Simulación de un biorreactor con membranas sumergidas para tratamiento de un efluente acuícola

Abstract

The recirculating aquaculture systems (RAS) discharges residual sludge, with organic matter and nutrients content. This research presents a simulation, with GPS-X 6.5 software, about the treatment of this sludge effluent from the RAS. The treatment unit is a membrane bioreactor. It carries out degradation of organic matter and nutrient removal. The primary objective of this work was to determinate the components and the biological process considered in the ASM1 model, as well as to know the quality of the treated effluent. The simulation allows working under similar operational conditions to the real treatment, but with controlled variables, to evaluate the behaviour of the system. So it is possible to correct or prevent failures without handling the actual process. The simulation was made with controlled operating conditions in the reactor, for a stable state process. The reactor reached high organic matter removal rates of 97%. The obtained quality of the treated effluent let concluded that treatment could achieve an appropriate effluent for reuse in an intensive aquaculture system completely recirculated. We got the rates of the biological processes analysed with the ASM1 model, through simulating the operation of a submerged membrane bioreactor, fed with a sludge recirculating aquaculture system.

Los sistemas acuícola con recirculación (RAS) convencionales descargan lodos residuales ricos en materia orgánica y nutrimentos. En este trabajo se realizó una simulación con el software GPS-X 6.5 del tratamiento de lodos residuales provenientes de un RAS. La unidad de tratamiento es un reactor biológico con membradas sumergidas (BRM) en el cual se lleva a cabo la degradación de la materia orgánica. El objetivo es conocer y analizar las componentes y los procesos biológicos, así como la calidad del efluente tratado, usando el modelo ASM1. La simulación permite trabajar en un entorno y condiciones operacionales similares a las reales, pero con variables controladas, con el fin de estudiar y comprobar el comportamiento del sistema. Así es posible corregir o evitar fallos sin que el proceso real sea manipulado. Se hizo una simulación con condiciones de operación controladas para un estado estable en el reactor. Se obtuvo un efluente de alta calidad, con tasas de remoción de materia orgánica mayores de 97%. Se concluye que el tratamiento permite lograr un efluente adecuado para su reuso en un sistema acuícola intensivo completamente recirculado. Además se obtuvieron las tasas de los procesos biológicos analizados con el modelo ASM1, mediante la simulación de la operación de un biorreactor con membranas sumergidas, alimentado con lodos residuales de un sistema acuícola con recirculación.