ESTIMACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE DIFUSIÓN DE

ESTIMACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE DIFUSIÓN DE SUSTRATO EN UN
FILTRO SUMERGIDO NITRIFICANTE
José Manuel Carrión, José Luis González Bucio, Alfonso Canche Uh
Universidad de Quintana Roo, Boulevard Bahía S/N Esquina Ignacio Comonfort Chetumal,
Quintana Roo México. jmcarrion@uqroo.mx, carbaja21@latinmail.com
modalidad a ser evaluado: oral
Área de Interés: Contaminación Ambiental
palabras clave: Biopelícula, Nitrificación, Respirometría
Introducción.- La tecnología de Filtros
Sumergidos ha sido utilizada con éxito en el
tratamiento de aguas residuales con altas
concentraciones de Nitrógeno (Chuy y col.,
2001). En el caso específico de la Nitrificación,
esta tecnología permite alcanzar altas
eficiencias de remoción de amonio a cargas
volumétricas elevadas de contaminante. Sin
embargo el uso de un soporte de fijación para
el crecimiento de microorganismos en estos
sistemas, genera características hidráulicas
diferentes a los tradicionales reactores de
crecimiento suspendido; por lo cual en éste
tipo de reactores los fenómenos de
transferencia de sustrato en la biopelícula
suelen ser claves y controladores del proceso
de Nitrificación. En éste trabajo de
investigación se presenta un método para
estimar el coeficiente de difusión de Amonio y
Nitrito en la biopelícula de un Filtro Sumergido
Nitrificante,
basado
en
la
técnica
respirométrica de pulsos (Brouwer y col.,
2000).
Metodología.- Se utilizó una columna de
vidrio de 7 L de volumen total con 3.5 L de
volume de trabajo empacada con anillos
rashig de 5/8 de pulg. como Filtro Sumergido
Nitrificante. El Filtro se inoculó con bacterias
provenientes de un reactor nitrificante estable
y se operó en forma continua durante un año
antes del estudio. El coeficiente de difusion de
amonio se calculó mediante la siguiente
expression:
2


SA
SA
 t  
 SA ( 1  0.4 fsAo)
 DfAo
VxAo 1 - exp o


t
 Z2
fsAo
 thAo   KsAo  SA

donde:
VxAo  u max Ao XAo
Mientras que el coeficiente de difusión de
Nitrito se estimó mediante:
2


SNo
1
SNo
 t  
 SNo
 DfNo
VxNo 1 - exp o


t
 Z2
fsNo
 thNo   KsNo  SNo

donde:
VxAo  u max No XNo
Los coeficientes estequiométricos se callaron
de acuerdo a la metología descrita por
Chandran y col. (2000).
Resultados y Discusión.- Llos valores de
umax se calcularon bajo la suposición de una
concentración de biomasa estacionaria en el
soporte durante el periodo de investigación.
Los valores de umax y Ks reportados en éste
trabajo están dentro del intervalo reportado por
Tchobanoglous y Burton (1991) para el
proceso nitrificante en sistemas de lodos
activados (0.016 – 0.083 h-1 para umax, y 0.92
– 13.71 mgNOD L-1 para Ks). Los coeficientes
de difusión en la biopelícula estimados en éste
trabajo para el amonio oscilaron entre 0.3 y 0.6
m2/s para el amonio y de 0.12 a 0.25 m 2/s para
el nitrito. Los coeficientes de difusión de estos
procesos oxidativos estimados en los días de
estudio,
no
presentan
una
variación
significativa. Esto podría explicarse al hecho
de que la densidad promedio de la biopelícula
no varío de manera significativa en los días de
estudio. En efecto Zhang and Bishop (1994)
reportaron que las densidades promedio de
biopelículas muestran poca variación para
biopelículas gruesas y un cambio dramático en
biopelículas delgadas.
Bibilografía.- Brouwer H., Klawijk A. y
Keesman K. J. (1998) Identification of
activated
sludge
and
wastewater
characteristics using respirometrics batchexperiments, Wat. Res. 32 (4), 1240-1254.
Chandran K. and Smets F. (2000) Single-step
nitrification models erroneously describe batch
ammonia oxidation profiles when nitrite
oxidation becomes rate limiting. Biotech and
Bioeng.68 (4), 386-406.
Chuy P. C:, Terashima Y. y Ozaki H. (2001)
Wastewater treatment and nitrogen removal
using submerged filter systems. Wat. Sci.
Tech. 43 (1), 225-232.