EQUIPOS PARA LA EDUCACIÓN EN INGENIERÍA
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CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
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TERMODINÁMICA E INGENIERÍA ENERGÉTICA, CALEFACCIÓN E INSTALACIONES SANITARIAS
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MECÁNICA DE FLUIDOS E HIDROLOGÍA
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INGENIERÍA DE PROCESOS
INGENIERÍA DE PROCESOS
La estación depuradora de aguas residuales a escala de laboratorio: Teoría y práctica de proceso de lodos activados
Fundamentos de Control de Procesos · Componentes y Calibración · Sistemas de Control Básicos en Ingeniería de Procesos · Sistemas de Control Complejos en Ingeniería de Procesos · Ingenería de las Operaciones Básicas Mecánicas Ingeniería de Procesos Químicos · Ingeniería de Procesos Térmicos Planta de Proceso · Operaciones Básicas de Tratamiento de Aguas
CATÁLOGOS GUNT DE NUEVA APARICIÓN:
Tratamiento de aguas biológico
Equipos
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para la Educación
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en Ingeniería
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en Ingeniería
ESTATICA Y RESISTENCIA DE MATERIALES
a
MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA
a
INGENIERÍA DE PROCESOS TÉRMICOS
a
INGENIERÍA DE LAS OPERACIONES BÁSICAS MECÁNICAS
Nitrificación Desnitrificación
Proceso continuo b
INGENIERÍA DE CONTROL DE PROCESOS
c
OPERACIONES BÁSICAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
PLANIFICACIÓN Y ASESORAMIENTO · SERVICO TÉCNICO · PUESTA EN SERVICIO Y FORMACIÓN
G.U.N.T. Gerätebau GmbH Utilice el Fahrenberg 14 Tel: +49 40 67 08 54 - 0 Internet: www.gunt.de catálogo en CD D-22885 Barsbüttel · ALEMANIA Fax: +49 40 67 08 54 - 42 correo electrónico: sales@gunt.de
Práctico
d
Visite nuestra página web www.gunt.de
UN SISTEMA DE LABORATORIO PARA EDUCACIÓN Y INVESTIGACIÓN
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
CONOCIMIENTOS BÁSICOS
Operaciones Básicas de Tratamiento de Aguas
PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
GUNT le ofrece un conjunto completo de equipos para el estudio de las operaciones básicas en el área del tratamiento de aguas.
Las sustancias orgánicas biodegradables disueltas (substrato) en agua residual suministran un fuente de alimento a los microorganismos. De este modo el agua residual se depura biológicamente. Los microorganismos se encuentran en suspensión en las aguas
Equipos ón Educaci para la r nie ía en Inge
residuales y reciben el nombre de lodos activados. Para el proceso de lodos activados también es posible la eliminación de los compuestos de nitrógeno del agua residual (nitrificación y desnitrificación).
Qué se entiende por tratamiento de aguas? El uso doméstico o industrial del agua altera sus propiedades. El agua residual generada no se puede verter de nuevo directamente en ríos, lagos, etc. Las aguas residuales tienen que tratarse primero para que no representen ningún peligro para el medio ambiente. El tratamiento de aguas puede realizarse también para producir agua para un uso determinado. Ejemplos son la producción de agua potable o la de agua para procesos industriales.
La degradación biológica del substrato tiene lugar en el tanque de aireación. La aireación del agua residual suministra oxígeno a los microorganismos aerobios. Con la corriente de agua residual sale continuamente del tanque de aireación una parte de los lodos activados. Por esta razón es necesita una otra etapa de tratamiento (decantación secundario).
ES BÁSICAS OPERACION AS NTO DE AGU IE M A T A R T DE
d
Tanque de aireación
Los lodos activados se separan del agua depurada por sedimentación en un decantador secundario. Una parte de los lodos activados vuelven al tanque de aireación (lodo de retorno). La parte no recirculada (lodo en exceso) es un residuo del proceso.
Operaciones Básicas de Tratamiento de Aguas Procesos Mecánicos Flotación Sedimentación Filtración
Procesos Biológicos Procesos Aerobios Proceso de Lodos Activados Procesos de Biopelícula Procesos Anaerobios
Procesos Físico / Químicos Adsorción Procesos de Separación mediante Membranas Intercambio Iónico Precipitación / Floculación Oxidación Química
Decantador secundario
CE 705 Proceso de lodos activados Con el CE 705 se puede estudiar el proceso biológico más importante de forma ilustrativa, el proceso de lodos activados. El principal campo de aplicación de este proceso es la depuración de aguas residua-
les urbanas en estaciones depuradoras de aguas residuales. Con el CE 705 se puede enseñar de forma práctica los aspecos esenciales necesitas para comprender el proceso de lodos activados.
Principio básico del proceso de lodos activados: 1 agua residual, 2 lodo de retorno, 3 aire, 4 lodo en exceso, 5 agua depurada, 6 decantador secundario (sedimentación), 7 tanque de aireación
3
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Concepción
Esquema de proceso de CE 705: 1 ácido y álcali, 2 agua residual, 3 agua de calefacción, 4 lodo en exceso, 5 agua depurada, 6 decantador secundario, 7 tanque de aireación, 8 recirculación interno de desnitrificación, 9 lodo de retorno Sensores: F caudal, T temperatura, Q1: pH, Q2: concentración de oxígeno
CE 705: banco de ensayos (izquierda) y unidad de alimentación (derecha)
Contenidos didácticos / Ensayos
Características
Principio básico del proceso de lodos activados
La estación depuradora de aguas residuales a escala de laboratorio
Nitrificación y desnitrificación
Proceso continuo y práctico
Ajuste de estado operativo estable
Degradación aerobia y biológica de sustancias orgánicas
Parámetros importantes del proceso de lodos activados
Eliminación de nitrógeno par nitrificación y desnitrificación
relación de recirculación Tanque de aireación y decantador secundario
edad del lodo carga másica Influencia de las condiciones ambientales (temperatura, concentración de oxígeno y pH) del degradación biológica Aplicación de métodos análisis usuales
NOTA: Para recibir datos técnicos exactos, visite nuestra página web www.gunt.de y carga la ficha técnica de CE 705, por favor.
Unidad de alimentación independiente con depósito por aguas residuales Temperatura, concentración de oxígeno y pH se pueden regular Software con función de mando y adquisición de datos 5
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Estructura y Componentes
11
10
12
13 1 14 4
Tanque de aireación (14) con tuberías de aire y de agua de calefacción, mecanismo de agitación (11), sensor de temperatura (12), sensor de oxígeno (13) y sensor de pH (10)
11
Decantador secundario (1) y compresor para la aireación (4)
6
Tuberías de aire
agua
lodo
aire
agua de calefacción
1
decantador secundario
8
bomba (agua residual)
2
bomba (lodo en exceso)
9
armario de distribución
3
bomba (lodo de retorno)
10
sensor de pH
4
compresor (aireación)
11
mecanismo de agitación
5
depósito (agua depurada)
12
sensor de temperatura
6
depósito (agua de calefacción)
13
sensor de oxígeno
7
bombas dosificadoras (ácido y álcali)
14
tanque de aireación
2
Mecanismo de agitación (11) para mezclar en el tanque de aireación (14)
Depósito de agua de calefacción (6), calefactor y bomba
3
Bomba para lodo en exceso (2) y bomba para lodo de retorno (3)
7
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Técnica de Medición y Regulación CIRCUITO DE CONTROL 1: CONCENTRACIÓN DE OXÍGENO
REGULADOR
Ajuste de la concentración de oxígeno deseada en el tanque de aireación (variable de referencia) en el regulador Registro de la concentración de oxígeno en el tanque de aireación (variable controlada) Compresor como actuador
Q2: concentración de oxígeno
CIRCUITO DE CONTROL 2: TEMPERATURA Ajuste de la temperatura deseada en el tanque de aireación (variable de referencia) en el regulador Registro de la temperatura en el tanque de aireación (variable controlada) 2 válvulas electromagnéticas como actuadores
Regulador del pH (QIC 1) X: variable controlada W1: variable de referencia
Ajuste de un regulador digital Operación modo manual / automático cambios de variable de referencia (valores de consigna) Parametrización p. ej., seleccionar las fracciones P, I y D del regulador
Armario de distribución con elementos de mando para tres circuitos de control y bombas Caudal de agua residual, lodo de retorno y lodo en exceso ajustable por potenciómetros
T: temperatura
CIRCUITO DE CONTROL 3: PH Ajuste del pH deseado en la alimentación (variable de referencia) en el regulador Registro del pH en la alimentación del tanque de aireación (variable controlada) Bombas dosificadoras de ácido y álcali como actuadores
CONTROL EXTERNO Los componentes de CE 705 se pueden controlar externamente también (p. ej. con un PLC). De este modo, también, el usuario puede desarrollar sus soluciones de automatización.
Q1: pH
9
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Técnica de Medición y Regulación
Software para la Adquisición de Datos
Circuito de control 1 y 3: Transmisor para sensor de pH y sensor de oxígeno
Software LabVIEW de CE 705: Control de los estados operativos y indicación de los valores de medición registrados
Software LabVIEW
Circuito de control 1 y 2: Sensor de temperatura (izquierda) y sensor de oxígeno (derecha) en el tanque de aireación
Software moderno con funciones de control y adquisición de datos
Circuito de control 2: Válvulas electromagnéticas en el circuito de agua de calefacción
Esquema de proceso para controlar los estados operativos y indicar los valores de medición registrados Memorización de los valores de medición registrados y representación de curvas del tiempo Sistemas operativos: Windows XP o Windows Vista Capacidad de operación en red Software LabVIEW de CE 705: Representación de los valores de medición registrados para curvas del tiempo
Selección de idiomas
Circuito de control 3: Bombas dosificadoras para ácido y álcali (izquierda) y sensor de pH en la alimentación del tanque de aireación (derecha)
11
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Puesta en Funcionamiento y Entrenamiento PUESTA EN FUNCIONAMIENTO DE CE 705
Escuela de formación profesional I de Stockerau
Empleados competentes realizan la puesta en funcionamiento y el entrenamiento del cliente. De esta manera, el cliente se familiariza con el proceso de lodos activados y con el equipo CE 705. Un empleado de GUNT explica el principio básico del proceso de lodos activados en la escuela de formación profesional de Stockerau (Austria). Para permitir un funcionamiento práctico, lodos activados de una estación depuradora de aguas residuales son echados en el tanque de aireación al principio.
Muestra de agua con lodos activados sedimentados
CE 705 EN RÉGIMEN CONTINUO
Una parte de los lodos activados sedimentados en la decantador secundario (izquierda) se devuelve al tanque de aireación (derecha).
Un empleado de GUNT explica la técnica de medición y regulación de CE 705.
13
CE 705 PROCESO DE LODOS ACTIVADOS
Accesorios
El Material Didáctico
Para la evaluación de los ensayos se necesita sustancias para la preparación de agua residual artificial y equipos de análisis profesionales, que se encuentran fuera del volumen de suministro de los equipos didácticos de GUNT. Además, se necesita de lodos activados de una estación depuradora de aguas residuales.
Hemos desarrollado para el sistema didáctico CE 705 un completo material didáctico que le facilitará en gran medida la introducción al sistema y a la preparación de las clases y los ejercicios de laboratorio.
04/20009
CE 7705 3.2 Ger G ätea
CE 705 4.4.2
Denitrifikat
ion itrifikation ltete Den den zunächst einer Abwasser t das man von spricht Durchström dabei Bereich, Vorteilhaft anoxischen hend itrifikation. Den eten on ausreic vorgeschalt Denitrifikati es extern die s für das s e sich ist, das en ist, ohn In den vorhand muss. Substrat gelangt werden Bereich ben zugegeben aero was den ßenden Substrat, t anschlie weniger m passier deutlich t. Ammoniu dadurch reduzier und wird rf dert eda unverän eich Sauerstoffb Bereich ben Ber xischen enden aero im ersten den ano darauf folg jedoch die erst in dem iert. Nitrat wird für oxid uelle zu Nitrat Sauerstoffq teilweise als gelangt t. Nitrat Bereich in die on benötig m wieder zurück Denitrifikati fschlam Rücklau mit dem on. Denitrifikati
üttel 04/20 09 GmbH, Barsb .T Gerätebau halten G.U.N te vorbe
üttel 04/20 GmbH, Barsb .T Gerätebau
Alle Rech
Abb. 3.2. Pos.
te vorbe
Instrucción
halten G.U.N
El material didáctico se compone
09
Vorgescha
Sustancias necesarias para la preparación de agua residual artificial según DIN 38412
Representación de los conocimientos básicos
Pumpe ffür
2
Pumpen
7 9 10
Abb. 4.2.
Sustancias necesaria para la preparación de agua residual artificial según DIN 38412
Potasio hidrogenofosfato
Ensayos de referencia realizados Instrucciónes de fabricantes de componentes instalada
Grundprinz
ip der vorg
eschalteten
Denitrifikati
on
Belebtsc
hlammve
Belebun
3 Geräteb eschrei
rfahren,
Gesamtans
icht
Pos.
Benennung Durchfluss messer für Luft 12 Prozesssch ema 13 Nachklä rbecken 14 Pumpe Übe rschusssch 15 lam m Pumpe Rüc klaufsch lamm 16 Belüftun gskompress or 17 Behälter Reinwas ser 18 Pumpe Heiz wasser 19 Behälter für Heizwas ser 20 Behälter Säure und Lauge
ser
Säure und
11
Rührwerk Tempera tur-Sens turor Sauerstoff-S ens e or
8
Descripción del sistema
Rohwas
Lauge Durchflus ussmesser Rohwas ser Magnetv e entile Schaltschr chrank pH-Sensor
3 4 5 6
Peptona
CE 705,
Benennung
1
Alle Rech
Extracto de carne
Urea
BELEBTSCH LAMMVERF AHREN
ufbau
AHREN LAMMVERF BELEBTSCH
04/2009
gsbeck ec en
bung
21 7
gen 4 Grundla
Instrucción de CE 705: Fundamentos de proceso de lodos activados y descripción de sistema
Documentos de presentación
Equipos de análisis profesionales
CSBͲVerlauf im Rohwasser und Reinwasser CSBͲVerlauf im Rohwasser und Reinwasser 400
350
Reinwasser
300
CSB in mg O2 // l
250
Amonio (NH4)
Actualizaciones
Nitrato (NO3)
200
150
Elimination von AmmoniumͲStickstoff durch Nitrifikation 10
100
Termostato
7
0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Versuchsdauer in Tagen Tagen
69
10
11
12
13
14
5 4 3 2 1 0 NitratͲStickstoff (NO3ͲͲ N)
AmmoniumͲStickstoff (NH4+ Ͳ N)
Fotómetro, cubetas de análisis de DQO y termostato
Balanza para aplicaciónes análisis
Reinwasser
8
Konzentration in n mg/l
Si aparecen novedades o complementos para el sistema CE 705 – especialmente en lo que concierne al material didáctico y al software – GUNT le informará, como cliente.
Rohwasser
9
50
Fotómetro
Dispositivo para filtrar y secar de muestras
Rohwasser
Materialies impresos en papel, reunidos en un archivador, y además como archivos PDF en un CD.
Cubetas de análisis para los parámetros: Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) o demande química de oxígeno (DQO)
Instrucción de CE 705: Evaluación de ensayos de referencia
Entrenamiento 4. CE 705: Belebtschlammverfahren
Si desea servicios de instalación o entrenamiento:
Consúltenos y le asesoraremos con mucho gusto.
1
estamos gustosamente a su disposición. 5 6
4
3 2
Schaltschrank
3
pHͲSensor
4
Belebungsbecken
5
SauerstoffͲSensor
6
TemperaturͲSensor
7
Nachklärbecken
8
Behälter ÜSͲSchlamm
9
Behälter Reinwasser
7 10
8
9
1
11
3. Grundlagen des Belebtschlammverfahrens
12
Belebungsbecken
Nachklärbecken
Abwasser
Reinwasser
L f Luft Rücklaufschlamm
Behälter Abwasser
2
10
Behälter Heizwasser
11
Behälter Säure/Lauge
12
Pumpen Säure/Lauge
ÜberschussͲ schlamm
Rücklaufverhältnis (RV) Rücklaufverhältnis (RV)
Cubetas de análisis de DQO, amonio y nitrato
Volumenstrom Rücklaufschlamm (Q (QRS) RV = = 0,5 bis 1,0 Volumenstrom Abwasser (Qd)
Documentos de presentación de CE 705
15