NITRIFICACIÓN - DESNITRIFICACIÓN (N-DN): Consiste en una separación de fracciones a 250 o 80 micras en función del tipo de purín y estado fisiológico de los animales. La fracción solida, con una carga alta de nitrógeno, se gestiona a compostaje. Y la fracción líquida resultante, será dosificada al cultivo bacteriano de nitrificación-desnitrificación, el cual estará ubicado en un bioreactor de unos 20 días de TRH. Éste reactor tendrá aireación y homogenización mecánica temporizadas y cumplirá los siguientes estadios en cada “batch” del proceso tipo SBR (“Sequencing Batch Reactor”):
 
  • a. Entrada de fracción líquida: Una vez ha salido el efluente del “batch” anterior se entra la dosis que corresponde de fracción líquida a tratar. La aireación estará parada y la agitación de homogenización en funcionamiento.
  •  b. Desnitrificación: Actividad microbiana anóxica que degrada la materia orgánica utilizando los nitratos (NO3-) generados anteriormente para su respiración anaerobia. Genera N2 (desnitrifica) que se desprende a la atmósfera.
 NOTA: Este primer estadio de actividad microbiológica, situado en este punto del proceso (inmediatamente después de la entrada de fracción líquida a tratar), se optimiza para que el mayor consumo de materia orgánica se pueda dar en estas condiciones anóxicas, sin aporte de aire, y por lo tanto, con el mínimo consumo energético. Al mismo tiempo, una buena actividad bacteriana de los desnitrificadores cumplen con un alto índice de desnitrificación.
  • c. Nitrificación: Actividad microbiana aeróbica que oxida el amonio (NH4+) generado en el estadio anterior, además del que conlleva ya directamente la fracción líquida del purín, a NO3-. Estas bacterias no requieren materia orgánica, ya que son autótrofas.
 NOTA: Este primer estadio de actividad microbiológica aeróbica interesa que se realice con poca materia orgánica, de manera que el consumo energético para la degradación de la misma sea el mínimo. Así se potencia al máximo el proceso de nitrificación.
  • d. Decantación o sedimentación: Etapa de reposo en la agitación de homogenización y en la aportación de aire, en la que se quiere favorecer la formación de flóculos bacterianos grandes para su sedimentación.
  •  e. Purga de fangos y salida de efluente: Estadio en el que, teniendo separados los lodos o fangos biológicos del líquido depurado, puede purgar-se el sistema de los fangos excedentarios (se han multiplicado las poblaciones bacterianas a favor de la depuración del efluente que se obtiene) y puede salir el efluente como sobrante del sistema decantado.
 
NOTA FUNDAMENTAL: El proceso funciona con la repetición de los estadios b, c y d dentro de cada periodo “batch”, con una entrada de fracción líquida y una sola salida de efluente. La primera DN-N viene a ser la actuación intensiva del proceso microbiológico. Y la segunda, o tanda de repetición, se fundamenta en el refinamiento de los resultados y, muy importante, la acomodación del cultivo en la variabilidad de los purines de entrada. La duración de cada período “batch” suele ser de 6 horas (4 entradas diarias de fracción líquida, en las que se reparte la entrada diaria que se debe tratar), pero se condiciona esta duración a las características de los purines de la explotación y, como consecuencia, a las de la fracción líquida a tratar.
Esta tecnología, nos proporciona la reducción del contenido de nitrógeno orgánico y amoniacal del sistema a favor de la emisión de nitrógeno gas (N2) a la atmósfera (del 50 al 70% del N total introducido al reactor); considerando aquí una reducción media del 58% (Bonmatí et al., 2018) respecto el purín de entrada.
Espesador de fangos: Los fangos obtenidos de las purgas al bioreactor y en los canales de decantación suelen representar volúmenes muy elevados a gestionar, ya que son muy poco concentrados. Consecuentemente, se requiere un depósito para el espesado de los fangos. El volumen de este depósito puede variar entre 34 – 57 m3 según el TRH de 3 – 5 días.
 
El “Sequencing Batch Reactor” o “SBR” (Aparna Dutta & Sudipta Sarkar) Se trata de reactores de operación discontinua que tienen una historia de unos 100 años des de que el señor Sir Thomas Wardle publicó sus experiencias. Arden y Lockett publicaron algunos resultados de SBR a nivel piloto. Hasta que Irvine (1971) no volvió a inventar el SBR no tuvieron mucho éxito. Des del 1971, el SBR ha sido investigado ampliamente en diferentes países y construidos como a Australia, norte de Estados Unidos o Japón. En principio, los SBR tienen el objetivo de eliminar la materia orgánica, pero ahora su uso se ha extendido y en el sistema también se pueden eliminar nutrientes como el fósforo y nitrógeno, este último por el proceso de Nitrificación-Desnitrificación. La mejora en algunos sistemas de aireación y control han permitido que los SBR compitan con éxito con los reactores convencionales de lodos activos con configuraciones clásicas de reactor más sedimentador.
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