Tratamientos Biológicos de Aguas Residuales: Métodos y Factores Clave

Tratamientos Biológicos de Aguas Residuales

Sistemas de Cultivo en Suspensión

• Fangos Activos: Sistemas de cultivo en suspensión de flóculos o fangos activos en depósito agitado y aireado con el agua a depurar, seguido de un decantador secundario. Para mantener la concentración de microorganismos, se realiza una recirculación de fangos.

Sistemas de Lagunaje

• Lagunas: Almacenamiento del agua durante un tiempo en estanques para la degradación biológica de la materia orgánica (M.O.) por los microorganismos presentes en el agua.

Tipos de Lagunas

• Lagunas aerobias: Menos de 1 m de profundidad. Intervienen procesos de fotosíntesis de las algas verdes.
• Lagunas facultativas: Entre 1 y 2 m de profundidad.
• Lagunas anaerobias: De mayor profundidad. El oxígeno no accede al agua.
• Lagunas de maduración o lagunas terciarias.
• Lagunas aireadas: Se suministra oxígeno para la aireación.

Factores que Intervienen en el Proceso de Tratamiento de Lagunas

• Temperatura.
• Grado de mezcla: Depende del viento y del calor solar.
• Características climáticas como nubosidad, insolación y latitud.
• pH: En lagunas anaerobias se necesita un pH > 6.
• Tiempo de permanencia del agua en la laguna.
• Profundidad, que depende del tipo de laguna.
• Cargas orgánicas aplicadas.
• Características físicas y químicas de las aguas residuales.

Ventajas de las Lagunas

• Coste de inversión menor que otros sistemas. Construcción y mantenimiento simples.
• Capacidad de adaptación a variaciones bruscas de caudal y cargas orgánicas.
• Independencia total de los recursos energéticos convencionales.
• El agua de las últimas lagunas puede utilizarse para acuicultura o para riego.

Desventajas de las Lagunas

• Eliminación de materia orgánica inferior a la de los procesos convencionales.
• Limitada posibilidad de actuación sobre el proceso.
• Necesidad de áreas de implantación muy elevadas.
• Necesidad de vaciado periódico de lagunas y evacuación de fangos.
• Pueden darse olores desagradables y proliferación de mosquitos.

Sistemas de Cultivo Fijo

• Filtros Percoladores o Lechos Bacterianos: Degradación en película biológica. Los microorganismos se desarrollan en el material poroso.

Factores que Afectan al Diseño y Rendimiento de un Filtro Percolador

• Composición del agua: Demanda Química de Oxígeno (DQO), sólidos en suspensión (si es alta, puede haber bloqueo).
• Tipo, profundidad, porosidad y superficie específica del medio filtrante.
• Caudal: 0,3-0,7 L/m²/s. Depende de la configuración geométrica del medio.
• Distribución del agua en la superficie del filtro, que debe ser homogénea.
• Carga hidráulica y carga orgánica volumétrica (criterio dominante).
• Ventilación adecuada para que haya O₂ disponible para el proceso aerobio.
• Temperatura: En invierno, la eficiencia es menor que en verano.

Otros Sistemas de Tratamiento Biológico

• Contactores Biológicos Rotatorios o Biodiscos: Estructuras plásticas circulares, rugosas, alrededor de un eje de giro horizontal, con la mitad de la superficie sumergida en agua y colocados en serie. Al girar el biodisco, se forma una película biológica alrededor y, por rotación, la parte del biodisco que sale arrastra una fina película de agua que se une al oxígeno.
• Biofiltro Aireado: Eliminan contaminantes del agua (compuestos de C y de N) por las bacterias que se adhieren al lecho granular formado por cerámica, piedra volcánica, antracita, entre otros. Altura de 2-3 metros. Para evitar el atascamiento, necesita lavados frecuentes.

Tipos de Flujo en Biofiltros Aireados

• Flujo a contracorriente: Agua descendente y aire ascendente.
• Flujo co-corriente: Agua y aire ascendente.

• Lechos de Turba: La turba es un material carbonoso procedente de la degradación biológica de materia vegetal con exceso de agua, oxígeno y microorganismos, situada encima de la grava o arena. Tiene una alta capacidad adsorbente de sustancias disueltas y coloidales (elevada superficie específica). El agua residual pasa a través y se produce filtración, adsorción y biodegradación.