Nombre del equipo: Unidad integrada de desnitrificación y filtración directa basada en gránulos cerámicos

· Nombre completo en inglés: Filtro desnitrificante integrado a base de cerámica porosa

· Abreviatura en inglés: ICBDF

Este dispositivo crea un microentorno único que integra de manera eficiente la filtración física, la nitrificación y la desnitrificación en un solo sistema, logrando así los objetivos fundamentales de “eliminación de nitrógeno de alta eficiencia, conservación de energía y eficiencia en el uso de recursos, y mantenimiento sencillo”. Constituye una solución sumamente prometedora y atractiva para abordar la contaminación por nitratos en ambientes acuáticos, especialmente adecuada para la acuicultura intensiva, los acuarios ornamentales, los cuerpos de agua paisajísticos y las aplicaciones descentralizadas de tratamiento de aguas residuales.

Cartucho de filtro directo a base de gránulos cerámicos

El principio es el siguiente:

1. Formación de un gradiente de oxígeno:

· El flujo de agua se ve obligado primero a atravesar la capa externa de gránulos cerámicos. En la capa exterior y en los canales del lecho de gránulos, el oxígeno disuelto en el agua es consumido por bacterias nitrificantes aerobias y por bacterias heterótrofas.

· A medida que el agua se infiltra más profundamente en el lecho de cerámica y atraviesa la superficie del medio filtrante, se establece un gradiente que pasa de condiciones oxíticas a anóxicas y, finalmente, a anaeróbicas.

2. Creación de una zona de desnitrificación:

· En la zona de cerámica porosa próxima a la superficie del cartucho filtrante y en los microporos internos del propio cartucho (siempre que este sea suficientemente denso), el ambiente tiende a ser anaeróbico, lo cual satisface precisamente las condiciones de crecimiento de las bacterias desnitrificantes.

3. División del trabajo y colaboración:

· Capa de gránulos cerámicos:

· Capa externa: Realiza principalmente la nitrificación (convierte el nitrógeno amoniacal NH₃/NH₄⁺ en nitrito NO₂⁻, que luego se oxida aún más hasta formar nitrato NO₃⁻).

· Capa interna/profunda: realiza principalmente la desnitrificación (conversión del nitrato NO₃⁻ en gas nitrógeno N₂).

· Mientras tanto, el lecho de cerámica también puede retener algunas partículas más grandes, realizando así una filtración física preliminar.

· Elemento filtrante “3-Free Direct-Filter”:

· Actúa como la barrera final, proporcionando una filtración física precisa para garantizar un efluente cristalino.

· Su estructura densa ayuda a mantener un ambiente anaeróbico en su interior y en sus alrededores.

· El cartucho filtrante presenta una estructura porosa y densamente compactada, con poros internos que también pueden albergar bacterias desnitrificantes, actuando así como parte del sitio de reacción para la desnitrificación.

4. Problema de la fuente de carbono:

· Esta es la clave para la desnitrificación. El sistema requiere una fuente adicional de carbono. En la práctica, existen varios enfoques:

· Utilización de materia orgánica en el agua cruda: Si el agua de entrada (por ejemplo, agua de estanque o aguas residuales domésticas) contiene suficiente materia orgánica (como heces de peces y restos de alimentos), esta puede servir como fuente de carbono.

· Suplementación adicional de fuente de carbono: En sistemas con requisitos estrictos —como acuarios marinos y estanques de koi— puede ser necesario añadir gradualmente metanol, etanol o una fuente de carbono específica para la desnitrificación aguas arriba del filtro.

· Fuente de carbono de liberación lenta: Se mezclan partículas sólidas de fuentes de carbono de liberación lenta (como PHA y PHB) con los gránulos cerámicos.

Ventajas clave

Las ventajas de esta combinación de diseño ICBDF son sumamente significativas:

1. Colaboración eficiente, multifuncionalidad en un solo dispositivo:

· La filtración física, la nitrificación y la desnitrificación se llevan a cabo en una única unidad compacta. En cambio, los sistemas tradicionales requieren varias cámaras de filtración o equipos independientes para cumplir estas funciones.

2. Resolver de manera exhaustiva el problema de la acumulación de nitratos:

· Los sistemas de filtración tradicionales solo pueden transformar el nitrógeno amoniacal en nitrato, sin eliminarlo de manera eficaz, lo que provoca una acumulación continua de nitrato que estimula el crecimiento de algas y genera estrés en los organismos acuáticos. En cambio, este sistema convierte de forma integral el nitrato en gas nitrógeno para su eliminación, logrando así un ciclo cerrado del nitrógeno perfectamente equilibrado.

3. Costos de operación y mantenimiento extremadamente bajos:

· No requiere energía: ahorra en costos de electricidad y elimina la necesidad de equipos adicionales.

· Sin consumibles: el cartucho filtrante puede limpiarse y reutilizarse de forma repetida, y el medio cerámico es teóricamente duradero de manera indefinida, lo que reduce significativamente los costos de mantenimiento a largo plazo y la generación de residuos.

· Mantenimiento sencillo: El mantenimiento consiste principalmente en realizar periódicamente el retrolavado o la limpieza del elemento filtrante del “filtro directo 3‑Free”, lo que hace que su operación sea muy simple.

4. Alta estabilidad y fiabilidad del sistema:

· Los soportes cerámicos ofrecen una amplia superficie de adhesión para la biopelícula, favoreciendo la formación de una comunidad microbiana extensa y estable que puede resistir eficazmente las fluctuaciones en la calidad del agua.

· Las biopelículas se adhieren a soportes fijos, lo que las hace menos susceptibles al arrastre en comparación con el proceso de lodos activados.

5. Pequeña huella y amplia aplicabilidad:

· Diseño compacto, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones con limitaciones de espacio, como acuarios domésticos, pequeños estanques de koi, elementos decorativos de agua en patios y sistemas descentralizados de tratamiento de aguas residuales.

Escenarios de aplicación

· Acuicultura de alta densidad: En entornos como estanques de koi, peceras de peces dorados y acuarios marinos, la acumulación de nitratos constituye el principal problema de calidad del agua.

· Elementos acuáticos del paisaje del patio: Mantener la claridad del agua y prevenir la eutrofización y las floraciones de algas verdes.

· Tratamiento descentralizado de aguas residuales domésticas a pequeña escala: especialmente en zonas sensibles con estrictos requisitos de descarga de nitrógeno y fósforo.

· Modernización y adaptación de sistemas de filtración convencionales: esta unidad puede instalarse en la etapa final del proceso de filtración existente, específicamente para la desnitrificación.

· Diseño robusto y resistente a la corrosión: Una estructura principal de acero al carbono, combinada con un tratamiento anticorrosivo especializado para las piezas en contacto con el agua, garantiza una durabilidad prolongada del equipo.
· Funcionamiento eficiente y ahorro de energía: Distingue entre el modo de retrolavado (alta potencia) y el funcionamiento rutinario (baja potencia), lo que reduce el consumo real de energía y garantiza una operación rentable.
· Soluciones personalizadas flexibles: Para satisfacer las diversas necesidades de distintos proyectos, ofrecemos una gama de servicios a medida para caudales y materiales no estándar.