Integrating enhanced biological phosphorus removal (EBPR) in a resource recovery scenario

Abstract

La presente tesis doctoral se enfoca en evaluar un sistema de eliminación biológica de fósforo (enhanced biological phosphorus removal, EBPR) orientado a un escenario de recuperación de recursos. Los resultados obtenidos se dividieron en cuatro capítulos, los cuales aparecen en los capítulos 4, 5, 6 y 7. Los temas estudiados en cada capítulo se resumen a continuación: Capítulo 4. Se estudió a largo plazo un sistema SBR-EBPR cuya configuración fue modificada con la finalidad de obtener un líquido altamente enriquecido con P. La configuración del sistema SBR-EBPR consistió en incluir una etapa de extracción de sobrenadante al final de la etapa anaeróbica (después de un periodo de sedimentación). El líquido extraído tiene la mayor concentración de P en el ciclo SBR, lo cual implica que la disponibilidad de este nutriente estaría limitada para los requerimientos metabólicos de los microrganismos responsables de este proceso, comprometiendo la eficiencia del proceso EBPR. Por ello se evaluaron diferentes volúmenes de extracción. Capítulo 5. Se estudió el comportamiento de la actividad EBPR usando tiempos de retención celular (TRC) cortos, esto con la finalidad de evaluar su posible integración en sistemas energéticamente eficientes, como el proceso A/B. Con este fin, se operaron tres diferentes reactores secuenciales (por lotes) con una configuración convencional a 25 ºC y a TRC de entre 3-14 días. Capítulo 6. La influencia de la temperatura y el SRT sobre el proceso EBPR fueron evaluadas, a corto y largo plazo. En este capítulo se usaron tres sistemas EBPR, los cuales se operaron a temperaturas de entre 10-20 ºC y a TRC de entre 3.5-15 días. Capítulo 7. La biomasa obtenida de los diferentes sistemas (SBR-EBPR), usados en el capítulo 6 se metió a pruebas de digestión anaerobia, esto con la finalidad de evaluar su potencial de producción de metano. Debido a que cada biomasa contenía diferentes concentraciones de PHA, la influencia del contenido de PHA sobre la de producción de metano también fue evaluada.

This doctoral thesis focuses on evaluating an EBPR (enhanced biological phosphorus removal process) system oriented to the scenario of resource recovery. The results obtained are divided into four chapters, which are presented in chapters 4, 5, 6 and 7. The topics studied in each chapter are summarized below: Chapter 4. A SBR-EBPR system was studied in the long term by modifying its configuration in order to obtain an anaerobic supernatant enriched in phosphorus. The configuration of system SBR-EBPR included one stage for the extraction of supernatant at the end of anaerobic stage (after a period of sedimentation). The extracted liquid has the largest concentration of P in the SBR cycle, which implies that the availability of this nutrient would be limited for the metabolic requirements of the PAO, compromising the efficiency of the process EBPR. For this reason, different extraction volumes were assessed. Chapter 5. The behavior of the EBPR activity using short cell retention times (SRT) was studied in order to assess the possibility of its integration to energetically efficient systems, such as the A/B process. With this purpose, different SBR were operated with a conventional configuration. These SBR were operated at 25 °C and at 3-14 days SRT. Chapter 6. the influence of temperature and SRT on the EBPR process was assessed (in both the short and long terms) using three EBRP systems. These systems were operated at t temperatures between 10-20 ºC and at TRC between 3.5-15 days. Chapter 7. The biomass obtained in the different operational periods of the SBR-EBPR systems used in chapter 6 was subjected to an anaerobic digestion test to evaluate its methane production. Because each biomass contained different concentrations of PHA, the influence of PHA content on methane production was also evaluated.