Patente nacional por "PROCESO PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES URBANAS"

Reivindicaciones:
+ ES-2954790_B21. Un proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas, que comprende: - una primera etapa consistente en un tratamiento biológico de alta carga en la que el agua residual urbana a tratar se mantiene en un primer reactor durante un tiempo de retención inferior a 1 hora, sometida a una aireación controlada mediante una sonda de oxígeno a una concentración de oxígeno disuelto de menos de 1 ppm y posteriormente el agua pasa a un decantador en el que los sólidos decantan por gravedad y el agua tratada en dicha primera etapa sale por rebosamiento del decantador; - una segunda etapa de nitritación parcial con lodo granular aeróbico en un reactor biológico, en el que se elimina del agua residual la DQO (Demanda Química de Oxígeno) a valores por debajo de 125 ppm y los sólidos en suspensión a valores por debajo de 35 ppm y mediante un control de la edad del fango y/o la longitud de los ciclos y/o la concentración del oxígeno disuelto durante la fase de aireación se realiza una nitritación parcial del amonio que consigue salir del reactor biológico con una ratio NO2-/NH4+ adecuada para la posterior eliminación autótrofa del nitrógeno y, - una tercera etapa de oxidación anaerobia del amonio en un reactor biológico granular de biomasa ANAMMOX, en el que se elimina del agua residual el Nitrógeno Total a valores por debajo de 6 ppm. 2. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según la reivindicación 1, en el que la primera etapa comprende la recirculación al primer reactor de los sólidos decantados, excepto una parte que se purga del sistema, manteniendo una concentración de sólidos suspendidos en el primer reactor por debajo de 3000 ppm. 3. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según cualquier reivindicación anterior; que comprende una reducción de la concentración de fósforo del efluente mediante la dosificación de FeCl3 en cualquiera de las etapas del proceso. 4. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según cualquier reivindicación anterior; que comprende un aumento de la ratio amonio/alcalinidad del influente mediante la dosificación de ácido en la segunda etapa.
+ ES-2954790_A11. Un proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas, que comprende: - una primera etapa consistente en un tratamiento biológico de alta carga en la que el agua residual urbana a tratar se mantiene en un primer reactor durante un tiempo de retención inferior a 1 hora, sometida a una aireación controlada mediante una sonda de oxígeno a una concentración de oxígeno disuelto de menos de 1 ppm y posteriormente el agua pasa a un decantador en el que los sólidos decantan por gravedad y el agua tratada en dicha primera etapa sale por rebosamiento del decantador; - una segunda etapa de nitritación parcial con lodo granular aeróbico en un reactor biológico, en el que se elimina del agua residual la DQO (Demanda Química de Oxígeno) a valores por debajo de 125 ppm y los sólidos en suspensión a valores por debajo de 35 ppm y mediante un control de la edad del fango y/o la longitud de los ciclos y/o la concentración del oxígeno disuelto durante la fase de aireación se realiza una nitritación parcial del amonio que consigue salir del reactor biológico con una ratio NO2-/NH4+ adecuada para la posterior eliminación autótrofa del nitrógeno y, - una tercera etapa de oxidación anaerobia del amonio en un reactor biológico granular de biomasa ANAMMOX, en el que se elimina del agua residual el Nitrógeno Total a valores por debajo de 6 ppm. 2. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según la reivindicación 1, en el que la primera etapa comprende la recirculación al primer reactor de los sólidos decantados, excepto una parte que se purga del sistema, manteniendo una concentración de sólidos suspendidos en el primer reactor por debajo de 3000 ppm. 3. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según cualquier reivindicación anterior; que comprende una reducción de la concentración de fósforo del efluente mediante la dosificación de FeCl3 en cualquiera de las etapas del proceso. 4. El proceso para el tratamiento de aguas residuales, según cualquier reivindicación anterior; que comprende un aumento de la ratio amonio/alcalinidad del influente mediante la dosificación de ácido en la segunda etapa.

Los productos y servicios protegidos por este registro son:
C02F 3/30

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+ ES-2954790_B2 Proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas Sector de la técnica. La presente invención se refiere a un proceso aplicable en ingeniería del agua residual, y adecuado para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas EDAR Estado de la técnica anterior Actualmente son conocidas diversas tecnologías basadas en fangos activos para el tratamiento de aguas residuales, utilizándose unas u otras en función del tipo de aguas residuales a tratar y del espacio disponible A continuación, se mencionan algunas de las tecnologías que se utilizan actualmente por separado en diferentes procesos de tratamiento de aguas, El proceso de lodos activados de alta carga basado en la biofloculación, la adsorción y la bioacumulación de compuestos orgánicos, se desarrolló para capturar la materia orgánica presente en las aguas residuales y minimizar la oxidación biológica. La tecnología de lodos activados de alta carga permite maximizar la derivación de la materia orgánica hacia la línea de fangos para producir biogás. La tecnología de lodo granular aeróbico está implementada en el tratamiento de aguas residuales urbanas para tratar efluentes de pretratamiento o de decantación primaria y llevar a cabo la nitrificación completa convencional. En la nitrificación completa, primero se pasa el amonio a nitrito y seguidamente a nitrato. Un inconveniente de esta tecnología es que requiere cantidades significativas de energía para aportar el oxígeno necesario para llevar a cabo la nitrificación completa, hasta el punto de que los costes de aeración son el coste energético principal en una estación depuradora de aguas residuales urbanas. Las tecnologías actuales de tratamiento gastan cantidades significativas de energía para aportar el oxígeno necesario para llevar a cabo la nitrificación convencional. Basado en la tecnología granular aerobia es conocido el sistema Nereda®, desarrollado por Royal Haskoning DHV consistente en una depuradora con un solo tipo de reactor-lodo granular aeróbico con una geometría y particularidades específicas. También es conocida la tecnología basada en biomasa granular ANAMMOX® (biomasa autotrófica que oxida el amonio y el nitrito a nitrógeno gas) desarrollada por PAQUES y utilizada para tratar aguas industriales y aguas de retorno de las depuradoras en unas condiciones de cargas y temperaturas elevadas y radicalmente distintas a las existentes en la línea principal de agua de las estaciones de tratamiento de aguas residuales. Las tecnologías actuales de tratamiento de aguas residuales no optimizan la derivación de materia orgánica hacia la línea de fangos para maximizar la producción de biogás De otra parte los intentos de incorporación de la biomasa ANAMMOX en los procesos de tratamiento de aguas residuales en la línea principal de tratamiento no han conseguido hasta la fecha estabilidad del proceso. La técnica actual solo ha sido capaz de desarrollar lodo granular aeróbico para tratar directamente el agua de entrada de las depuradoras, o el agua decantada con elevada concentración de materia orgánica que facilita el desarrollo de la biomasa granular y la desnitrificación heterótrofa del nitrógeno. En el proceso propuesto, se usa el efluente de lodos activados de alta carga, con menos concentración de carga orgánica. Alimentando de forma continua y secuencialmente diferentes líneas de reactores secuenciales biológicos (SBR) que trabajan a volumen constante y con intercambios de volumen entre 40% y de hasta el 70%, y mediante una purga selectiva se consigue desarrollar lodo granular usando agua de salida de un proceso de lodos activados de alta carga y se consigue detener la nitrificación a la forma nitrito de forma parcial. En cuanto a la oxidación anaerobia autotrófica del amonio solo se ha desarrollado para tratar los retornos de las unidades de digestión anaerobia, con elevadas concentraciones de nitrógeno y temperatura y, esta tecnología no se está utilizando en el tratamiento del agua de a línea principal de una estación depuradora de aguas residuales debido a las dificultades técnicas que supone. Para eliminar de forma autótrofa el nitrógeno de la línea principal de una depuradora urbana hay que hacer frente a bajas concentraciones de amonio y bajas temperaturas en invierno. El problema técnico que se plantea es el desarrollo de un proceso de tratamiento de aguas residuales que proporciona un gran ahorro energético respecto a la técnica actual y un avance técnico que soluciona la dificultad del control del proceso y permite la eliminación autótrofa del nitrógeno en la línea principal de agua de forma estable. Explicación de la invención. El proceso de la invención se basa en la combinación de tres etapas de tratamiento consecutivas que incluyen un primer reactor de lodos activos de alta carga, un reactor de lodo granular aeróbico capaz de conseguir la nitritación parcial del amonio y un tercer reactor para la oxidación anaerobia del amonio. La combinación de los tres reactores, en la forma de operación que aquí se describen proporciona un ahorro energético en el proceso global y un avance técnico ya que soluciona la gran dificultad de un control estable de la eliminación autótrofa del nitrógeno en la línea de agua de una EDAR Este proceso se basa en la adaptación de la tecnología lodo granular aeróbico a la nitritación parcial para tratar agua de baja carga en la línea principal de una depuradora de aguas residuales oxidando parcialmente el amonio a nitrito y obteniendo un efluente apto para el proceso de oxidación anaerobia del amonio en la línea de agua. El influente al reactor granular aerobio es el agua proveniente de un reactor de lodos activos de alta carga. Hasta la fecha, no se ha implementado la combinación de estas tecnologías, debido a la dificultad técnica que supone el combinarlas. El proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas, objeto de la invención comprende las siguientes etapas: - una primera etapa consistente en un tratamiento biológico de alta carga en la que el agua residual urbana a tratar se mantiene en un primer reactor durante un tiempo de retención inferior a 1 hora y es sometida a una aireación controlada mediante una sonda de oxígeno a na concentración de oxígeno disuelto de menos de 1 ppm y posteriormente el agua pasa a un decantador en el que los sólidos decantan por gravedad y el agua tratada en dicha primera etapa sale por rebosamiento del decantador; - una segunda de etapa de nitritación parcial en un reactor biológico granular aeróbico, en el que se elimina del agua residual la DQO (Demanda Química de Oxígeno) a valores por debajo de 125 ppm y los sólidos en suspensión a valores por debajo de 35 ppm y mediante un control del volumen intercambiado, de la edad del fango, de la longitud de los ciclos y de la concentración de oxígeno disuelto durante la fase de aireación se realiza una nitritación parcial del amonio que consigue salir del reactor biológico con una ratio NO2-/NH4+ adecuada para la posterior eliminación autótrofa del nitrógeno y, - una tercera etapa de oxidación anaerobia del amonio en un reactor biológico de biomasa ANAMMOX, que consigue eliminar del agua residual el Nitrógeno total a valores por debajo de 6 ppm. La combinación de estas tres etapas en el tratamiento de aguas residuales permite obtener un gran ahorro energético y un avance técnico en la estabilidad y el control de la eliminación autótrofa del nitrógeno. Con el proceso de la invención, en primer lugar se deriva la materia orgánica con lodos activados de alta carga, después se utiliza un reactor granular aeróbico adaptado para hacer una nitritación parcial del nitrógeno (ahorro energético significativo en aeración) y finalmente se usa la tecnología ANAMMOX para eliminar el nitrógeno de forma totalmente anaerobia y autótrofa (sin necesidad de aporte de aire, ni de materia orgánica) . El esquema resultante del proceso de la invención comprende una primera etapa de lodos activados de alta carga con elevada derivación de materia orgánica a la línea de fangos seguida de una segunda etapa en un reactor con lodo granular aeróbico adaptado a nitritación parcial a bajas cargas y bajas temperaturas pensada para crear un influente adecuado para realizar finalmente en la tercera etapa la oxidación anaerobia del amonio. La invención comprende en la primera etapa la recirculación al primer reactor de los sólidos decantados, excepto una parte que se purga del sistema, manteniendo una concentración de sólidos suspendidos en el primer reactor por debajo de 3000ppm. En esta primera etapa se onsigue eliminar entre un 40 y un 60 % de la DQO (Demanda Química de Oxígeno) del agua residual. La segunda etapa se realiza en un reactor que consta de varias líneas o recipientes alimentados por la parte inferior a través del lecho de fangos sedimentados y que se alimentan secuencialmente. Cada recipiente alterna cíclicamente fases de alimentación/rebose simultáneo (nivel constante) , aireación y decantación. En la fase de alimentación se intercambia un volumen aproximado del 50%. Al final de cada fase de decantación se purgan lateralmente los sólidos en exceso. En los recipientes coexiste fango granular y fango flocular. Una concentración de ácido nitroso libre (FNA) consigue inhibir las bacterias nitrito-oxidantes NOB de forma que el agua sale con una ratio Amonio/Nitrito cercana a 1, 32. El tiempo de retención en esta segunda etapa es de menos de 14 horas. La alimentación a cada línea se realiza por el fondo del reactor mediante unas parrillas que aseguran el reparto homogéneo en todo el fondo del reactor. Debajo de la parrilla de alimentación al reactor se encuentra dispuesto el sistema de aireación. Cada línea de reactor funciona por varios ciclos diarios. Cada ciclo dispone como mínimo de un ciclo de alimentación/rebose un ciclo de aireación y un ciclo de decantación. En la superficie superior del reactor hay un sistema homogéneo de recogida del agua clarificada mediante canales o tuberías que permiten evacuar el agua tratada durante la fase de alimentación. Por debajo del sistema de evacuación hay una válvula o una compuerta que permite en caso de ser necesario bajar el nivel de líquido por debajo del sistema de evacuación para evitar que se llene de sólidos durante la fase de aireación. El reactor dispone de un sistema de purga para purgar la biomasa en suspensión por encima del nivel de los gránulos decantados. La aireación se controla para conseguir la concentración de amonio y/o la ratio NO2-/NH4+ deseada mediante sondas de amonio y pH. Para el control de la aireación se podrán usar también sondas de Rx, nitrito y nitrato. Otra ventaja del proceso de la invención, combinando las tres etapas indicadas, es que se inhibe el crecimiento de bacterias nitrito-oxidantes (NOB) y se obtienen unas condiciones avorables para la tercera etapa ANAMMOX que no se han alcanzado anteriormente en la línea de agua de una estación depuradora de aguas residuales urbana de forma estable. La segunda etapa con lodo granular aeróbico de nitritación parcial permite asegurar un efluente a bajas concentraciones de sólidos y materia orgánica, peligrosos para el proceso ANAMMOX y a su vez consigue una eliminación autótrofa del nitrógeno en dos etapas separadas (segunda y tercera etapas de este proceso) para minimizar consumos energéticos de aeración, necesidades de materia orgánica y volumen requerido. La aplicación de la nitritación parcial en la segunda etapa permite ahorrar hasta un 50% del oxígeno para eliminación del nitrógeno comparado con la nitrificación total convencional. La tercera etapa, alimentada con el agua efluente de la segunda etapa, se realiza en un reactor agitado con biomasa granular ANAMMOX en el que las bacterias eliminan el nitrógeno de forma anaerobia y autótrofa y el agua sale de la zona de clarificación cumpliendo la siguiente calidad de vertido: La aplicación de la tecnología ANAMMOX en esta tercera etapa de tratamiento en la línea de agua permite derivar el máximo de materia orgánica a la producción de biogás, ya que no se requiere para la desnitrificación convencional. El incremento de biogás producido se puede usar para generar electricidad reduciendo el consumo energético de la EDAR o como biometano con una purificación previa. El proceso de la invención como se ha mencionado anteriormente, es la combinación de las tres etapas indicadas y constituye una modificación en el diagrama de proceso básico de una depuradora convencional, proporcionando una serie de ventajas entre las que cabe mencionar: - constituye un avance hacia el objetivo de reducción de gases de efecto invernadero a través de la reducción del consumo energético de las depuradoras urbanas que actualmente son grandes consumidoras de energía eléctrica; - permite un control del proceso en línea de agua principal que gracias a la concentración de ácido nitroso libre (FNA) obtenida y junto con los gránulos dan estabilidad al proceso de nitritación parcial permitiendo la reducción autótrofa del amonio en dos etapas a bajas temperaturas y bajas cargas; - al no requerir decantación secundaria es una solución más compacta que el tratamiento convencional de decantación primaria más tratamiento biológico de lodos activos con eliminación de nutrientes, reduciendo el impacto ambiental asociado a la construcción de estaciones depuradoras de aguas residuales y liberando espacio para otros usos. En caso de que fuera necesario reducir la concentración de fosforo del efluente, la invención contempla que el proceso de tratamiento pueda comprender una dosificación de FeCh en cualquiera de las etapas del mismo. En el caso de que la ratio amonio/alcalinidad del agua bruta sea demasiado baja y no se consiga el nivel de ácido nitroso libre (FNA) necesario en el reactor para inhibir el crecimiento de las bacterias nitrito-oxidantes (NOB) , la invención comprende un aumento de la ratio amonio/alcalinidad del influente mediante la dosificación de ácido en la segunda etapa. Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, se hace constar a los efectos oportunos que en el proceso descrito se podrán introducir las modificaciones que se consideren oportunas, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.
+ ES-2954790_A1 Proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas Sector de la técnica. La presente invención se refiere a un proceso aplicable en ingeniería del agua residual, y adecuado para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas EDAR Estado de la técnica anterior Actualmente son conocidas diversas tecnologías basadas en fangos activos para el tratamiento de aguas residuales, utilizándose unas u otras en función del tipo de aguas residuales a tratar y del espacio disponible A continuación, se mencionan algunas de las tecnologías que se utilizan actualmente por separado en diferentes procesos de tratamiento de aguas, El proceso de lodos activados de alta carga basado en la biofloculación, la adsorción y la bioacumulación de compuestos orgánicos, se desarrolló para capturar la materia orgánica presente en las aguas residuales y minimizar la oxidación biológica. La tecnología de lodos activados de alta carga permite maximizar la derivación de la materia orgánica hacia la línea de fangos para producir biogás. La tecnología de lodo granular aeróbico está implementada en el tratamiento de aguas residuales urbanas para tratar efluentes de pretratamiento o de decantación primaria y llevar a cabo la nitrificación completa convencional. En la nitrificación completa, primero se pasa el amonio a nitrito y seguidamente a nitrato. Un inconveniente de esta tecnología es que requiere cantidades significativas de energía para aportar el oxígeno necesario para llevar a cabo la nitrificación completa, hasta el punto de que los costes de aeración son el coste energético principal en una estación depuradora de aguas residuales urbanas. Las tecnologías actuales de tratamiento gastan cantidades significativas de energía para aportar el oxígeno necesario para llevar a cabo la nitrificación convencional. Basado en la tecnología granular aerobia es conocido el sistema Nereda®, desarrollado por Royal Haskoning DHV consistente en una depuradora con un solo tipo de reactor-lodo granular aeróbico con una geometría y particularidades específicas. También es conocida la tecnología basada en biomasa granular ANAMMOX® (biomasa autotrófica que oxida el amonio y el nitrito a nitrógeno gas) desarrollada por PAQUES y utilizada para tratar aguas industriales y aguas de retorno de las depuradoras en unas condiciones de cargas y temperaturas elevadas y radicalmente distintas a las existentes en la línea principal de agua de las estaciones de tratamiento de aguas residuales. Las tecnologías actuales de tratamiento de aguas residuales no optimizan la derivación de materia orgánica hacia la línea de fangos para maximizar la producción de biogás De otra parte los intentos de incorporación de la biomasa ANAMMOX en los procesos de tratamiento de aguas residuales en la línea principal de tratamiento no han conseguido hasta la fecha estabilidad del proceso. La técnica actual solo ha sido capaz de desarrollar lodo granular aeróbico para tratar directamente el agua de entrada de las depuradoras, o el agua decantada con elevada concentración de materia orgánica que facilita el desarrollo de la biomasa granular y la desnitrificación heterótrofa del nitrógeno. En el proceso propuesto, se usa el efluente de lodos activados de alta carga, con menos concentración de carga orgánica. Alimentando de forma continua y secuencialmente diferentes líneas de reactores secuenciales biológicos (SBR) que trabajan a volumen constante y con intercambios de volumen entre 40% y de hasta el 70%, y mediante una purga selectiva se consigue desarrollar lodo granular usando agua de salida de un proceso de lodos activados de alta carga y se consigue detener la nitrificación a la forma nitrito de forma parcial. En cuanto a la oxidación anaerobia autotrófica del amonio solo se ha desarrollado para tratar los retornos de las unidades de digestión anaerobia, con elevadas concentraciones de nitrógeno y temperatura y, esta tecnología no se está utilizando en el tratamiento del agua de a línea principal de una estación depuradora de aguas residuales debido a las dificultades técnicas que supone. Para eliminar de forma autótrofa el nitrógeno de la línea principal de una depuradora urbana hay que hacer frente a bajas concentraciones de amonio y bajas temperaturas en invierno. El problema técnico que se plantea es el desarrollo de un proceso de tratamiento de aguas residuales que proporciona un gran ahorro energético respecto a la técnica actual y un avance técnico que soluciona la dificultad del control del proceso y permite la eliminación autótrofa del nitrógeno en la línea principal de agua de forma estable. Explicación de la invención. El proceso de la invención se basa en la combinación de tres etapas de tratamiento consecutivas que incluyen un primer reactor de lodos activos de alta carga, un reactor de lodo granular aeróbico capaz de conseguir la nitritación parcial del amonio y un tercer reactor para la oxidación anaerobia del amonio. La combinación de los tres reactores, en la forma de operación que aquí se describen proporciona un ahorro energético en el proceso global y un avance técnico ya que soluciona la gran dificultad de un control estable de la eliminación autótrofa del nitrógeno en la línea de agua de una EDAR Este proceso se basa en la adaptación de la tecnología lodo granular aeróbico a la nitritación parcial para tratar agua de baja carga en la línea principal de una depuradora de aguas residuales oxidando parcialmente el amonio a nitrito y obteniendo un efluente apto para el proceso de oxidación anaerobia del amonio en la línea de agua. El influente al reactor granular aerobio es el agua proveniente de un reactor de lodos activos de alta carga. Hasta la fecha, no se ha implementado la combinación de estas tecnologías, debido a la dificultad técnica que supone el combinarlas. El proceso para el tratamiento de aguas residuales en estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas, objeto de la invención comprende las siguientes etapas: - una primera etapa consistente en un tratamiento biológico de alta carga en la que el agua residual urbana a tratar se mantiene en un primer reactor durante un tiempo de retención inferior a 1 hora y es sometida a una aireación controlada mediante una sonda de oxígeno a na concentración de oxígeno disuelto de menos de 1 ppm y posteriormente el agua pasa a un decantador en el que los sólidos decantan por gravedad y el agua tratada en dicha primera etapa sale por rebosamiento del decantador; - una segunda de etapa de nitritación parcial en un reactor biológico granular aeróbico, en el que se elimina del agua residual la DQO (Demanda Química de Oxígeno) a valores por debajo de 125 ppm y los sólidos en suspensión a valores por debajo de 35 ppm y mediante un control del volumen intercambiado, de la edad del fango, de la longitud de los ciclos y de la concentración de oxígeno disuelto durante la fase de aireación se realiza una nitritación parcial del amonio que consigue salir del reactor biológico con una ratio NO2-/NH4+ adecuada para la posterior eliminación autótrofa del nitrógeno y, - una tercera etapa de oxidación anaerobia del amonio en un reactor biológico de biomasa ANAMMOX, que consigue eliminar del agua residual el Nitrógeno total a valores por debajo de 6 ppm. La combinación de estas tres etapas en el tratamiento de aguas residuales permite obtener un gran ahorro energético y un avance técnico en la estabilidad y el control de la eliminación autótrofa del nitrógeno. Con el proceso de la invención, en primer lugar se deriva la materia orgánica con lodos activados de alta carga, después se utiliza un reactor granular aeróbico adaptado para hacer una nitritación parcial del nitrógeno (ahorro energético significativo en aeración) y finalmente se usa la tecnología ANAMMOX para eliminar el nitrógeno de forma totalmente anaerobia y autótrofa (sin necesidad de aporte de aire, ni de materia orgánica) . El esquema resultante del proceso de la invención comprende una primera etapa de lodos activados de alta carga con elevada derivación de materia orgánica a la línea de fangos seguida de una segunda etapa en un reactor con lodo granular aeróbico adaptado a nitritación parcial a bajas cargas y bajas temperaturas pensada para crear un influente adecuado para realizar finalmente en la tercera etapa la oxidación anaerobia del amonio. La invención comprende en la primera etapa la recirculación al primer reactor de los sólidos decantados, excepto una parte que se purga del sistema, manteniendo una concentración de sólidos suspendidos en el primer reactor por debajo de 3000ppm. En esta primera etapa se onsigue eliminar entre un 40 y un 60 % de la DQO (Demanda Química de Oxígeno) del agua residual. La segunda etapa se realiza en un reactor que consta de varias líneas o recipientes alimentados por la parte inferior a través del lecho de fangos sedimentados y que se alimentan secuencialmente. Cada recipiente alterna cíclicamente fases de alimentación/rebose simultáneo (nivel constante) , aireación y decantación. En la fase de alimentación se intercambia un volumen aproximado del 50%. Al final de cada fase de decantación se purgan lateralmente los sólidos en exceso. En los recipientes coexiste fango granular y fango flocular. Una concentración de ácido nitroso libre (FNA) consigue inhibir las bacterias nitrito-oxidantes NOB de forma que el agua sale con una ratio Amonio/Nitrito cercana a 1, 32. El tiempo de retención en esta segunda etapa es de menos de 14 horas. La alimentación a cada línea se realiza por el fondo del reactor mediante unas parrillas que aseguran el reparto homogéneo en todo el fondo del reactor. Debajo de la parrilla de alimentación al reactor se encuentra dispuesto el sistema de aireación. Cada línea de reactor funciona por varios ciclos diarios. Cada ciclo dispone como mínimo de un ciclo de alimentación/rebose un ciclo de aireación y un ciclo de decantación. En la superficie superior del reactor hay un sistema homogéneo de recogida del agua clarificada mediante canales o tuberías que permiten evacuar el agua tratada durante la fase de alimentación. Por debajo del sistema de evacuación hay una válvula o una compuerta que permite en caso de ser necesario bajar el nivel de líquido por debajo del sistema de evacuación para evitar que se llene de sólidos durante la fase de aireación. El reactor dispone de un sistema de purga para purgar la biomasa en suspensión por encima del nivel de los gránulos decantados. La aireación se controla para conseguir la concentración de amonio y/o la ratio NO2-/NH4+ deseada mediante sondas de amonio y pH. Para el control de la aireación se podrán usar también sondas de Rx, nitrito y nitrato. Otra ventaja del proceso de la invención, combinando las tres etapas indicadas, es que se inhibe el crecimiento de bacterias nitrito-oxidantes (NOB) y se obtienen unas condiciones avorables para la tercera etapa ANAMMOX que no se han alcanzado anteriormente en la línea de agua de una estación depuradora de aguas residuales urbana de forma estable. La segunda etapa con lodo granular aeróbico de nitritación parcial permite asegurar un efluente a bajas concentraciones de sólidos y materia orgánica, peligrosos para el proceso ANAMMOX y a su vez consigue una eliminación autótrofa del nitrógeno en dos etapas separadas (segunda y tercera etapas de este proceso) para minimizar consumos energéticos de aeración, necesidades de materia orgánica y volumen requerido. La aplicación de la nitritación parcial en la segunda etapa permite ahorrar hasta un 50% del oxígeno para eliminación del nitrógeno comparado con la nitrificación total convencional. La tercera etapa, alimentada con el agua efluente de la segunda etapa, se realiza en un reactor agitado con biomasa granular ANAMMOX en el que las bacterias eliminan el nitrógeno de forma anaerobia y autótrofa y el agua sale de la zona de clarificación cumpliendo la siguiente calidad de vertido: La aplicación de la tecnología ANAMMOX en esta tercera etapa de tratamiento en la línea de agua permite derivar el máximo de materia orgánica a la producción de biogás, ya que no se requiere para la desnitrificación convencional. El incremento de biogás producido se puede usar para generar electricidad reduciendo el consumo energético de la EDAR o como biometano con una purificación previa. El proceso de la invención como se ha mencionado anteriormente, es la combinación de las tres etapas indicadas y constituye una modificación en el diagrama de proceso básico de una depuradora convencional, proporcionando una serie de ventajas entre las que cabe mencionar: - constituye un avance hacia el objetivo de reducción de gases de efecto invernadero a través de la reducción del consumo energético de las depuradoras urbanas que actualmente son grandes consumidoras de energía eléctrica; - permite un control del proceso en línea de agua principal que gracias a la concentración de ácido nitroso libre (FNA) obtenida y junto con los gránulos dan estabilidad al proceso de nitritación parcial permitiendo la reducción autótrofa del amonio en dos etapas a bajas temperaturas y bajas cargas; - al no requerir decantación secundaria es una solución más compacta que el tratamiento convencional de decantación primaria más tratamiento biológico de lodos activos con eliminación de nutrientes, reduciendo el impacto ambiental asociado a la construcción de estaciones depuradoras de aguas residuales y liberando espacio para otros usos. En caso de que fuera necesario reducir la concentración de fosforo del efluente, la invención contempla que el proceso de tratamiento pueda comprender una dosificación de FeCh en cualquiera de las etapas del mismo. En el caso de que la ratio amonio/alcalinidad del agua bruta sea demasiado baja y no se consiga el nivel de ácido nitroso libre (FNA) necesario en el reactor para inhibir el crecimiento de las bacterias nitrito-oxidantes (NOB) , la invención comprende un aumento de la ratio amonio/alcalinidad del influente mediante la dosificación de ácido en la segunda etapa. Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, se hace constar a los efectos oportunos que en el proceso descrito se podrán introducir las modificaciones que se consideren oportunas, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.

Publicaciones:
ES2954790 (24/11/2023) - A1 Solicitud de patente con informe sobre el estado de la técnica
ES2954790 (15/04/2024) - B2 Patente de invención con examen
Eventos:
En fecha 25/10/2023 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 26/10/2023 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 26/10/2023 se realizó Aceptación Tramitación CAP
En fecha 26/10/2023 se realizó 1001P_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 26/10/2023 se realizó Superado examen de oficio
En fecha 14/11/2023 se realizó Realizado IET
En fecha 17/11/2023 se realizó 1109P_Comunicación Traslado del IET
En fecha 24/11/2023 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 24/11/2023 se realizó Publicación Folleto Solicitud con IET (A1)
En fecha 11/03/2024 se realizó Validación petición y/o pago de examen sustantivo conforme
En fecha 01/04/2024 se realizó No existen objeciones a la concesión de la solicitud
En fecha 01/04/2024 se realizó Finalización de Examen Sustantivo
En fecha 01/04/2024 se realizó 6121P_Comunicación finalización de examen sustantivo
En fecha 05/04/2024 se realizó Publicación finalización de examen sustantivo
En fecha 08/04/2024 se realizó Concesión con examen sustantivo
En fecha 08/04/2024 se realizó Entrega título
En fecha 08/04/2024 se realizó 6125P_Notificación de concesión con examen sustantivo
En fecha 15/04/2024 se realizó Publicación concesión Patente
En fecha 15/04/2024 se realizó Publicación Folleto Concesión
Pagos:
25/10/2023 - Pago Tasas IET