Hydrodynamic analysis of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor with liquid-phase external circulation

Este trabajo evaluó el comportamiento hidrodinámico y la remoción de materia orgánica en un reactor anaerobio de lecho fijo rellenado con espuma de poliuretano (0,5cm) y operado por lotes secuenciales con recirculación de la fase líquida. El estudio hidrodinámico fue realizado sin microorganismos y con velocidad superficial de líquido entre 0,16 y 0,80cm/s. El reactor fue operado de forma continua para evaluar el patrón de flujo en el lecho y por lotes para estimar el tiempo de mezcla de la fase fluida. Bajo operación continua, el flujo pudo ser caracterizado como pistón y, en el caso de operación discontinua, el tiempo de mezcla fue considerado despreciable cuando fue comparado al tiempo total de reacción a ser utilizado en la operación por lotes para remoción de la materia orgánica. El reactor, rellenado con biomasa anaerobia inmovilizada sobre espuma de poliuretano, fue operado en lotes de 8h con temperatura de 30 ±1ºC y alimentado con agua residual elaborada con glucosa y con demanda química de oxígeno de 500mg/L aproximadamente. El desempeño del proceso fue evaluado sin recirculación de la fase líquida y con recirculación, con aplicación de velocidad superficial de 0,19cm/s. Los mejores resultados de estabilidad del proceso anaerobio y de remoción de materia orgánica fueron alcanzados con la recirculación de la fase liquida, con valores hasta 95 por ciento

Mass transfer improvement of a fixed-bed anaerobic sequencing batch reactor with liquid-phase circulation

Un reactor anaerobio de lotes secuenciales (ASBR) y rellenado con biomasa inmobilizada sobre espuma de poliurenato fue estudiado para tratamiento de agua residual de baja carga. El reactor fue operado con circulación de fase líquida con la finalidad de minimizar la resistencia a la transferencia de materia, típica en sistemas de células inmovilizadas. El reactor fue operado con temperatura controlada en 30 °C y lotes 8 horas fueron utilizados para tratar un agua residual con demanda química de oxígeno (DQO) de 500mg/L. El sistema alcanzó eficiencia de remoción de materia orgánica de 72 por ciento cuando la recirculación no fue utilizada y de 87 por ciento cuando la recirculación de la fase líquida fue empleada, o sea, el desempeño del reactor aumentó cuando la recirculación fue implementada. Además, el modelo cinético de primer orden con una concentración residual de materia orgánica fue ajustado a los datos experimentales para evaluar la influencia de la recirculación de líquido sobre el rendimiento del reactor. El parámetro cinético aparente de primer orden aumentó de 1,19 hasta 2,00h-1 cuando la velocidad superficial del líquido fue aumentada de 0,032 para 0,191cm/s, hasta alcanzar un valor estable (1,90h-1) para valores mayores de velocidad superficial (de 0,191 hasta 0,467cm/s).

Evaluation of the performance of a novel ceramic membrane bioreactor using the fungus Penicillium chrysogenum

The fungus Penicillium chrysogenum IFO-8644 was grown in a new type of ceramic membrane bioreactor operating with synthetic and complex germination medium at 27§C and pH7.0, using membranes with average pore diameters of 2.28 mm and effective area of 26.5 cm². Tests with different age inocula, an important factor in the development of the microorganisms, were performed. The best results were obtained using fresh inocula. Another extremely important factor to be considered in the desing of the bioreactor was the available membrane area for the growth of the fungus. As to the metabolism, sucrose was confirmed as the best source of carbon and energy since glucose had a repressive effect on the antibiotic production. A mathematical model, based on Monod growth kinetics for cell inhibition, enabled a reliable representation of the behavior of the bioreactor. Analysis of the experimental and simulated results showed that the bioprecess is viable in the novel bioreactor and that this bioreactor presents very promising potentials for large scale use.