Otro cambio se relaciona con la conexión eléctrica propuesta por SIMTECH, que se había demostrado inconveniente para un cambio fácil y rápido del compresor de aire. Se realizó además la conexión de cables adicionales al segundo output análogo para poder transferir ambos datos, de oxígeno disuelto y la temperatura a la unidad de control RTU.

Como alternativa se podría transferir el manejo del compresor a la RTU, lo que tiene como ventaja la posibilidad de programación directa de una histéresis de la concentración de oxígeno disuelto. Se probó programar una histéresis indirecta a través del uso del comando que permite una temporización del setpoint del MONEC. Sin embargo la velocidad de utilización de oxígeno depende fuertemente de la concentración de los MLVSS y el factor de carga aplicado, de manera que se muestra inadecuado e inexacto dicho procedimiento. De todos modos se presenta una histéresis real debido al retraso del electrodo de oxígeno en la medición, ya que los datos de muestreo son renovados cada 10 a 20 segundos.

Un resumen de la programación correcta del MONEC 8980 se da en el Anexo G.

La falla del sistema de aireación por la rotura de algunos de los difusores pequeños corrientes el día 17.10, después de solo 2 días de trabajo, hizo necesario su cambio por difusores tipo AS25 de la empresa TETRATEC. La razón que llevó al cambio completo a una combinación de cuatro difusores del tipo AS40 y uno del tipo AS45 fue la simplicidad para desconectar estos difusores más grandes de su soporte en el fondo del reactor, en comparación a los más chicos que se quebraron periódicamente. Más tarde se mostró que no fue necesario limpiarlos durante

todo el marco del proyecto, al contrario de los difusores corrientes y los AS25, cuya rotura supuestamente fue provocada por estar cubierto y tapado por una biopelícula de microorganismos. La entrada de las mangueras provenientes del compresor y la sujeción de los difusores en un tapón de goma perforado en el fondo del reactor, junto a la falta de un grifo de desagüe, hace complicado el vaciamiento del reactor y el cambio de los difusores, trabajo que dura aproximadamente una hora.

La inserción de los difusores y el suministro de aire desde arriba al reactor puede acelerar el mantenimiento de los difusores, sin parar el proceso completo debido a un necesario vaciamiento del reactor.

4.1.2.2 Equipo de Agitación

Para mantener en suspensión los lodos floculentos y garantizar una corriente suficiente bajo el electrodo de oxígeno durante pausas del sistema de aireación, fue necesario elegir un número de revoluciones del impulsor de 600 r.p.m.

Una falla parcial del sistema de aireación con los difusores corrientes hizo necesario aumentar el número de revoluciones del agitador para mejorar la mezcla y así la eficiencia de la aireación. La siguiente Figura 8 muestra las concentraciones de oxígeno disuelto obtenidas para diferentes números de revoluciones del agitador.

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Número de revoluciones (r.p.m) Oxígeno disuelto (ppm)

Figura 8: Influencia del número de revoluciones del impulsor sobre la concentración del oxígeno disuelto durante fallas de difusores

Como consecuencia fue elegida el día 17 de Oct. un número de revoluciones de 2000 r.p.m para suministrar oxígeno adicional a través de aireación superficial mediante el agitador. Los resultados observados el próximo día fueron una homogenización de los flóculos de lodo y una disminución drástica de su capacidad de sedimentación, produciendo una distribución uniforme de los microflóculos en el clarificador secundario. Al reducir el número de revoluciones, tal situación se normalizó a la situación anterior los próximos días.

Después de la nueva inoculación con lodos del tanque de aireación de la planta de tratamiento de la industria cervecera local, del día 17 de Nov., se mostró que lodos de buen IVL no se pueden mantener en suspensión con el impulsor empleado aún bajo 600 r.p.m. Sin embargo, se conservó dicho número de revoluciones para no hacer más daño a los flóculos. El empeoramiento de las características de los lodos y el aumento del IVL es atribuido parcialmente a un cizallamiento de los flóculos en el tanque de aireación debido a un alto número de revoluciones.

Comparando las relaciones geométricas para un fermentador estándar que cuenta con una hélice marina con las del presente tanque de aireación, son reconocibles las dimensiones pequeñas del impulsor. Los valores se resumen en la Tabla 11.

Di/Dt Pitch Hi/Di Nb Ab/Dt

Fermentador estándar 1/3 Pitch = Di 1,0 4 1/10

Tanque de aireación 1/4,3 Ai = Di/5,6 2,1 4 1/13,4

Tabla 11: Relaciones geométricas para un fermentador estándar (según Vidal, 2000) y del tanque de aireación de la planta

Son dos los posibles mejoramientos futuros:

• Emplear un impulsor más grande según las relaciones geométricas dadas para un fermentador estándar y operarlo a un número de revoluciones más bajo.

• Operar el agitador solamente durante las pausas de aireación. Esta condición hace necesario la conexión directa al relé del medidor de oxígeno que también manda al compresor de aire. Como alternativa se puede manejar el agitador a través de la unidad de control RTU.

4.1.2.3 Clarificador Secundario

El clarificador secundario cuenta con un grifo de desagüe para su vaciamiento y la purga de lodos. Para mantener la edad de lodos dentro el rango deseado durante el funcionamiento autónomo de la planta se tendría que conectar una bomba peristáltica que evacua el volumen de lodo necesario. La bomba será regulada a través de un temporizador.

4.1.2.4 Sistema de Recirculación de Lodos

Se emplea un compresor de aire de acuario tipo 802 de la empresa ELITE en sustitución del AIRPUMP 3500 de la empresa COSMO AQUARIUM. El 802 cuenta con dos salidas de aire que se unieron para producir la presión y el flujo de aire necesario para llevar a cabo la recirculación, condición que AIRPUMP cumplió insatisfactoriamente. El 802 puede bombear 1,02 L/min, mientras el AIRPUMP solamente alcanza 0,14 L/min.

El factor de recirculación RAE fluctuó durante el marco del proyecto entre unos 25% hasta unos

extremamente elevados 3500% durante fases de problemas graves de Bulking, situaciones que hacían necesario su ajuste frecuente a través de una re-programación de los temporizadores. 4.1.2.5 Sistema de Ajuste de pH

El electrodo de pH enviado por SIMTECH no se podía usar debido a incompatibilidad de las conexiones del electrodo con el MONEC y por lo tanto fue devuelto a dicha empresa, que no ha suministrado un reemplazo.

A partir del día 20 de Nov. se operó el sistema de ajuste de pH tras la instalación de un nuevo electrodo de pH y se probó su funcionamiento perfecto bajo el mando del MONEC. Como alternativa se podría manejar la bomba a través de la unidad de control RTU.

Se podría pensar en el suministro tanto de ácido como base cuando la planta de tratamiento aerobio esté trabajando autónoma sin fase previa anaerobia o ajuste de pH anticipado. Una bomba de suministro de base al tanque de aireación mandada a través del MONEC o de la RTU podría mostrarse útil en tal caso.

4.2 Análisis de la Unidad de Control