Procesos biológicos aeróbicos
Tanque de lodos activados
El tratamiento aeróbico de las aguas residuales en el tanque de lodos activados es el proceso de tratamiento más utilizado en la depuración de aguas residuales y ha demostrado su eficacia durante décadas. En este proceso, las impurezas orgánicas y químicas de las aguas residuales (DBO, DQO, nitrógeno y fósforo) se degradan mediante procesos biológicos aerobios. Varios microorganismos, que necesitan oxígeno elemental o químicamente ligado para su metabolismo oxidativo, se unen para formar flóculos de lodo y convertir los contaminantes no deseados del agua en CO2 y más biomasa.
Las ventajas para nuestros clientes son:
- Alta fiabilidad del proceso, tecnología de proceso sencilla y de bajo mantenimiento, bajos costes de inversión y funcionamiento, control preciso y adaptación del proceso de purificación a los valores cambiantes del afluente.
- En las plantas de tratamiento mecánico-biológico de aguas residuales suficientemente dimensionadas y cuidadosamente explotadas, las aguas residuales pueden depurarse hasta tal punto que los peces pueden vivir en acuarios de control a efectos de garantía de calidad antes de ser vertidas a las aguas receptoras.
SBR (reactor discontinuo de secuenciación)
Un SBR es un tanque de lodos activados que se llena de forma discontinua. Todos los procesos del tratamiento biológico, como la aireación, la mezcla y la sedimentación secundaria, tienen lugar en un mismo tanque.
El proceso puede dividirse en 5 fases sucesivas:
- Llenado: El reactor se llena con las aguas residuales y el sustrato que se va a descomponer. Ya se puede proceder a la aireación/mezcla.
- Aireación/mezcla: La biomasa en el reactor convierte los ingredientes de las aguas residuales, principalmente orgánicos. Sólo mezclando se puede producir la descomposición del carbono y el nitrógeno, si es necesario se añade sal de hierro para la precipitación del fósforo.
- Liquidación: La separación de la biomasa de las aguas residuales se realiza por sedimentación en el mismo tanque. No es necesario un depósito de decantación secundario adicional.
- Efluentes: Las aguas residuales tratadas que se encuentran en la superficie se drenan para volver a crear capacidad para el siguiente proceso de llenado.
- Depuración/eliminación de lodos: Pueden producirse tiempos de inactividad, especialmente con varios SBR conectados en serie o en serie. Durante este tiempo, se puede retirar, por ejemplo, el exceso de lodo de la balsa.
Se trata de un proceso robusto, de funcionamiento estable y fácil de operar, muy adecuado para el tratamiento de aguas residuales de la industria de refrescos, entre otras.
Eliminación biológica del fósforo
El fósforo es un elemento esencial para el crecimiento celular. Las bacterias contienen aproximadamente un 1% de fósforo en su masa seca. Algunos microorganismos pueden almacenar fósforo en sus células en forma de polifosfatos, lo que les permite alcanzar un contenido de materia seca fosforada de hasta el 7%. Utilizando un sistema que estimula el crecimiento de estos "organismos acumuladores de polifosfatos (OAP)", se puede eliminar de las aguas residuales una gran parte del fósforo contenido. La estimulación se produce a través de una rápida secuencia de fases anaeróbicas y aeróbicas
Nitrificación y desnitrificación
Al igual que el fósforo, el nitrógeno es necesario para el crecimiento celular de todos los organismos vivos. En la naturaleza, el nitrógeno disponible para los organismos suele ser un factor limitante. Para evitar la sobrefertilización (eutrofización) y el consiguiente crecimiento incontrolado de algas en el agua receptora, deben mantenerse determinados niveles de nitrógeno en el agua limpia tratada. En caso de cargas elevadas, puede ser útil la eliminación biológica selectiva de nitrógeno. Consta de dos etapas biológicas distintas: Nitrificación y desnitrificación.
La mayor parte del nitrógeno presente en las aguas residuales entra en la depuradora en forma de amonio (NH4) o ligado a materia orgánica. Durante la nitrificación, este nitrógeno se convierte en nitrato (NO3) en condiciones aeróbicas y se liga parcialmente en los lodos activados. El nitrato producido durante la nitrificación puede convertirse en nitrógeno gaseoso (N2) en un proceso anóxico (sin oxígeno disuelto). El nitrógeno se elimina de las aguas residuales en el lodo sobrante o en forma de gas y también pueden satisfacerse los elevados requisitos de agua clara. A lo largo de los años, se han desarrollado muchos métodos diferentes para combinar las dos fases del tratamiento. La reducción biológica del nitrógeno puede llevarse a cabo en uno o varios tanques de lodos activados o SBR. De este modo, adaptamos perfectamente la planta a sus necesidades durante la fase de planificación.
MBBR (reactor de biopelícula de lecho móvil)
En el proceso MBBR, la biomasa viva se adhiere a cuerpos de crecimiento de plástico situados en el biorreactor. La elevada superficie específica de los cuerpos de plástico, de entre 300 y 5500 m²/m³, permite una alta densidad de biomasa activa y, por tanto, volúmenes de depósito más reducidos. Los cuerpos de plástico se mantienen en suspensión mediante aireadores o agitadores para un contacto óptimo entre la biomasa y el sustrato. La eliminación selectiva de nitrógeno es posible gracias a la elevada edad de los lodos. El exceso de lodo producido sale de los biorreactores en forma de suspensión y se separa de las aguas residuales mediante separadores lamelares, plantas de flotación o decantadores secundarios convencionales.
Otras ventajas de los MBBR son una biocenosis biológica robusta que soporta bien las fluctuaciones de pH, temperatura y carga orgánica, así como un crecimiento reducido de los lodos, lo que conlleva menores costes de eliminación del lodo sobrante.
El proceso MBBR también es muy adecuado para adaptar plantas de tratamiento de aguas residuales existentes. La adición de organismos de crecimiento al tanque de lodos activados permite mejorar la calidad del efluente o ampliar la capacidad de tratamiento de la depuradora existente.
Reactor de inmersión de disco giratorio (RSR)
En un reactor de disco de inmersión giratorio, como en el MBBR, se utiliza una biopelícula que crece sobre cuerpos de crecimiento para el tratamiento de aguas residuales. La biopelícula se encuentra en grandes discos fijados horizontalmente, de los que aproximadamente 1/3 están sumergidos en las aguas residuales. Mediante la rotación lenta de estos discos, la biopelícula se extrae regularmente de las aguas residuales y se vuelve a sumergir. Debido al contacto entre el aire y la biopelícula, no es necesario airear adicionalmente las aguas residuales para estimular los procesos aeróbicos. Esto mantiene bajos el consumo de energía y los costes de funcionamiento de un RSR. Sin embargo, dado que debe garantizarse una gran superficie de biopelícula, un RSR es especialmente adecuado para volúmenes de aguas residuales más pequeños.
Reactor de filtro percolador
En un reactor de filtro percolador, como en el MBBR, se utiliza una biopelícula (a menudo escoria de lava o cuerpos de plástico) que crece sobre cuerpos de crecimiento para el tratamiento de las aguas residuales. Sin embargo, a diferencia de los MBBR, los órganos de crecimiento no se sumergen en las aguas residuales, sino que éstas se rocían sobre un lecho de filtros percoladores. El agua residual se filtra lentamente hasta el fondo del reactor, donde se extrae. Debido al contacto con el aire ambiente, un reactor de filtro percolador no necesita aireación adicional y se ahorran costes. Las desventajas son la gran necesidad de espacio y los costes de inversión comparativamente elevados.
