DESCRIPCIÓN GENERAL
El lodo activado es un proceso que utiliza microorganismos para tratar las aguas residuales. Este proceso es la forma más utilizada de tratamiento secundario de aguas residuales desde que fue desarrollada en 1913 por dos científicos en el Reino Unido.
El proceso consiste en la descomposición de la materia orgánica por microorganismos y la formación de dióxido de carbono. A su vez, los microorganismos convierten el amoníaco/amonio en nitratos, siendo el nitrito el compuesto de nitrógeno intermedio. (Nitrificación).
Con el fin de poder controlar y aumentar la eficacia del proceso se deben controlar constantemente parámetros como solidos suspendidos, nivel de lodos y concentración de oxígeno disuelto.
COMPONENTES:
- Tanque de aireación: Es donde se inyecta oxígeno en el licor mezclado, una combinación de aguas residuales y masa biológica, para garantizar una población microbiana saludable.
- Tanque de sedimentación: Algunas veces denominado clarificador final o clarificador secundario. Es donde se produce la separación sólido-líquido. Los sólidos son biomasa biológica.
- Lodo en exceso (WAS): Es el volumen de los lodos desechados que son enviados a la zona de manipulación de sólidos.
- Lodo activado recirculado (RAS): Es la porción de lodo activado enviada desde clarificador al proceso de aireación para mantener un equilibrio adecuado en el licor mezclado entre los entrantes orgánicos y la población microbiana.
- RAS (Lodo activado recirculado) y WAS (Lodo en exceso) son monitoreados por sensores sólidos suspendidos en línea.
LODO ACTIVADO: LICOR MEZCLADO
La mezcla de aguas residuales y bacterias en suspensión es el licor mezclado. Cuando los microorganismos de los lodos activados entran en contacto con las aguas residuales, se alimentan y crecen en los sólidos de desecho en las aguas residuales.
Para funcionar de manera eficiente, la masa de organismos (concentración de sólidos) necesita un equilibrio de alimentos (sólidos de aguas residuales). Por eso, el control de la población de bacterias es fundamental para la eficiencia del proceso de tratamiento. Si se permite que crezcan demasiados organismos en el tanque de aireación, no habrá comida suficiente para todos. Mientras que muy pocos organismos provocaría que no se pueda consumir los alimentos disponibles y esto se perderá en el efluente en forma de DBO y SST.
Este equilibrio entre el alimento disponible (F) y la masa de microorganismos (M) es descrito como la relación F: M (Food/microorganism) del sistema.
CONTROL DE EFICIENCIA EN LA REDUCCIÓN DE DBO Y TSS
Relación de alimento a microorganismo (F / M):
Esta relación le indica al operador cuanto alimento está disponible o tiene procesado por cada microorganismo presente. La relación F / M se calcula dividiendo los kilos de Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO5) eliminada por día por los kilos de sólidos suspendidos volátiles del licor mezclado (MLVSS) en el sistema
Volumen de lodos / Índice de volumen de lodos
El volumen de lodo (SV, o volumen de lodo sedimentado, SSV) es un indicador de uso común para evaluar la calidad del lodo activado y determinar el porcentaje de lodo que será recirculado y desechado.
Edad del lodo
Se define como la edad promedio de un microorganismo que vive en el proceso de lodos activados. La edad del lodo es un término genérico para indicadores más específicos, como el tiempo de retención de sólidos (SRT), o tiempo medio de residencia celular (MCRT).
-Tiempo de retención de sólidos (SRT): la cantidad de tiempo que un microorganismo permanece bajo aireación en el tanque de aireación.
– Tiempo medio de residencia celular (MCRT): la cantidad de tiempo en la que el microorganismo permanece en el todo el sistema de tratamiento secundario.
– Ambos indicadores SRT y MCRT se basan en la medición de concentración de sólidos en suspensión en diversas aplicaciones (tanque de aireación, lodos activados residuales, línea, clarificador).
OXÍGENO DISUELTO Y SU IMPORTANCIA EN LODOS ACTIVOS
Los microorganismos de lodos activados necesitan oxígeno, ya que oxidan los desechos para obtener energía para su crecimiento. A medida que aumenta la masa de organismos en un tanque de aireación, la cantidad de oxígeno necesario para mantenerlo también aumenta. Si la concentración de DBO en el afluente aumenta, la actividad de las bacterias aumenta y también la demanda de oxígeno.
Siempre se debe mantener suficiente oxígeno en el tanque de aireación para asegurar una completa estabilización de residuos. Se recomienda un nivel mínimo oxígeno disuelto (OD) de 1.0 mg/L en el tanque de aireación para la mayoría de tipos básicos de procesos de lodos activados. En los siguientes puntos se detalla las consecuencias de una mala aireación.
- Baja concentración de oxígeno disuelto: Ralentiza o elimina los organismos aeróbicos, hace que los organismos facultativos sean menos eficientes y, en última instancia, conduce a la producción de subproductos malolientes de descomposición anaeróbica.
- Prolongada baja concentración de oxígeno disuelto: Origina un ambiente propicio para los organismos indeseables, como bacterias de tipo filamentoso puede desarrollarse y deteriorar el proceso. Las bacterias filamentosas no permitirán que el lodo sedimente.
- Alta concentración de oxígeno disuelto: los flóculos flotan hacia la superficie de los clarificadores secundarios, lo que provoca que se filtren solidos en el efluente de la planta.
Monitoreo de oxígeno disuelto:
- Instrumentación de laboratorio para medición de oxígeno disuelto: medidores portátiles que para medición de oxígeno disuelto.
- Instrumentación para procesos (en línea) para medición de oxígeno disuelto: los sensores dan al operador la capacidad de aumentar o reducir la aireación a medida que la demanda cambia. Esto es beneficioso debido a que pueden conducir a importantes ahorros de costos.
MEZCLA ADECUADA
Es importante mezclar bien el contenido del tanque de aireación. No debe ocurrir sedimentación. Los sólidos sedimentados se volverán sépticos rápidamente y causarán una variedad de problemas, como aumento de la demanda de oxígeno, menores tiempos de retención en el tanque de aireación y crecimiento excesivo de los tipos de bacterias filamentosas que se asocian con condiciones sépticas. El monitoreo de la mezcla puede ser controlado por un juez de lodos o por sensor de nivel de mantos de lodos.
MONITOREO DEL LODO ACTIVADO
Los parámetros que se monitorean son: pH, Orgánicos, Demanda Biológica de Oxígeno, Sólidos Suspendidos, Turbidez, Oxígeno Disuelto, Amoniaco y Amonio.
La instrumentación con la que contamos para medir dichos parámetros son: Muestreadores automáticos AS950, sensores de pH diferencial, medición de carga orgánica con el UVAS o Biotector TOC, sondas de Sólidos suspendidos totales Solitax, sondas de Oxígeno disuelto LDO2, analizadores de amonio AMTAX SC o sondas de amonio/nitratos AN-ISE”.
