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Un nuevo estándar de descarga fijó el límite de amoniaco de esta planta por debajo de 5 mg/L. Venía operando entre 6 y 8, y las bacterias nitrificantes, tanto nacionales como importadas, ya habían fallado ahí. Ammonia Treat usa bacterias heterótrofas que consumen carbono en lugar de los nitrificantes autótrofos de los que dependen esos productos, y la prueba de laboratorio previa a la aplicación a escala real incluyó un control sin tratar.
| Medición | Antes | Después de Ammonia Treat |
|---|---|---|
| Amoniaco del efluente (planta) | 6 a 8 mg/L | 0.7 a 0.8 mg/L |
| Cronología en planta | n/a | 2 mg/L al día 3, menos de 1 mg/L después |
| Límite de descarga, menos de 5 mg/L | No cumplido | Cumplido |
| Laboratorio, brazo tratado a las 24 horas | 4.94 mg/L | 0.029 mg/L |
| Laboratorio, brazo nitrificante a las 24 horas | 5.12 mg/L | 6.14 mg/L |
| Laboratorio, control sin tratar a las 24 horas | 4.84 mg/L | 6.62 mg/L |
| DQO | No cuantificada en la fuente | Reportada como reducida, sin cifra |
Una planta de tratamiento de aguas residuales petroquímicas que procesaba 6,000 toneladas por día descargaba el amoniaco del efluente entre 6 y 8 mg/L. Un nuevo estándar de descarga fijó el límite por debajo de 5 mg/L. El tiempo de retención del sistema era de 6 horas y no había espacio en el proceso para agregar una etapa de tratamiento.
Primero se probaron varios productos de bacterias nitrificantes, nacionales e importados. Ninguno logró mantener el amoniaco bajo.
Las bacterias nitrificantes son autótrofas. Obtienen su energía de oxidar el amoniaco a nitrito y luego a nitrato, y forman su masa celular a partir del dióxido de carbono y no del carbono orgánico del agua residual. Además crecen despacio, lo que las hace vulnerables a los tiempos de retención cortos y a cualquier compuesto de una corriente industrial que las inhiba. El registro de origen de esta planta no diagnostica por qué fallaron los productos nitrificantes aquí, solo que fallaron, de forma repetida y con más de un proveedor.
Lo que quedaba por responder era si un tipo distinto de bacterias reductoras de amoniaco podía funcionar en esta agua residual.
El agua residual fue primero al laboratorio. Tres brazos corrieron en paralelo sobre el mismo material: Ammonia Treat, un producto nitrificante de Novozyme y un control sin tratar. El amoniaco se midió a las 0, 24, 48, 72 y 144 horas.
Ammonia Treat es un producto multicepa de Bacillus. Sus bacterias son heterótrofas, así que consumen carbono orgánico y toman nitrógeno amoniacal a medida que crecen, en lugar de oxidar el amoniaco para obtener energía como hacen los nitrificantes autótrofos. La mezcla también lleva cepas desnitrificantes. Las especificaciones y presentaciones están en la página del producto de bacterias reductoras de amoniaco.
El resultado de laboratorio fijó la dosis de aplicación, y luego el producto entró a la planta en operación con una dosificación diaria. A partir de ahí se dio seguimiento al amoniaco del efluente. La planta mantuvo su proceso existente y no se agregó ninguna etapa de tratamiento nueva.
En esta página hay dos pruebas distintas y miden cosas diferentes. La prueba de laboratorio incluyó un verdadero control sin tratar, y sus tres brazos partieron cerca de 5 mg/L. La aplicación a escala real no tuvo control. Corrió en una planta viva a 6,000 toneladas por día, así que nada más en la instalación se mantuvo constante, y su cifra previa al tratamiento de 6 a 8 mg/L es una línea base, no un control sin tratar.
El registro de origen no indica la carga de amoniaco de entrada, la temperatura, el pH, el oxígeno disuelto ni las fechas de la corrida, por eso ninguno de esos datos aparece aquí.
Dos conjuntos de datos distintos, mostrados lado a lado y sin combinar. Izquierda: la prueba de laboratorio controlada sobre el agua residual de esta planta, tres brazos incluido un control sin tratar, todos partiendo cerca de 5 mg/L. Derecha: la planta en operación, que corrió entre 6 y 8 mg/L antes del tratamiento y entre 0.7 y 0.8 mg/L después, frente a su límite de descarga de 5 mg/L.
En el laboratorio, el amoniaco de la muestra con Ammonia Treat bajó de 4.94 mg/L a 0.029 mg/L en 24 horas, una reducción del 99%. Se mantuvo por debajo de 0.35 mg/L durante el resto de la corrida de 144 horas y terminó en 0.124 mg/L.
Ninguno de los otros dos brazos bajó. El control sin tratar pasó de 4.84 mg/L a 6.62 mg/L en esas mismas 24 horas y seguía en 5.32 mg/L a las 144 horas. El brazo nitrificante de Novozyme partió en 5.12 mg/L, subió a 6.14 mg/L a las 24 horas y terminó en 6.07 mg/L. En esta agua residual, el producto nitrificante siguió la misma trayectoria que el control sin tratar.
La planta a escala real es un conjunto de datos aparte, con un punto de partida distinto. Ahí el amoniaco del efluente estaba en 2 mg/L tres días después de la primera aplicación de Ammonia Treat y se mantuvo por debajo de 1 mg/L a partir de entonces. El registro del sistema de la planta ubica el amoniaco antes del tratamiento en 6 a 8 mg/L y después del tratamiento en 0.7 a 0.8 mg/L. Los brazos de laboratorio partieron cerca de 5 mg/L; la planta corría más alto, en 6 a 8, así que los dos conjuntos de números no son la misma medición y no se combinan aquí.
El nuevo estándar exigía amoniaco por debajo de 5 mg/L. Esta planta había estado por encima de forma continua y ahora está por debajo. Eso fue lo que ocurrió en esta instalación con esta agua residual. No es una promesa de cumplimiento para otra.
La fuente también reporta que la DQO bajó, que es lo que se espera de bacterias que consumen carbono. No da una cifra de DQO antes ni después, así que no hay un número que poner aquí y la observación queda cualitativa.
Una planta, una matriz de agua residual, una prueba de laboratorio. Los brazos de laboratorio tenían un control; la aplicación a escala real no. La dosis de aplicación la fijó esa prueba de laboratorio sobre el agua residual propia de esta planta, y la fuente no registra una dosis que se transfiera a otra instalación. La comparación con el nitrificante es un único enfrentamiento sobre una sola agua residual, y no dice nada sobre cómo se desempeña ese producto en otro lugar.
Para el mismo producto frente a una carga de amoniaco mucho más alta, el ensayo de lixiviados de relleno sanitario en Chengdu llevó el amoniaco de 850 mg/L a 4 mg/L en 26 horas.
Las rutas habituales son la nitrificación biológica, el arrastre de aire, la cloración al punto de quiebre y el intercambio iónico. El tratamiento biológico suele ser el más barato por unidad de amoniaco removido y el que cabe dentro de una planta de lodos activados sin equipo nuevo. La bioaumentación consiste en agregar bacterias reductoras de amoniaco a un sistema que ya tiene biología pero no alcanza la remoción que exige su permiso, que era la situación de esta planta.
Los nitrificantes crecen despacio y son sensibles, así que los tiempos de retención cortos, los cambios de temperatura y los compuestos inhibidores de una corriente industrial juegan en su contra. Esta planta probó varios productos nitrificantes de más de un proveedor y ninguno se sostuvo. La fuente no diagnostica el motivo; lo que sí registra es que en 144 horas de laboratorio el brazo nitrificante terminó más alto de lo que empezó, en 6.07 mg/L frente a 5.12.
Los nitrificantes autótrofos obtienen su energía de oxidar el amoniaco a nitrito y nitrato, y forman masa celular a partir del dióxido de carbono. Las bacterias heterótrofas consumen el carbono orgánico que ya está en el agua residual y toman nitrógeno amoniacal a medida que crecen. Ammonia Treat es una mezcla heterótrofa, que es también la razón por la que la DQO tiende a bajar junto con el amoniaco.
En la prueba de laboratorio sobre esta agua residual, 24 horas llevaron el amoniaco de 4.94 mg/L a 0.029 mg/L. A escala real la planta estaba en 2 mg/L al tercer día y por debajo de 1 mg/L después de eso. La velocidad depende de la concentración inicial, del tiempo de retención, de la temperatura y de cuánta biología del sistema haya que reconstruir, así que lea estas cifras como las de una planta y no como un calendario.
Resuelven problemas distintos. El arrastre de aire saca el amoniaco del agua hacia el aire: maneja bien las concentraciones altas, pero necesita una torre, ajuste de pH, energía y por lo general una etapa de tratamiento del gas de salida. La remoción biológica convierte el nitrógeno dentro de los tanques que ya tiene, sin equipo nuevo, pero responde más despacio a una carga de choque. Para una planta como esta, ya biológica y solo unos mg/L por encima de su límite, agregar bacterias fue la intervención más pequeña.
Lo fija el permiso de descarga, y varía por país, por cuerpo receptor y por temporada, así que no hay un único número. El nuevo estándar de esta planta era por debajo de 5 mg/L. En muchos países los límites de amoniaco en el efluente se ubican en cifras de un solo dígito y se aprietan en los meses cálidos, cuando el amoniaco es más tóxico para los peces. Lea el permiso antes que un valor de referencia.
No. La prueba de laboratorio incluyó un verdadero control sin tratar junto a la muestra tratada y al producto nitrificante. La aplicación a escala real sobre la planta en operación no tuvo control, así que su cifra previa al tratamiento de 6 a 8 mg/L es una línea base, no un control sin tratar. Los dos conjuntos de datos también parten de concentraciones distintas, por eso se muestran por separado y no se combinan en un solo número.
Las bacterias heterótrofas consumen carbono orgánico, así que una reducción de DQO junto con la remoción de amoniaco es lo esperado. La fuente de este caso reporta que la DQO bajó pero no da una cifra antes ni después, por eso no hay un número en esta página. Queda como una observación cualitativa.
Se dosifican con una programación diaria, por lo general a la cabeza del tanque de aireación para que se mezclen y permanezcan en contacto con el agua residual. La dosis para esta planta la fijó una prueba de laboratorio sobre su propia agua residual antes de que algo entrara al sistema en operación. Una dosis tomada de otra planta no es transferible.
Bio-Green Planet suministra Ammonia Treat a granel, al por mayor, OEM y marca privada, para efluentes petroquímicos e industriales. Las especificaciones, presentaciones y dosis de aplicación están en la página del producto de bacterias reductoras de amoniaco.
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