PROCESOS DE TRATAMIENTO

Lodos activados

Los lodos activados es una proceso de tratamiento por el cual el agua residual y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aerados en un tanque denominado aereador, los flóculos biológicos formados en este proceso se sedimentan en un tanque de sedimentación, lugar del cual son recirculados nuevamente al tanque aerador o de aeración.
En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamnete mezclados con la materia orgánica en el agua residual de manera que ésta les sirven de alimento para su producción. Es importante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios mecánicos (aereadores superficiales, sopladores, etc) los cuales tiene doble función 1) producir mezcla completa y 2) agregar oxígeno al medio para que el proceso se desarrolle.
La representación esquemática del proceso se muestra en el diagrama mostrado a continuación.

PRINCIPIOS DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

INSTALACION TIPICA Y OPERACION BASICA

INSTALACIONES

Elementos básicos de las instalaciones del proceso de lodos activados.

Tanque de aeración: Estructura donde el desague y los microorganísmos (incluyendo retorno de los lodos activados) son mezclados. Se produce reacción biológica.

Tanque sedimentador: El desague mezclado procedente del tanque aereador es sedimentado separando los sólidos suspendidos (lodos activados), obteniendose un desague tratado clarificado.

Equipo de aereación: Inyección de oxígeno para activar las bacterias heterotróficas.

Sistema de retorno de lodos: El propósito de este sistema es la de mantener una alta concentración de microorganismos en el tanque de aereación.
Una gran parte de sólidos biológicos sedimentables en el tanque sedimentador son retomados al tanque de aereación.

Exceso de lodos y su disposición: El exceso de lodos, debido al crecimiento bacteriano en el tanque de aereación, son eliminados, tratados y dispuestos.

1).-Pretratamiento/ Ajuste de Aguas Residuales

En algunos casos las aguas residuales deben ser acondicionadas antes de procederse con ellos el proceso de lodos activados, esto es debido a que ciertos elementos inhiben el proceso biologico, algunos de estos casos son:

Sustancias dañinas a la activación microbiana ( ej: Cl2 ).

Grandes cantidades sólidos --> Utilizacion de cribas o rejas, tanque de sedimentación primaria (sólidos fácilmente sedimentables)

Aguas residuales con valores anormales de pH --> Proceso de neutralización indispensable.

Desagues con grandes fluctuaciones de gasto y calidad de las aguas residuales incluyendo concentración de DBO --> Tanque de igualación

Las aguas residuales crudas mezcladas con el lodo activado retornado del tanque de sedimentador final es aereado hasta obtener 2 mg/l de oxígeno disuelto o más, en este proceso una parte de materia orgánica contenida en los desagues es mineralizada y gasificada y la otra parte es asimilada como nuevas bacterias.

3).-Separación sólido líquido en el Tanque de Sedimentación

Los lodos activados deben ser separados del licor mezclado provenientes del tanque de aereación este proceso se realiza en el tanque de sedimentación, concentrándolos por gravedad. La finalidad de este proceso es:

a) Conseguir un efluyente clarificado con un mínimo de sólidos suspendidos

b) Asegurar el lodo de retorno.

4).-Descarga del exceso de lodos

Con la finalidad de mantener la concentración de los lodos activados en el licor mezclado a un determinado valor, una parte de los lodos son eliminados del sistema a lechos de secado o a espesadores seguidos de filtros mecánicos (filtros prensa, de cinta etc.) para posteriormenete disponer el lodo seco como residuo sólido.

Un aspecto relacionado con la separación de lodos es el concerniente a los flóculos biológicos de los lodos activados, estos están compuestos de bacterias heterotróficas y son el elemento principal para la purificación, tienen dos importantes características en el proceso :

1). Eficiente remoción de materia orgánica.
2). Eficiente separación de sólidos.

Bacterias

Las bacterias juegan un rol preponderante en el tratamiento biológico.
Las bacterias son clasificadas de acuerdo a sus características bioquímicas

a) Clasificación por fuente de energía y carbón:

CLASIFICACION	FUENTE DE ENERGIA	FUENTE DE CARBON
AUTOTROFICAS: Photosintéticas Quimiosintéticas	----------------------------------------------------------------------- Luz Reacción Oxidación-Reducción Inorgánica	------------------------------------------------ CO2 CO2
HETEROTROFICAS	Reacción Oxidación-Reducción Orgánica	Carbón Orgánico

b) Clasificación por su forma de vida

Son agrupados en dos categorías:

1) De crecimiento suspendido, con existencia de flóculos orgánicos (Lodos Activados).

2) De crecimiento adherido donde el crecimiento bacterial se realiza en un medio de apoyo (piedras, medio artificial PVC). Utilizado en procesos con filtros percoladores.

Organismos clasificados de acuerdo a su capacidad de utilización de oxígeno:

Los organismos aeróbios existen solo cuando existe una fuente de oxígeno molecular.
Organismos anaeróbios cuya existencia esta condicionada a la ausencia de oxígeno.
Organismos facultativos tiene la capacidad de supervivir con o sin oxígeno.

Estos son animales, plantas y protistas, en su conjunto comparados con las bacterias casi no contribuyen en el proceso de purificación, pero dado que por su tamaño son más facilmente identificables, nos sirven como organismos indicadores en el control y manejo del proceso de lodos activados.

Remoción de substratos por organismos

Básicamente la remoción de la materia orgánica en las aguas residuales es producida por dos procesos:
Mineralización (gasificación) por acción de las bacterias heterotróficas y por la biosíntesis o crecimiento de las bacterias
La síntesis biológica: Se manifiesta como la adsorción de las sustancias procedentes del agua residual metabolizadas y manifestada como nuevos (celulas) microorganismos

DESCRIPCION DE ALGUNAS VARIACIONES DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS 

Estabilización por contacto: En este sistema el agua residual y el lodo activado es mezclado brevemente (20 - 30 minutos),tiempo necesario para que los microorganismos adsorban los contaminantes orgánicos en solución, pero no el necesario para que ellos asimilen en la materia orgánica. El licor mezclado es sedimentado y derivado a otro tanque de aereación por un periodo de 2 a 3 horas para luego ser mezclado con el afluente ingresando al primer tanque de aereación.

Aereación por etapas: Esta modificación consiste en que el flujo de agua residual es introducida al tanque aereador por varios puntos.
En los puntos de alimentación se esparce la demanda de oxígeno en el aereador resultando una mayor eficiencia de uso del oxígeno. (Ver concepción teórica de esta variación en: Lodo por etapas

Aereación extendida: Su diagrama de flujo es escencialmente la misma que un sistema de mezcla completa excepto que no tiene sedimentador primario.
El tiempo de retención hidráulico varia de 18 a 36 horas. Este periódo de aereación permite que las aguas residuales y lodo sean parcialmente digeridos en el tanque aereador, permitiendo su disposición sin ser mecesaria una gran capacidad de digestión. Una variación del sistema de aereación extendida es la llamada zanja de oxidación.

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