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Tecnología y Ciencias del Agua
, vol. VIII, núm. 1, enero-febrero de 2017, pp. 81-93
Gallego-Alarcón & García-Pulido,
Remoción de nitrógeno amoniacal total en un biofiltro: percolador-columna de arena
ISSN 2007-2422
•
y la
TVC
NAT
ha sido concurrente en estudios pre-
vios en que se evaluó el desempeño de biofiltros
(Guerdat
et al
., 2010; Zhu & Chen, 1999).
Las tasas resultantes (cuadro 2) fueron me-
nores a las reportadas en estudios realizados
bajo condiciones de laboratorio. En el estudio
de Liu, Che y Zhang (2013) utilizaron un biofil-
tro de perdigones secuencial donde llegaron a
valores de 400 g de NAT/m
3
·d. Wu, Bao y Liu
(2008) utilizaron un biofiltro de perdigones y
obtuvieron tasas de 172 g de NAT/m
3
·d con
concentraciones de NAT en el influente entre 2
y 3 g/m
3
. Zhu y Chen (1999) reportan tasas en
reactores de lechos fluidizados de 374 g NAT/
m
3
·d. Para el mismo biofiltro, en trabajos sub-
secuentes, reportan tasas de 312 y 291 g NAT/
m
3
·d (Zhu & Chen, 2001). En filtros de arena
fluidizado, Ling y Chen (2005) lograron tasas
de 956 g NAT/m
3
·d y 4 917 g NAT/m
3
·d, con
una razón (C/N) de 1.0 y 2.0, respectivamente.
Estudios realizados a escala piloto reportan
TVC
NAT
para filtros de perdigones y filtros
fluidizados de arena de 127 y 117 g NAT/m
3
·d,
respectivamente (Pfeiffer & Malone, 2006). A
nivel comercial, Guerdat
et al
. (2010) reportan
tasas de 704 g NAT/m
3
·d para un filtro de lecho
fluidizado, 267 g NAT/m
3
·d para un birreactor
de poco espacio y 586 g NAT/m
3
·d para un
filtro de perdigones. Pedersen, Oostervelda
y Pedersen (2015) evaluaron filtros de lechos
suspendidos con tasas de 140 g de NAT/m
3
·d,
con una eficiencia de remoción de NAT entre
49 y 59%.
Los valores reportados para las
TVC
NAT
(117-
4 917 g de NAT/m
3
·d) depende principalmente
del tipo de biofiltro y de la concentración de
NAT en el influente del mismo (Pfeiffer & Wills,
2011). En este estudio, se encontraron valores
bajos en las tasas con respecto a los estudios
realizados bajo condiciones de laboratorio. Sin
embargo, el comportamiento de las
TVC
NAT
fue similar al reportado en la producción de
salmones y tilapia (Pedersen
et al
., 2015; Pfeiffer
& Malone, 2006). La etapa de producción es un
tercer factor que influye en los valores de las
tasas. Se estima que para la engorda de peces
son aceptables valores entre 140 y 300 g de
NAT/m
3
·d (Malone & Beecher, 2000).
Las
TVC
NAT
con valores altos son reportadas
para filtros de medio móvil (filtros de perdigo-
nes, lechos suspendidos, lechos fluidizados).
Los filtros de medio fijo (percoladores, biodis-
cos, columnas de arena) pueden llegar a tener
valores 150% más bajos (Shur & Pedersen, 2010).
Aun con los valores de las
TVC
NAT
obteni-
dos en este estudio, la eficiencia de remoción
de NAT en el biofiltro fue alta: mayor a 70%,
lo que indica que esta última es independiente
de las
TVC
NAT
(Pedersen
et al
., 2015; Liu
et al
.,
2013). El biofiltro, percolador-columna de arena,
reflejó una combinación exitosa en la remoción
de NAT. Cuando se evaluó el desempeño de
cada operación, los valores de las
TVC
NAT
y el
porcentaje de remoción de NAT resultaron bajos
para el percolador, no así para la columna de
arena.
La columna de arena tuvo un desempeño
adecuado por sí sola, sin embargo, no es posi-
ble separarla. En el percolador se llevan a cabo
procesos como la oxidación de materia orgánica
y da inicio la nitrificación. Cuando llega el agua
residual a la columna, ésta remueve con mayor
facilidad los compuestos nitrogenados y la
materia orgánica.
Cuadro 2. Modelos matemáticos de la
TVC
NAT
. Donde
x
= concentración de NAT en el influente en g/m
3
;
y
=
TVC
NAT
en g de
NAT/m
3
d.
Modelo Matemático
Coeficiente de
determinación
Coeficiente de
correlación
TVC
NAT
(g NAT/
m
3
·d)
Biofiltro UFiPA
y
= 292.661
x
+ 8.1215
0.8211
0.9061
147.12 ± 59.26
Percolador
y
= 63.083
x
- 6.33
0.7230
0.8510
34.99 ± 41.20
Columna de arena
y
= 228.45
x
+ 7.18
0.9130
0.9560
119.65 ± 42.71
