The use of fluidized-bed bioreactors in waste and drinking water treatment has several advantages, the most significant of which is the specific removal rate, which is an order of magnitude higher than that of equivalent activated sludge processes. In this paper, the usual concept of nitrification-denitrification in separated units is replaced by a new concept in which the two processes are performed together in a single high-performance fluidized-bed. Based on the former nitrifying reactor, new equipment was designed. This reactor contained a fluidized bed with separated aerobic and anoxic sections for nitrification and denitri fication respectively. This was accomplished by the use of different-diameter sand as carrier material and appropriate reactor shape, recirculation, feed and aeration conditions. The reactor (20 L fluidized-bed volume) was operated for 3 months. It was fed with synthetic waste water (50 L/h) containing 25-40 mg NH₄ ⁺-N/L. Propionic acid and ethanol in a 1:4 ratio were used as the carbon source (2.3 g C/L) for deni trification, fed in at different points of the reactor. Ammonium removal reached 50%, while denitrification was 75%. The total nitrogen removal rate was 0.8-1.2 kg N/m ³.d. A new simple hydrostatic pressure method was used to monitor biofilm thickness in the fluidized bed. During the experiments the oxidation-reduc tion potential (ORP) was tested as a tool to monitor reactor performance; its use for the control of the process was found to be limited.

El modelo número 1 de lodos activados (ASM1), publicado en 1987, hoy es utilizado de manera amplia. La generación de una base de datos de padrones típicos de fraccionamiento de DQO para las aguas residuales municipales (ARM) en México y en América Latina facilitaría el uso de la modelación dinámica y de los simuladores de plantas de tratamiento en la sub-región. En este trabajo se aplicó el protocolo físico-químico de caracterización propuesto por la Asociación Holandesa de Investigación Aplicada al Agua (STOWA), para determinar el patrón de fraccionamiento de la DQO en las aguas residuales de la ciudad de Toluca. También se realizaron pruebas respirométricas para hallar el valor de algunos de los parámetros cinéticos del ASM1, así como para investigar la cantidad de biomasa heterótrofa (X H0) inicialmente presente en las aguas residuales. Las tasas de crecimiento (µHmáx) y de decaimiento (bH) a 20 °C fueron 5.7 y 0.54 d-1, mientras X H0 representó hasta el 14% de la DQO total. El padrón de fraccionamiento promedio de la DQO en el ARM pre-sedimentada fue 13% de DQO soluble inerte (S I), 23% de sustrato fácilmente biodegradable (S S), 48% de DQO lentamente biodegradable (X S) y 16% de DQO particulada inerte (X I). Con respecto a la fracción S S, hubo grandes divergencias entre los valores obtenidos por respirometría (S S-respiro) y los derivados por vía físico-química (S S-físico). Las contradicciones entre S S-respiro y S S-físico, y los problemas de medición de DBO fueron las principales dificultades notadas durante la implementación del protocolo STOWA en el ámbito local. | Activated Sludge Model N° 1 (ASM1), published in 1987, is widely used today. The creation of a database of typical COD fractionation patterns for municipal wastewaters (WW) in Mexico and in Latin America will facilitate the use of dynamic modeling and simulation of WW treatment plants (WWTP) in the sub-region. This research used the physiochemical characterization protocol developed by the Netherlands Foundation of Applied Water Research (STOWA) to determine the COD fractionation pattern for wastewater in the city of Toluca. Respirometric tests were also performed to estimate some of the kinetic parameters for the ASM1 and to evaluate the amount of heterotrophic biomass, XH0, initially present in the wastewater. The growth (μHmax) and decay rates (bH) were 5.7 d-1 and 0.54 d-1 (at 20° C), respectively, while XH0 represented as much as 14% of total COD. The average COD fractions in the pre-settled WW were: 13% inert soluble COD (SI), 23% readily biodegradable substrate (SS), 48% slowly biodegradable substrate (XS) and 16% inert particulate COD (XI). With respect to the SS fraction, large differences were noted between values from the respirometric method (SS-respiro) and those from the physiochemical protocol (SS-phys). The differences between SS-respiro and SS-phys, along with the non-repeatability of the BOD measurements were the main weaknesses observed when attempting to implement the STOWA protocol at the local level.

Abstract In the community of Pulinguí belonging to the parish of San Andrés del canton Guano province of Chimborazo-Ecuador, domestic sewage is treated in a system of septic tanks and upward filter, which presents problems of bad smell and low reduction of organic matter. The objective of the present work was to evaluate at laboratory scale the efficiency of pollutant removal by combining the current anaerobic treatment with an aerobic treatment by activated sludge. A prototype with 27.9 liters capacity was designed, built and operated, of which 15.8 liters correspond to the anaerobic zone, 7.7 liters to the aeration zone and 4.4 liters to the sedimentation zone. The system was evaluated for 60 days with domestic wastewater from the cited community. During the evaluation, daily pH and dissolved oxygen determinations were performed, and the Chemical Oxygen Demand (COD) was determined twice a week. The information generated allowed us to observe that the system tended to stabilize during the three weeks of operation, achieving organic removal efficiencies in terms of COD in the anaerobic treatment of 53%, in the aerobic treatment of 75%, achieving a total reduction in The entire 88% system and eliminating the odor. With data from the anaerobic tank taken after 60 days of continuous work, it allowed to project the maintenance of the Pulinguí treatment plant the same that must be realized in approximately each 4 years. | Resumen En la comunidad de Pulinguí perteneciente a la parroquia de San Andrés del cantón Guano provincia de Chimborazo, Ecuador se tratan las aguas residuales domésticas en un sistema de tanques sépticos y filtro ascendente, que presentan problemas de mal olor y baja reducción de la materia orgánica. El presente trabajo analiza la eficiencia de remoción de estos contaminantes al combinar el tratamiento anaerobio actual con un tratamiento aerobio por lodos activados en un prototipo a escala de laboratorio. Se diseñó, construyó y operó un prototipo con 27.9 litros de capacidad, de los cuales 15.8 L corresponden a la zona anaeróbica, 7.7 L a la zona de aireación y 4.4 L a la zona de sedimentación. El sistema fue evaluado durante 60 días con agua residual doméstica proveniente de la comunidad citada. Durante la evaluación se realizaron diariamente determinaciones de Ph, sólidos suspendidos y oxígeno disuelto, así mismo se determinaron dos veces por semana la Demanda Química de Oxígeno (DQO). La información generada permitió observar que el sistema tendió a estabilizarse durante la semana tres de operación, alcanzando eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DQO en el tratamiento anaeróbico de 53%, en el tratamiento aeróbico de 75%, logrando una reducción total en todo el sistema del 88% y eliminando el olor. Con datos del tanque anaeróbico tomados después de 60 días de trabajo continuo, se permitió proyectar el mantenimiento de la planta de tratamiento de Pulinguí el mismo que debe realizarse en aproximadamente cada 4 años.

Introduction: Sludge Biotic Index (SBI) is one of the most used indices for the characterization of the community of microorganisms present in the activated sludge of wastewater treatment systems. However, this index takes into consideration only the density of the predominant functional groups of protozoa that inhabit this sludge. Objective: To evaluate whether the SBI value can be directly related to the number of protozoos and metazoos species found in the activated sludge of two wastewater treatment systems. Methods: This study was carried out on the wastewater generated by the San Vicente de Paul Hospital in Heredia Province, Costa Rica, during the months of February, March, and April 2022. Physicochemical, environmental, operational, and biological parameters were analyzed in a total of 36 samples from a Conventional activated sludge wastewater treatment system and from a Membrane Bioreactor (MBR) (n = 18 for each treatment system). Results: All the parameters evaluated are related to the abundance of microorganisms in the samples analyzed. The SBI value had an important effect on the number of organisms and can be related to the performance of the treatment system in terms of the percentage of Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Chemical Oxygen Demand (COD) removal, especially for the MBR system. Conclusions: The SBI can be improved so its calculation not only considers functional groups but also includes genus and species of protozoos and metazoos present in the activated sludge. Which in turn would refine its bioindication potential by being more specific in terms of abundance, behavior and specific requirements of each species. | Introducción: El Índice Biológico de Lodos (IBL) es uno de los índices más utilizados para la caracterización de la comunidad de microorganismos presentes en el lodo activado de los sistemas de tratamiento de agua residual. Sin embargo, este índice toma en consideración únicamente la densidad de los grupos funcionales de protozoos predominantes que habitan este lodo. Objetivo: Evaluar si el valor del IBL puede relacionarse directamente con la cantidad de las especies de protozoos y metazoos encontradas en el lodo activado de dos sistemas de tratamiento de aguas residuales. Métodos: Esta investigación se realizó en las aguas residuales generadas por el Hospital San Vicente de Paul en la provincia de Heredia, Costa Rica, durante febrero, marzo y abril del 2022. Se analizaron parámetros fisicoquímicos, ambientales, operacionales y biológicos en un total de 36 muestras de un sistema de tratamiento por lodos activados Convencional y de un Biorreactor de Membrana (MBR) (n= 18, para cada sistema de tratamiento). Resultados: Todos los parámetros fisicoquímicos, ambientales y operacionales evaluados se encuentran relacionados con la abundancia de microorganismos en las muestras analizadas. El valor del IBL ejerció un efecto importante en la cantidad de organismos, y puede relacionarse con el desempeño del sistema de tratamiento en cuanto al porcentaje de remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) y Demanda Química de Oxígeno (DQO), sobre todo para el sistema MBR. Conclusiones: El IBL puede ser mejorado de manera que en su cálculo no solo considere grupos funcionales, sino que se incluya el género o especie de los protozoos y metazoos presentes en el lodo activado. Lo cual a su vez afinaría su potencial de bioindicación al ser más específico en cuanto a la abundancia, comportamiento y requerimientos específicos de cada especie.