Procesos biológicos en el tratamiento de aguas residuales: lodos activos, lagunas aireadas y SBR

Resumen

El texto describe los procesos biológicos del tratamiento de aguas residuales, centrados en la acción de las bacterias sobre la materia orgánica. Explica los regímenes de flujo en pistón, las lagunas aireadas, la nitrificación y el reactor discontinuo secuencial (SBR) con sus fases. Con él el estudiante aprenderá cómo se degrada el residuo y cómo se separan los sólidos.

Puntos clave

Las bacterias aerobias o facultativas degradan la materia orgánica para obtener energía y sintetizar células nuevas.
Es necesario que las bacterias formen un flóculo adecuado para una buena separación de sólidos en la sedimentación.
El flujo en pistón con recirculación es eficaz para estabilizar residuos solubles, aunque tiene dificultades con la dispersión longitudinal y con cargas instantáneas elevadas.
Las lagunas aireadas derivan de estanques de estabilización facultativos y usan aireadores de superficie, difusores o aireadores para mantener los sólidos en suspensión.
El grado de nitrificación depende del diseño y de la temperatura del agua; a mayor temperatura y tiempo de retención del lodo, mayor nitrificación.
El SBR es un sistema de lodos activos con fases de llenado, reacción, sedimentación, extracción y fase inactiva, todas en un mismo tanque.

Ponte a prueba

Microbiología del Proceso

Las bacterias son fundamentales para la descomposición de la materia orgánica presente en la corriente a tratar. En el tanque o reactor, las bacterias aerobias o facultativas utilizan dicha materia orgánica del agua residual para obtener energía destinada a la síntesis y formación de células nuevas.

Es crucial que las bacterias degraden el residuo orgánico y formen un flóculo adecuado que permita la correcta separación de sólidos durante la etapa de sedimentación.

Sistemas de Flujo en Pistón

Flujo de pistón con recirculación

El régimen hidráulico del reactor se define como flujo en pistón.

Flujo de pistón verdadero: Todas las partículas que entran en el reactor permanecen en el interior del mismo durante un periodo idéntico debido a la recirculación.
Flujo en pistón con recirculación: Es más eficaz en la estabilización de la mayoría de los residuos solubles en el sistema de mezcla. Sin embargo, es difícil conseguir un régimen de flujo ideal debido a la dispersión longitudinal y presentan limitaciones para soportar elevadas cargas instantáneas.

Lagunas Aireadas

Desarrolladas a partir de estanques de estabilización facultativos, en los cuales se instalaron aireadores de superficie para eliminar los olores producidos por sobrecargas orgánicas.

Proceso de lagunas

El oxígeno necesario se suministra mediante difusores o aireadores, manteniendo la totalidad de los sólidos en suspensión.

Nitrificación y Factores de Diseño

El grado de nitrificación depende del diseño y de las condiciones operativas, como la temperatura del agua residual. Generalmente, cuanto más alta sea la temperatura y mayor el tiempo de retención del lodo, mayor será el grado de nitrificación alcanzable.

Reactor Discontinuo Secuencial (SBR)

Es un sistema de tratamiento de lodos activos que se basa en la secuencia de ciclos de llenado, aireación y sedimentación, donde los procesos tienen lugar secuencialmente en el mismo tanque.

Fases del proceso SBR:

Llenado: Adición del sustrato al reactor.
Reacción: Reacciones iniciadas durante la fase de llenado.
Sedimentación: Separación de sólidos.
Extracción: Extracción del agua clarificada del reactor a través de vertederos flotantes.
Fase inactiva: Permite que un reactor termine su fase de llenado.

Preguntas frecuentes

¿Qué fases tiene un reactor discontinuo secuencial (SBR)?

Las fases son llenado, reacción, sedimentación, extracción del agua clarificada a través de vertederos flotantes y fase inactiva. Todos los procesos ocurren secuencialmente en el mismo tanque.

¿Qué factores influyen en el grado de nitrificación?

Depende del diseño del sistema y de las condiciones operativas, como la temperatura del agua residual. Generalmente, a mayor temperatura y mayor tiempo de retención del lodo, mayor es el grado de nitrificación alcanzable.

¿Para qué sirven los aireadores en las lagunas aireadas?

Suministran el oxígeno necesario y mantienen en suspensión la totalidad de los sólidos. Las lagunas aireadas se desarrollaron a partir de estanques de estabilización facultativos, instalando aireadores para eliminar olores producidos por sobrecargas orgánicas.