Introducción
Los tanques anóxicos juegan un papel importante en la eliminación biológica de nitrógeno. A diferencia de los tanques aeróbicos, los tanques anóxicos están diseñados para funcionar con muy poco oxígeno disuelto y al mismo tiempo proporcionan condiciones adecuadas para los microorganismos desnitrificantes.
Uno de los requisitos más importantes es una mezcla eficaz.
El propósito de un mezclador anóxico no es simplemente "revolver el agua". Un mezclador correctamente seleccionado debe mantener la suspensión de sólidos, promover la circulación y garantizar un buen contacto entre el nitrato, las fuentes de carbono y los microorganismos sin agregar oxígeno intencionalmente.
¿Por qué es necesario mezclar un tanque anóxico?
La desnitrificación depende del contacto entre:
Nitrato + Fuente de carbono + Microorganismos
Si el licor mezclado está mal distribuido, es posible que estos componentes no interactúen de manera eficiente.
Una mezcla insuficiente puede provocar:
Decantación de lodos
Zonas muertas
Distribución desigual de MLSS
Mala eliminación de nitratos
Mayor TN del efluente
Volumen efectivo reducido del tanque
Por tanto, la mezcla es parte fundamental de un sistema de tratamiento biológico anóxico.
1. Prevenir la sedimentación de lodos
Los lodos activados contienen una alta concentración de sólidos en suspensión. Dependiendo del proceso, el MLSS normalmente puede estar en el rango de aproximadamente 2500 a 3500 mg/L o más.
Sin suficiente circulación, los sólidos pueden depositarse en el fondo del tanque.
Una vez que se acumula el lodo:
El volumen efectivo del tanque disminuye → El contacto biológico disminuye → El rendimiento del tratamiento puede deteriorarse
Un mezclador sumergible adecuado genera suficiente movimiento hidráulico para mantener la biomasa en suspensión.
2. Mantener una distribución uniforme de MLSS
Los microorganismos responsables de la eliminación biológica del nitrógeno deben permanecer distribuidos por todo el volumen efectivo del tanque.
Una mala mezcla puede crear:
Áreas altas-de sólidos + Áreas bajas-de sólidos
Esto produce condiciones biológicas inconsistentes.
Una buena mezcla ayuda a mantener una distribución más uniforme de:
MLSS
Nitrato
fuente de carbono
Microorganismos
Temperatura
Las condiciones uniformes generalmente hacen que el proceso biológico sea más fácil de controlar.
3. Mejorar el contacto para la desnitrificación
La desnitrificación ocurre cuando los microorganismos utilizan nitrato como aceptor de electrones en condiciones anóxicas.
Para que el proceso funcione de manera eficiente, los microorganismos deben tener suficiente contacto con el nitrato y una fuente de carbono disponible.
Las corrientes de reciclaje interno se utilizan a menudo para introducir licor mixto rico en nitrato-en zonas anóxicas.
Sin una mezcla efectiva, es posible que el nitrato reciclado no se distribuya eficientemente por todo el tanque.
De este modo, el mezclador favorece las condiciones hidráulicas necesarias para la eliminación biológica del nitrógeno.
4. Evite la transferencia innecesaria de oxígeno
La mezcla anóxica es fundamentalmente diferente de la aireación.
El propósito de un mezclador anóxico es:
Circulación + Suspensión + Mezcla
no transferencia de oxígeno.
El exceso de oxígeno que ingresa a una zona anóxica puede interferir con el ambiente de desnitrificación previsto porque los microorganismos pueden usar preferentemente oxígeno disuelto antes que nitrato.
Por esta razón, los tanques anóxicos generalmente requieren equipos de mezcla que no introduzcan aire intencionalmente.
5. La posición de la batidora es importante
Incluso una batidora potente puede funcionar mal si se instala en la posición incorrecta.
La instalación del mezclador debe considerar:
Longitud del tanque
Ancho del tanque
Profundidad del agua
Ubicaciones de entrada y salida
Ubicación de reciclaje interno
Particiones de tanques
Obstáculos
Dirección de circulación requerida
El objetivo es establecer un patrón de circulación que cubra el volumen efectivo del tanque y minimice las áreas estancadas.
¿Cómo se debe seleccionar un mezclador anóxico?
La selección del mezclador no debe basarse únicamente en la potencia del motor.
Los parámetros importantes incluyen:
Dimensiones del tanque
La geometría determina el camino de circulación requerido.
Volumen efectivo
Se debe utilizar el volumen operativo real en lugar de simplemente el volumen nominal del tanque.
MLSS
Las concentraciones de sólidos más altas pueden afectar los requisitos de mezcla.
Empuje del mezclador
El empuje es un indicador importante de la fuerza hidráulica generada por el mezclador.
Diámetro y velocidad del impulsor.
Estos influyen en el patrón de flujo, la velocidad y la eficiencia hidráulica.
Número de mezcladores
Los tanques grandes pueden requerir múltiples mezcladores para lograr una circulación completa.
Problemas comunes de mezcla anóxica
Problema 1: el lodo se deposita en el fondo
Las posibles causas incluyen empuje insuficiente, posición incorrecta del mezclador o tiempo de funcionamiento inadecuado.
Problema 2: Alto TN en efluentes
Una mezcla deficiente puede ser una posible causa, pero los operadores también deben verificar el reciclaje de nitrato, la disponibilidad de carbono, OD, ORP, SRT y las condiciones biológicas.
Problema 3: ORP desigual
Grandes diferencias de ORP entre diferentes ubicaciones de tanques pueden indicar una mezcla o circulación desigual.
Problema 4: Consumo excesivo de energía
Usar una batidora más grande de lo necesario puede desperdiciar energía. El objetivo es lograr el rendimiento hidráulico requerido en lugar de simplemente seleccionar el motor de mayor-potencia.
Mezcladores sumergibles para tanques anóxicos
Los mezcladores sumergibles se utilizan ampliamente para circulación continua y suspensión de sólidos en zonas de tratamiento anóxico y otras zonas de tratamiento biológico.
Para una aplicación de mezclador, los proveedores normalmente necesitan:
Longitud del tanque
Ancho del tanque
Profundidad del agua
Volumen efectivo
MLSS
Características de las aguas residuales
Número de tanques
Propósito de mezcla
Información del equipo existente
A partir de estos parámetros se puede evaluar la potencia, el empuje, la cantidad y la disposición de instalación del mezclador.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se requiere mezclar en un tanque anóxico?
La mezcla mantiene el lodo activado suspendido y promueve el contacto entre el nitrato, la fuente de carbono y los microorganismos mientras se mantienen las condiciones anóxicas.
¿Un tanque anóxico necesita aireación?
Generalmente, un tanque anóxico no se airea intencionalmente. Requiere mezcla y circulación pero debe mantener un OD bajo.
¿Qué tipo de mezclador se utiliza habitualmente en los tanques anóxicos?
Los mezcladores sumergibles se utilizan comúnmente porque pueden proporcionar circulación hidráulica continua sin introducir aire intencionalmente.
¿Es suficiente la potencia del mezclador para determinar el modelo correcto?
No. También se deben considerar la geometría del tanque, el empuje del mezclador, el MLSS, las características del impulsor, la cantidad de mezcladores y la posición de instalación.
¿Puede una mala mezcla causar un alto TN?
Sí, una mezcla deficiente puede contribuir a una desnitrificación ineficiente, aunque un TN alto puede tener muchas otras causas que también deben investigarse.
Conclusión
Un tanque anóxico necesita volumen y actividad biológica más que suficiente. También necesita las condiciones hidráulicas adecuadas.
Una mezcla eficaz ayuda a mantener:
Suspensión + Circulación + Distribución uniforme + Condiciones anóxicas estables
Al seleccionar un mezclador anóxico, concéntrese en el sistema hidráulico completo en lugar de solo en la potencia del motor.