BIB2_U1_EA_JEMP

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Universidad Abierta y a Distancia de México
División de Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales
Ingeniería en Biotecnología
 
Ingeniería de Biorreactores 
 
Unidad 1
Evidencia de aprendizaje 
Escalado de biodiscos
 
Jessica Verónica Mendoza Prado
ES202104539
 Grupo BI-BIB2-2202-B1-001
 
24 de julio de 2022
 
B I O D I S C O S 
Escalado de 
P R O B L E M Á T I C A A
R E S O L V E R 
Principal descubrimeinto 
México produce un millón de
litros de aguas residuales cada
4 segundos 
Se estima que solo el 57%
reciben alguna forma de
tratamiento 
Actualmente, la producción de aguas negras ha
alcanzado niveles nunca antes vistos
históricamente 
En México existen 5001 sitios de descarga de
aguas negras
Bigio, J. (2018) México produce un millón de litros de aguas residuales cada cuatro
segundos. El País. Recuperado de
https://elpais.com/internacional/2018/03/21/mexico/1521659492_767138.html
I M P O R T A N C I A de los Biodiscos 
Las reducciones
de materia
orgánica
obtenidas en este
sistema van del 80
al 95%
Son un medio
económico de
tratamiento tanto
en instalación
como en
operaciones, bajo
en mantenimiento
y de alta eficacia. 
Los operadores de la
planta no necesitan
tener conocimientos
avanzados técnicos, de
hecho, una planta bien
instalada puede
funcinar de forma casi
autónoma.
C O N F I G U R A C I Ó N D E U N
S I S T E M A D E B I O D I S C O S
Pueden formarse de un sólo módulo o de
varios módulos y disponerse de varias etapas
osecciones, con tres como mínimo.
Conforme avance a través de las etapas, la
cantidad de materia orgánica en disuelta
disminuirá cada vez más. 
Suele situarse un sedimentador primario al inicio
del sistema y un sedimentador secundario al final
del mismo, ,con el fin de regresar al inicio del
sistema toda materia que no haya sido procesada
por los microorganismos.
Habitualmente, los biodiscos se usan como un
método de tratamiento secundario, aplicándose
justo después de otra forma de tratamiento. 
Tomado de PMT (2022)
Ecodisk. PMT. Recuperado
de
https://www.pmtwatersolu
tions.com/en/technologies
/ecodisk
C A R A C T E R Í S T I C A S D E L A S
B I O P E L Í C U L A S 
El cultivo en los biodiscos suele ser mixto y variar con el flujo del
agua a través del sistema. 
Diversos parámetros como velocidad, carga hidráulica, carga
orgánica, composición de las aguas, pH, temperatura y
disponibilidad de oxígeno tienen también influencia sobre la
composición de la biopelícula. 
Al inicio la película tiene un
aspecto gelatinoso de colo gris
con blanco por la presencia de
bacterias filamentosas.
Degradación de materia
orgánica 
El color se va tornando rojizo
cuando avanza a través de los
discos, con la presencia de
microorganismos ciliados,
flagelados, amebas y protozoos. 
Nitrificación
C A R A C T E R Í S T I C A S D E
L O S L O D O S 
La biomasa generada o los lodos son
muy similares a los que se forman en la
acción de los filtros percoladores. 
Se forman aproximadamente 0.75 a 1.0
kg SST (KG Demanda Biológica de
Oxígeno removido)
∆𝑃 = 𝑌∆𝐷𝐵0
D O N D E : 
Δ P : B I O M A S A P R O D U C I D A ( B A S E
S E C A ) K G S S T . D - 1
Y : R E N D I M I E N T O K G S S T ( K G
D B O R E M O V I D O ) - 1
ΔD B O : F L U J O M Á S I C O D E D B O
R E M O V I D O K G . D - 1
Poseen una superficie total de
hasta 9200 m^2 
Tienen un diámetro de 3.5 a 4
mts 
Se acomodan en unidades de 8
m de longitud 
La superficie es texturizada
para mejorar la adhesión 
Están unidos a un eje de
rotación central 
C A R A C T E R Í S T I C A S
D E L O S B I O D I S C O S 
Se fabrican de espuma de
poliestireno, cloruro de
polivino y polietileno por su
bajo peso 
C R I T E R I O S D E
D I S E Ñ O Y
E S C A L A D O 
Criterios de diseño 
Según la Water Pollution Control Federation, los mínimos son :
Área sumergida del 40%
Mínimo de 4 etapas 
Relación volumen-superficie de 4.89 Lm^-2
Carga hidráulica de:
81 a163 Lm-2d-1 para efluente
de 15 a 30 mgL-1 de DBO y SST
31 A 81 Lm-2d-1 para obtener
afluente de 7 a 12 mgL-1 de
DBO y SST
Temperatura
de 13 a 32°C
Velocidad del sobrenadante del
sedimentador secundario: 
32 593 Lm-2d-1 para el afluente
de 20 a 30 mgL-1 de SST
16300 a 24 455 Lm-2d-1 para
efluente de 10 mgL-1 de SST. 
16300 Lm-2d-1 de flujo
promedio cuando diaramiente
la relación pico equivale o
excede 2_1
Nota: considerando en
climas cálidos donde la
velocidad de degradación
es menor 
C R I T E R I O S D E
D I S E Ñ O Y
E S C A L A D O 
Criterios de escalado 
No existen criterios bien establecidos dada la gran cantidad de
variables presentes en el funcionamientoe de los biodiscos. 
Lo primordial es una solución de compromiso entre la carga
hidráulica y el esfuerzo cortante sobre los discos. 
Debe entonces determinarse la
longitud del eje por la
ecuación:
L = (𝑒+𝑝)/ 𝑁 
L: longitud del eje (m) N:
número de discos e: espesor de
los discos (cm) p: distancia
entre discos (cm) 
Primero debe
determinarse
el área total
necesaria y
de cada disco. 
Es muy recomendado hacer
inicialmente pruebas de
laboratorio que ayuden a
determinar la viabilidad de la
instalación
C
O
N
C
L
U
S
IO
N
E
S
Los biodiscos son una tecnología importantísima para el
tratamiento de aguas residuales con ventajas
considerables que lo ponen en superior respecto a otros
métodos de limpieza.
 
Son necesarias investiaciones en climas cálidos y
tropicales para poder predecir adecuadamente el
comportamiento del sistema en ese contexto particular
para poder realizar un escalado adecuado. 
En condiciones de alta contaminación, es necesaria hacer
la investigación a escala en laboratorio para conocer si
las medidas supuestas serán suficientes para el
tratamiento de las aguas. 
Para la limpieza del rio Santiago sería importante
establecer un programa de limpieza que como
complemento incluya el uso de biodiscos. Ya que
el rio funciona como vertero de aguas negras de
la zona metropolitana de Guadalajara, es
necesaria la remoción de estos elementos
orgánicos. 
P R O P U E S T A D E
E S C A L A D O E N M I
C O M U N I D A D
Contaminación del rio
Santiago 
Instalación
Debe ser una instalación con un
sedimentador que regule la entrada
al sistema por la gran cantidad de
agua que circula 
Sedimentador
Plantas
Biodiscos 
Cantidad
Temperatura 
El sedimentador secundario debe
ser capaz de llevar las aguas de
vuelta al inicio del sistema por la
gran cantidad de contaminación. 
Como es una cantidad
importante la que debe
ser depurada, es
necesaria la instalación
de más de una planta de
biodiscos. 
De poliestireno para
que sea ligero y
duradero 
Propondría el uso de
almenos 4 móduilos en
disposición de serie,
para que el avance
pueda ser más fluido. 
Se trata de un clima
cálido, por lo que la
composición de los
biodiscos y los
requerimientos de
oxígeno deben ser
monitoreados
constantemente. 
Referencia
Andrew, C. (2020) Ocultan Contaminación de rio Santiagoen Jalisco y niños y
jóvenes se enferman de cáncer. Noticieros Televisa. Recuperado de
https://noticieros.televisa.com/ultimas-noticias/contaminacion-rio-
santiago-jalisco-cancer-ninos-jovenes-derechos-humanos/ 
G R A C I A S P O R S U
Atención
Referencias
Menéndez, C. (2020) Criterios de diseño y escalado de
biodiscos para el tratamiento de aguas residuales.
Ingeniería hidráulica y ambiental. Vol 41 (2) p 64-74