Los tratamientos biológicos de efluentes se valen de la capacidad que tienen determinados microorganismos para degradar los contaminantes presentes en las aguas residuales. La aireación es una parte integral de la mayoría de estos sistemas.
¿Cómo funcionan los reactores biológicos? ¿Qué ventajas aportan? Te lo contamos en esta nota.
En qué consiste la aireación
Se trata de un proceso que consiste en agregar aire a las aguas residuales con el objetivo de fomentar la biodegradación aeróbica de los componentes que las contaminan.
Los efluentes contienen una gran cantidad de bacterias que se alimentan de elementos contaminantes. Para sobrevivir, reproducirse y continuar alimentándose, estos microorganismos necesitan oxígeno. Sin la presencia suficiente de este gas, el procedimiento de biodegradación se torna más lento.
En líneas generales, existen dos tipos de aireación: de burbuja fina y de burbuja gruesa.
Al usar difusores de burbuja fina, de diámetro menor a 3 milímetros, es posible aumentar la superficie de contacto del aire con el agua, facilitando la transferencia de oxígeno y reduciendo el consumo energético.
Por otro lado, utilizar sistemas de burbujas gruesas permite aumentar la capacidad de mezcla. En ocasiones, el objetivo no es incorporar una gran cantidad de oxígeno, sino solo la suficiente para evitar zonas anaeróbicas y homogeneizar el efluente.
Al tener mayor tamaño, las burbujas gruesas flotan más rápidamente y generan mayor turbulencia, mejorando la agitación y la mezcla.
Cómo funcionan los sistemas con reactores aeróbicos
Los sistemas de tratamiento biológico aprovechan la capacidad que tienen los microorganismos aeróbicos para degradar la materia orgánica y los nutrientes (nitrógeno y fósforo) que están disueltos en el efluente.
El funcionamiento de los reactores contempla diferentes etapas:
- Ingreso del agua residual al sistema, mezclándose con el lodo activado, una masa compuesta por microorganismos y material orgánico.
- Inyección de aire al reactor a través de difusores, con el objetivo de crear un ambiente rico en oxígeno disuelto que propicie la respiración y el metabolismo de los microorganismos aeróbicos.
- Degradación de la materia orgánica llevada a cabo por los microorganismos, que la descomponen en dióxido de carbono.
- Sedimentación de los sólidos, una vez que la materia orgánica fue degradada.
- Descarga del agua tratada a un cuerpo de agua, o bien reutilización de la misma.
- Recirculación de una parte del lodo activado al reactor, a fin de mantener una concentración adecuada de microorganismos y continuar con el tratamiento. El resto del lodo se retira para continuar su tratamiento.
De acuerdo con el sistema empleado para el crecimiento de la biomasa, los métodos de tratamiento aeróbico se clasifican en sistemas de biomasa en suspensión y sistemas de biomasa fija.
Biomasa en suspensión
Entre las tecnologías disponibles dentro de esta categoría se encuentran:
- Proceso convencional (lodos activados). En este método, la biomasa crece libre o en suspensión en el interior del reactor, formando flóculos.
- Reactores Secuenciales (SBR). Se trata de un reactor que opera en discontinuo, llevando a cabo todos los procesos de manera secuencial. Es una buena opción para aquellas industrias que producen efluentes con características variables.
- Reactor de Biomembrana (MBR). Es un reactor similar al del proceso convencional, pero con la particularidad de que en su interior cuenta con un módulo de membranas de ultrafiltración que permite separar el fango del líquido. Es una buena alternativa cuando no se cuenta con demasiado espacio.
Biomasa fija
En este tipo de sistemas, la biomasa crece adherida a un soporte, formando una lámina.
Dentro de esta categoría podemos encontrar:
- Biodiscos. Son discos de diferentes materiales (madera, poliestireno corrugado, PVC, etc.) que están dentro del reactor y giran en torno a un eje horizontal. Sobre ellos se desarrolla una película de biomasa que utiliza la materia orgánica presente en el agua residual para metabolizarse. Cuando la superficie del disco entra en contacto con el aire, la biomasa toma el oxígeno necesario para degradar la materia orgánica a posteriori.
- Filtros percoladores. Para usar este método se debe colocar el agua residual a tratar, ya decantada, sobre la parte superior del filtro, relleno de arena o grava. Cuando el agua desciende por los espacios intersticiales del filtro, la biomasa que cubre el material del filtro degrada la materia orgánica.
- Filtros de lecho móvil (MBBR). En este sistema, el cultivo bacteriano responsable de la depuración se encuentra adherido a soportes de alta superficie específica formando una biopelícula. Los soportes, sumergidos en el interior del reactor, están en constante movimiento.
La selección de un proceso biológico de biomasa fija o biomasa en suspensión depende de las características del efluente, del proceso industrial que lo produce y del grado de depuración que se requiera.
Cuáles son los beneficios de implementarlos
Son numerosas las ventajas de utilizar sistemas con reactores aeróbicos.
- Permiten tratar una amplia variedad de aguas residuales, siempre que sean biodegradables
- Su operación es sencilla
- Proporcionan un alto rendimiento, ya que de 1 gramo de materia orgánica se pueden obtener 0,4 gramos de biomasa
- Su adquisición y mantenimiento conllevan gastos de inversión bajos
- Reducen los coliformes, las grasas y los organismos patógenos
- Producen sobrenadante clarificado
- Admiten la utilización de un amplio número de tipos de bacterias para la digestión
- Minimizan la producción de olores
- Reducen la tasa de respiración de los lodos
Los sistemas de aireación son altamente eficientes para eliminar una amplia gama de materia orgánica, incluyendo compuestos nitrogenados y fosforados. En consecuencia, favorecen la producción de un efluente de alta calidad. ¿Tenés dudas o necesitás más información? Contactanos.