A medida que las normativas sobre el tratamiento de aguas residuales se vuelven más restrictivas, los responsables de las plantas no pueden permitirse cometer errores costosos. Deben considerar cuidadosamente en qué tecnología de tratamiento biológico invertir. Varias de estas soluciones —tratamiento con crecimiento en suspensión, biorreactores de membrana y diversas configuraciones de reactores de biopelícula de lecho móvil— presentan limitaciones que solo se hacen evidentes una vez que el sistema se ha financiado, construido y puesto en funcionamiento.
Aquí hay algunos detalles importantes a tener en cuenta:
Tratamiento de aguas residuales con crecimiento suspendido
La tecnología de tratamiento de lodos activados con crecimiento suspendido es la forma más común de tratamiento biológico de aguas residuales en la actualidad. En este método, las aguas residuales y los microorganismos se mezclan completamente, lo que da como resultado la formación de flóculos biológicos que se sedimentan, creando lodos activados. Una parte de estos lodos se recircula al afluente del proceso de tratamiento para conservar los microorganismos necesarios para llevar a cabo el tratamiento.
Los sistemas de tratamiento biológico de crecimiento suspendido presentan una serie de inconvenientes importantes:
- Incapacidad para gestionar características de flujo de residuos altamente variables (caudal y/o cargas). Volúmenes superiores al caudal de diseño pueden provocar la eliminación de microorganismos del sistema. A medida que la carga aumenta o disminuye, el ajuste de los niveles de microorganismos requiere tiempo. Dependiendo de la magnitud del aumento o la disminución, puede producirse una reducción de la eficiencia y posibles problemas de sedimentación.
- La producción de lodos en los sistemas de crecimiento en suspensión genera una cantidad significativamente mayor de lodos que un sistema de biopelícula bien diseñado, lo que incrementa los costos operativos de su manipulación, almacenamiento y eliminación.
- Estos sistemas pueden requerir energía adicional, supervisión operativa y mantenimiento para producir la calidad de efluente deseada.
- Los parámetros del proceso deben controlarse rigurosamente para garantizar resultados fiables.
Tratamiento de aguas residuales mediante biorreactor de membrana (MBR).
La tecnología de biorreactor de membrana (MBR) combina un proceso de lodos activados en suspensión con filtración por membrana. Utiliza membranas microporosas para separar sólidos y líquidos en lugar de clarificadores secundarios.
Los sistemas de tratamiento con biorreactores de membrana presentan una serie de desafíos operativos:
- Limitaciones de la aireación: Debido a las altas concentraciones de sólidos suspendidos en el licor mixto, la demanda de oxígeno de la biomasa puede ser muy elevada. Al mismo tiempo, la masa de lodo espesa y de alta viscosidad puede dificultar la transferencia de oxígeno.
- Para reducir o prevenir la obstrucción de las membranas debido a las interacciones entre el licor mixto y las membranas, es necesario realizar un lavado con aire comprimido. Este proceso de limpieza es un requisito rutinario para un rendimiento óptimo.
- Los sistemas MBR suelen tener mayores costos de capital y operación debido a la necesidad de limpiar y reemplazar las membranas con frecuencia. También se requiere aire comprimido para controlar el crecimiento bacteriano en la membrana.
Reactores de biopelícula de lecho móvil (MBBR)
El proceso de reactor de biopelícula de lecho móvil utiliza soportes flotantes dentro de los tanques de aireación y anóxicos. Los microorganismos en la superficie de estos soportes consumen los desechos orgánicos. El material filtrante proporciona una mayor superficie para que los microorganismos biológicos se adhieran y crezcan.
Los sistemas MBBR presentan varias deficiencias importantes:
- Una combinación de tecnología de crecimiento suspendido y película fija. El control de los sistemas requiere operadores altamente cualificados y un diseño sólido para evitar la pérdida de material.
- El consumo de energía suele ser mayor para mantener a los portadores en suspensión, así como para controlar los costes de operación y mantenimiento.
- Los soportes de película fijos tienden a desprenderse de los sistemas con el tiempo, incluso cuando se han instalado diversos tipos de sistemas de filtrado.
Sistemas de biopelículas fijas
Una opción de tratamiento que está ganando popularidad y que no presenta estas desventajas es el proceso de crecimiento en medio fijo estacionario. En este método, se utiliza un medio de cultivo para cultivar y mantener poblaciones de microorganismos, creando así una biopelícula.
Aquarius Technologies, LLC (Aquarius) ofrece el sistema de biopelícula multietapa Nebula® . Este sistema utiliza un proceso patentado de flujo pistón con múltiples etapas para el tratamiento biológico progresivo de las aguas residuales. Cada tratamiento emplea un medio de biopelícula estacionario y crea un entorno único para el crecimiento de diferentes poblaciones microbianas. Las sucesivas etapas del medio de biopelícula generan condiciones de vida y fuentes de alimento microbianas independientes dentro del proceso, lo que da como resultado una cadena alimentaria altamente eficaz.
Los sistemas de biopelículas fijas tienen un pequeño inconveniente:
- Es posible que requieran terreno adicional.
Pero las ventajas de los sistemas de biopelículas fijas compensan estas pequeñas deficiencias:
- De todos los tipos de tecnología de tratamiento biológico de aguas residuales, un sistema biológico de crecimiento adherido tiene el menor coste de propiedad en la aplicación adecuada.
- El sistema de biopelícula multietapa Nebula produce hasta un 80 % menos de lodo que los sistemas de crecimiento en suspensión cuando se diseña para minimizar la producción de lodo, lo que se traduce en grandes ahorros en los costes de manipulación, almacenamiento y eliminación de lodo.
- El proceso no tiene piezas móviles y, por lo tanto, requiere muy poco mantenimiento.
- Los soportes para el cultivo de biopelículas se mantienen en su lugar durante el procedimiento de limpieza con aire y se estima que el material durará décadas.
- Las únicas piezas de repuesto están asociadas a los elementos difusores del sistema de aireación por difusión, que normalmente se reemplazan cada siete o diez años.
Más información: Vea el sistema de biopelículas multietapa Nebula en acción y consulte la galería del proyecto.
