Procesos biológicos aeróbicos
Tanque de lodos activos:
El tratamiento aerobio de aguas residuales en un tanque de lodos activos es el método de depuración más extendido y cuenta con una eficacia demostrada desde hace décadas.
En este proceso, los contaminantes orgánicos y químicos presentes en el agua residual (como la DBO, la DQO, el nitrógeno y el fósforo) se degradan mediante procesos biológicos aerobios. Diversos microorganismos —que requieren oxígeno, ya sea elemental o combinado químicamente, para su metabolismo oxidativo— se agrupan formando flóculos de lodo y transforman los contaminantes no deseados en CO₂ y biomasa adicional.
Las ventajas para nuestros clientes son:
- alta fiabilidad del proceso,
- tecnología de proceso sencilla y de bajo mantenimiento,
- bajos costes de inversión y explotación,
- control preciso y adaptación del proceso de depuración a las variaciones en los valores de entrada.
SBR (Reactor por lotes secuenciales):
Un SBR es un tanque de lodos activos que se alimenta de forma discontinua. Todas las etapas de la depuración biológica —aireación, mezcla y decantación— tienen lugar en un único tanque.
El proceso puede dividirse en cinco etapas consecutivas:
- Llenado: El reactor se llena con agua residual y el sustrato que debe degradarse. Durante esta fase ya puede producirse aireación o mezcla.
- Aireación/Mezcla: La biomasa presente en el reactor transforma los componentes del agua residual, principalmente de naturaleza orgánica. Mediante la simple mezcla, es posible llevar a cabo la degradación del carbono y del nitrógeno. Si es necesario, se añaden sales de hierro para la precipitación del fósforo.
- Sedimentación: La separación de la biomasa y el agua residual se produce mediante sedimentación en el mismo tanque. No es necesario un decantador secundario adicional.
- Evacuación del efluente: El agua residual depurada, situada en la superficie, se extrae para liberar capacidad para el siguiente ciclo de llenado.
- Fase de inactividad/extracción de lodos: Pueden producirse periodos de inactividad, especialmente cuando hay varios reactores SBR conectados en serie. Durante este tiempo, por ejemplo, se pueden retirar los lodos en exceso del tanque.
Se trata de un proceso robusto, de funcionamiento estable y fácil de manejar.
Eliminación biológica de fósforo:
El fósforo es un elemento esencial para el crecimiento celular. El fósforo constituye aproximadamente el uno por ciento de la masa seca de las bacterias. Algunos microorganismos son capaces de almacenar fósforo en sus células en forma de polifosfatos, pudiendo alcanzar un contenido de fósforo en su masa seca de hasta el 7 %. Mediante una instalación que favorezca el crecimiento de estos «organismos acumuladores de polifosfatos» (PAO, por sus siglas en inglés), es posible eliminar del agua residual una gran parte del fósforo presente.
Nitrificación y desnitrificación:
Al igual que el fósforo, el nitrógeno es necesario para el crecimiento celular de todos los seres 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 cuerpo de agua receptor, es necesario garantizar que el agua residual depurada cumpla con determinados niveles de nitrógeno.
Ante cargas elevadas, puede resultar conveniente una eliminación biológica específica del nitrógeno. Este proceso consta de dos etapas biológicas diferenciadas: la nitrificación y la desnitrificación.
La mayor parte del nitrógeno presente en las aguas residuales llega a la planta depuradora en forma de amonio (NH₄⁺) o ligado a materia orgánica. Durante la nitrificación, este nitrógeno se transforma en nitrato (NO₃) en condiciones aerobias. El nitrato generado en la nitrificación puede convertirse, mediante un proceso anóxico (en ausencia de oxígeno disuelto), en nitrógeno gaseoso (N₂).
El nitrógeno se elimina de las aguas residuales, ya sea a través del fango en exceso o en forma de gas, lo que permite cumplir con exigentes requisitos de calidad para el agua tratada.
A lo largo de los años, se han desarrollado diversos métodos para combinar estas dos etapas de depuración. La reducción biológica del nitrógeno puede llevarse a cabo en uno o varios tanques de lodos activos o en reactores SBR (reactores discontinuos secuenciales).
MBBR (Reactor de Biofilm de Lecho Móvil):
En el proceso MBBR (Reactor de Biofilm de Lecho Móvil), la biomasa activa se adhiere a soportes plásticos situados dentro del biorreactor. La elevada superficie específica de estos soportes plásticos —que oscila entre 300 y 5.500 m²/m³— permite una alta densidad de biomasa activa y, por consiguiente, una reducción en el volumen de los tanques. Los soportes plásticos se mantienen en suspensión mediante sistemas de aireación o agitadores, garantizando así un contacto óptimo entre la biomasa y el sustrato. Gracias a la elevada edad del fango, es posible lograr una eliminación específica del nitrógeno. El fango en exceso generado abandona el biorreactor.
