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Figura 2.3 Ilustración esquemática de una planta de tratamiento
de aguas residuales típica con digestión anaerobia
Figura 2.4 Tipos de tratamiento distribuidos en las PTAR
Los modelos aquí presentados se basan en un balance de masas para predecir la producción
de lodos. Existen modelos de diseño como los publicados por la Comisión de Investigación del
Agua (Water Research Commission, 1984),Wentzel, et ál., (1990) yTchobanoglous et ál., (2003),
o los modelos de simulación dinámica que incluyen más detalle de los procesos de lodos acti-
vados tales como ASM1, ASM2d, o ASM3 (Henze et ál., 2000). Ambos modelos se basan en el
balance de masa de la demanda química de oxígeno (DQO), incorpora cinéticas de crecimiento
biológico y proporciona comparativos de producción de lodos.
Se utilizó un modelo empírico, el cual se basa en la estimación del rendimiento de la producción
de lodos observada a partir de datos registrados o medidos en sitio.
Para la cantidad de lodo producido (y dispuesto diariamente) se utiliza la ecuación:
Q
inf
SST
inf
DBO
inf
a)
b)
c)
d)
Q
inf
SST
inf
DBO
inf
Q
inf
SST
inf
DBO
inf
Q
inf
SST
inf
DBO
inf
Pretratamiento
Pretratamiento
Pretratamiento
Pretratamiento
Sedimentador Primario
Sedimentador Primario
Sedimentador Primario
Lodos activados
Aireación extendida/zanjas de oxidación
Filtro percolador
Filtro
percolador
Sedimentador
Secundario
Sedimentador
Secundario
Descarga
Descarga
Sedimentador
Secundario
Reactor de lodos
activados
Sedimentador
Secundario
Descarga
Descarga
Reactor de lodos
activados convencional
Línea de lodos
Línea de lodos
Línea de lodos
Línea de lodos
a) Lodos activados de tipo convencional
c) Lodos activados - aireación extendida y zanjas de oxidación
b) Sistema de biomasa fija de filtro percolador
d) Sistema dual: filtro percolador + lodos activados
Q
inf
SST
inf
DBO
inf
Pretratamiento
Sedimentador
Primario
Digestor anaerobio
mesofílico
Tanque almacenador
de biogás
Motor CHP para
generación de energía
Consumo de la planta
Distribución a red
Espesador de lodos
Sedimentador
Secundario
Reactor de lodos
activados y/o filtro
percolador
Descarga
1
2
3
4
5
6
Estimación de producción de lodo en planta de
tratamiento convencional de lodos activados.
El modelo calcula lo siguiente:
1.
M
OLP
=f(SST
inf
;Q
inf
;Fracc. SV)
2.
M
OLS
=f(Q
inf
;Fracc. De SV; DBO
ef
; SST
ef
; Biomasa)
3. M
OLC
=M
OLP
+ M
OLS
4. M
OD
= f(P
DSV
; M
OLC
;TRS
digestor anaerobio
)
5.
1
Q
biogás
=f(MOD)
Q
CH4
=Q
biogás
* % de metano en biogás
6.
2
Energía=Q
másico de CH4
*50.1 kJ/g
Purgas
Q
purga LP
=f(M
LP
; C
LP
)
Q
purga LP
=f(M
LP
; SST
sed
)
1
U.S.EPA. (1995)
2
Metcalf y Eddy,2003
Agua residual
Lodo
Biogás
Electricidad
Límite del modelo
