Puesta en marcha de un reactor UASB modificado para el tratamiento de efluente lácteo. Evaluación del desempeño del reactor y adaptación del inóculo

Abstract

Los efluentes lácteos presentan un alto contenido de materia orgánica principalmente bajo la forma de carbohidratos, proteínas y grasas. Si bien esta composición los hace atractivos para su tratamiento mediante reactores anaerobios, se han detectado dos problemas asociados al tratamiento de este tipo de efluentes: la inhibición de los microorganismos por ácidos grasos de cadena larga y la flotación de lodo por el material graso adsorbido y su eliminación del reactor. El sistema desarrollado por Passeggi et al. (2006), propone una solución a los problemas antes mencionados mediante la modificación de un reactor UASB para la extracción del material flotado del reactor y su posterior tratamiento en un digestor anaerobio, además de contar con una unidad de sedimentación externa, para evitar la eliminación de biomasa del reactor. Se realizó el seguimiento de la puesta en marcha de un reactor UASB modificado, a escala piloto para el tratamiento de efluente lácteo. Como estrategia de arranque, se optó por la modalidad de alimentación intermitente. Además se desarrolló una técnica, análoga a la técnica de Actividad Metanogénica Específica (AME), pero a partir de un sustrato graso. Esta se utilizó para el seguimiento de la adaptación del inóculo a sustratos grasos. Para el período evaluado se operó con cargas volumétricas de hasta 5.6 kg DQO/m3/d y se obtuvieron valores de eficiencias de remoción de materia orgánica superiores al 85 %. Debido a un imprevisto en la planta industrial, el reactor sufrió un shock de pH, lo que afectó su desempeño, bajando la eficiencia de remoción al 55 %. Si bien fue necesario el rearranque del reactor, disminuyendo la carga aplicada, éste recuperó su desempeño. La pérdida de biomasa durante la operación, hizo que fuera necesaria una re inoculación, por trabajar a cargas específicas demasiado altas, 1.8 kg DQO/kg SSV/d. De la evaluación de los resultados se considera que la modalidad de alimentación intermitente resulta una buena estratégica para la adaptación del lodo al efluente graso, favoreciendo el crecimiento de microorganismos capaces de degradar el sustrato adsorbido.

Dairy wastewater presents a high content of organic matter mainly in the form of carbohydrates, proteins and lipids. Although this composition makes them interesting for anaerobic treatment, problems associated with its treatment have been detected: adsorption of lipids to biomass and consequently flotation of the sludge and inhibition of microorganisms by long chain fatty acids. The system developed by Passeggi et al., (2006) introduces a solution to the problems before mentioned, by modifying an UASB reactor for the extraction of floating material and treatment in a separate unit and an external lamella settler to prevent biomass wash out from the reactor. This work presents the study of the startup of a pilot modified UASB reactor for the treatment of dairy wastewater, with intermittent feeding as the startup strategy chosen. Moreover, a technique similar to specific methanogenic activity assays (SMA), but with a fatty substrate was developed, and it was used to monitor the adaptation of the inoculum to the wastewater. In the period studied the reactor reached an OLR up to 5.6 kg/COD/m3/d with 85% COD efficiency removal. Due to an unforeseen in the industrial plant, the reactor was fed during a cycle, with wastewater with high values of pH, affecting its performance and consequently, decreasing the COD efficiency removal to 55%. It was necessary to re start the reactor decreasing the OLR applied, but then the reactor recovered its performance. The sludge loss was considerable during the operation and it was necessary to re inoculate as it worked at specific organic loading rates too high, with values around 1.8 kg COD/kg VSS/d. From the results obtained, it was concluded that intermittent feeding results in a good strategy for the adaptation of the inoculum to the wastewater with high amount of lipids, promoting the grows of microorganisms able to degrade the adsorb material.