Depuración de efluentes vinícolas mediante reactores anaerobios

En esta Tesis Doctoral se presenta el estudio de la depuracion de efluentes vinicolas mediante reactores anaerobios y la evaluacion de los distintos factores que determinan su eficacia. Las aguas residuales de bodega se generan estacionalmente, presentan en general un caracter acido, con elevados y muy variables niveles de DQO y DBO5 y la materia organica se encuentra mayoritariamente en forma soluble. De cara a los procesos biologicos, presentan deficit de nutrientes y una alta concentracion de compuestos polifenolicos. Se trabajo con tres reactores anaerobios tipo UASB a escala laboratorio en regimen discontinuo y semicontinuo, estudiando la influencia de la temperatura y de distintos modos de alimentacion intermitente sobre la eficacia del proceso. En la operacion en continuo de estos reactores, se alcanzo una OLR de 7.9 g DQO/l.d, obteniendo rendimientos de eliminacion de DQO siempre superiores al 97%, con un HRT de 7.2 d. Se concluyo que existe un efecto toxico para concentraciones de polifenoles en el agua residual superiores a 193 mg HG/l, que se manifiesta en un aumento de la concentracion de la DQOs en el efluente. Se evidencio una adaptacion progresiva a concentraciones de polifenoles que inicialmente resultaron toxicas. Finalmente, se observo una rapida recuperacion en el rendimiento de un reactor con deficit de nutrientes tras el aporte de estos, en aproximadamente un tiempo de residencia hidraulico. Posteriormente, se dispusieron los reactores tipo UASB en serie con recirculacion. Con esta configuracion se consiguio una mayor estabilidad que con el reactor simple. La recirculacion permitio mantener el pH, la actividad biologica y una alta produccion de metano, superior al 70%, en el primer reactor en serie, a pesar de estar sometido a altas velocidades de carga organica. Asimismo, este sistema presento una gran capacidad de recuperacion frente a modificaciones en las condiciones de operacion. No se observo ninguna diferencia significativa en cuanto a la eliminacion global de la DQOs, que oscilo entre 98.9-99.5%, obteniendo efluentes con DQOs entre 38-119 mg /l, trabajando con HRT dentro del intervalo de 7.2-1.1 d. Por ultimo, se estudio la depuracion de efluentes vinicolas mediante un biorreactor compartimentado anaerobio-aerobio a escala piloto, el cual alcanzo un rendimiento de eliminacion de DQO de hasta el 95%. Se comprobo que es posible optimizar el funcionamiento del reactor prescindiendo de las dos camaras anaerobias finales, empleandolas como etapas de contacto-decantacion, en las que el lecho de lodos sirve basicamente para la retencion de solidos. Se estudiaron diferentes estrategias de mantenimiento del sistema durante el periodo de menor actividad. Se encontro que el mantenimiento del reactor a baja temperatura tras la vendimia permite conservar el fango en las condiciones de maxima actividad. Por el contrario, el mantenimiento de la temperatura de operacion proxima al optimo mesofilo sin alimentacion, ademas de favorecer la digestion de los fangos, implica una disminucion de su actividad metanogenica especifica. Los resultados obtenidos permiten concluir que la depuracion anaerobia constituye una alternativa viable para el tratamiento de los efluentes vinicolas. La configuracion de los reactores anaerobios puede ser optimizada, aprovechando la combinacion del efecto de la recirculacion y la compartimentacion sobre el rendimiento del proceso.