Lodos activados

Los lodos activados son sin dudas el proceso de tratamiento biológico con más instalaciones a nivel mundial para el tratamiento de efluentes sanitarios e industriales, en situaciones donde se requiere de una alta calidad de efluente y el espacio disponible es limitado. Sin embargo, estos sistemas, en comparación con otros como lagunas, requieren de mayor cantidad de equipamiento asociado, una operación más rigurosa y un mayor consumo de energía.

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En muchas instalaciones, también se emplea el proceso de lodos activados como “pulido” de sistemas aeróbicos o anaeróbicos que por sí solos no llegan a cumplir con los requerimientos y exigencias de vuelco. Estas configuraciones tienen la ventaja de consumir menor cantidad de energía que un sistema 100% de lodos activados, tienen menor generación de lodos y la calidad del efluente es comparable.

Un lodo activado está compuesto por las siguientes unidades o elementos:

  • Tanque de aireación o reactor.
  • Un sistema de aireación.
  • Decantador o clarificador secundario.
  • Recirculación de lodos.
  • Descarte de lodos en exceso.

Las reacciones bioquímicas asociadas con la remoción de la materia orgánica, y bajo ciertas condiciones, también la materia nitrogenada; tienen lugar en el reactor biológico o cámara de aireación. La biomasa o microbiología se desarrolla utilizando el sustrato presente en el efluente crudo. La decantación de los sólidos (biomasa) que tiende a la clarificación del efluente tratado, ocurre en el decantador secundario. Gran parte de los sólidos que decantan hacia el fondo del clarificador son recirculados (recirculación de lodos), de manera de mantener una concentración de biomasa en el reactor, la cual es responsable de la alta eficiencia de estos sistemas. La otra parte de los sólidos (exceso de lodos) es purgado del sistema para mantener el mismo en equilibrio.

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La biomasa que es separada en el decantador secundario, lo hace debido a sus características de floculación y sedimentación. Esto es producto de la generación de material gelatinoso que favorece la aglutinación de bacterias, protozoarios, y otros microorganismos responsables de la remoción de la materia orgánica en flocs macroscópicos.

Como resultado de la recirculación de lodos, la concentración de sólidos suspendidos en un reactor de un proceso de lodos activados es muy alta. Es estos procesos el tiempo de detención hidráulica del líquido es corto, del orden de horas, lo que suele estar acompañado por un reactor de tamaño reducido. Sin embargo, los sólidos (biomasa) permanecen en el sistema por un tiempo más prolongado que el hidráulico, debido a la recirculación. El tiempo de residencia celular o edad de lodos o tiempo de retención de sólidos; es definido entonces como la relación entre la masa de sólidos en el reactor y la masa de sólidos removida del sistema.

Es esta larga permanencia de sólidos en el sistema que garantiza la alta eficiencia de un lodo activado, dado que la biomasa tiene el tiempo necesario para metabolizar prácticamente toda la materia orgánica en el influente.

Lodo activado 3Debido al continuo ingreso de sustrato (DBO del efluente) dentro del reactor, los microorganismos crecen y se reproducen continuamente. Si estos tuvieran permitido un crecimiento infinito, podrían alcanzar tales concentraciones en el tanque de aireación que impediría la transferencia de oxígeno a todas las células. Además, que el decantador sería sobrepasado en su capacidad de manejar sólidos, dificultando la sedimentación y parte de los sólidos podrían perderse con el efluente tratado, deteriorando la calidad de efluente final. Para mantener el sistema en un óptimo balance, es necesario remover la misma cantidad de biomasa que se reproduce. Esto es lo que comúnmente se denomina “exceso de lodos”, el cual puede ser extraído directamente desde el reactor o desde la línea de recirculación de lodos.

Modificaciones de un lodo activado son comúnmente empleadas para la remoción biológica de nutrientes como nitrógeno y fósforo.

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