AGUAS RESIDUALES DEFINICIONES

LODOS ACTIVADOS: TRATAMIENTO Y METODOS

plantas de tratamiento de aguas
LODOS ACTIVADOS: TRATAMIENTO Y ELEMENTOS

El tratamiento de fangos activados, se produce en las plantas de tratamiento de aguas residuales, durante su proceso en las fases de tratamiento se involucran una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos que son indispensables para la limpieza de los mismos antes de ser transportados hacia el destino de disposición final.

plantas de tratamiento de aguas

El tratamiento de fangos activados, los cuales se producen en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), durante su proceso en las fases primaria, secundaria y terciaria, involucran una combinación de procesos físicos, químicos y biológicos que son indispensables para el tratamiento y limpieza antes de ser transportados hacia el destino de disposición final.

Tratamiento De Fangos Activados En Plantas De Tratamiento De Agua Residual (PTAR)

Existe una serie de tratamientos que se realizan a los fangos, los cuales permiten obtener la estabilización de biosólidos, es decir, los fangos se someten a una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que dan lugar a un producto con una reducida concentración de organismos patógenos y una baja capacidad de fermentación y putrefacción óptimo para posteriormente ser reutilizado.

Los objetivos que se proponen alcanzar mediante el tratamiento de fangos activos son los siguientes:

  • Reducción tanto en el peso total como en el volumen de los fangos para de esta forma facilitar el transporte y proporcionar tratamiento adicional a los mismos.
  • Estabilización de los fangos, con el objetivo de destruir gran parte de las concentraciones de microorganismos patógenos, eliminar los olores fétidos que este genera, y reducir el potencial de putrefacción al realizar la disminución del contenido de sólidos volátiles presentes en los fangos.
  • Emplear los fangos para generar un valor económico y además proteger el medio ambiente mediante el desarrollo de la recuperación de energía y constituyentes útiles que permitan reutilizar este material sin generar riesgos ni afectaciones a la comunidad beneficiada con los mismos.
El uso de los fangos activados en actividades agrícolas protege el medio ambiente previniendo la contaminación.

El uso de los fangos activados en actividades agrícolas protege el medio ambiente previniendo la contaminación.

Los procesos que se realizan durante el tratamiento de fangos activados en las plantas de tratamiento de aguas residuales son los siguientes:

  • Espesamiento De Lodos

El tratamiento de fangos activos mediante el proceso de espesamiento de los mismos, tiene como objetivo principal reducir el volumen de estos aproximadamente entre 30 y 80 % antes de realizar cualquier otro tratamiento.

En plantas pequeñas de tratamiento de aguas residuales, este proceso se realiza por lo general, de manera directa en el tanque de almacenamiento de los lodos.  El material se comprime hacia la base del tanque mediante gravedad, mientras que hacia la parte superior del tanque se produce una capa de agua que se extrae y recircula nuevamente, mientras que, en plantas de tratamiento de mayor tamaño, existen tanques especiales para efectuar el espesamiento de lodos; estos tanques se encuentran equipados con rodillos de rotación vertical, los cuales crean micro canales en el fango que ayudan a generar un mejor escurrido y un mejor proceso de tratamiento de los mismos.  Este tipo de maquinaria en los tanques de espesamiento de lodos es importante para preservar los lodos y evitar que estos se pudran durante el proceso.

Factores Que Determinan La Localización Del Proceso De Espesamiento Dentro De La Línea Del Tratamiento De Los Lodos:

  • Características del lodo a tratar, las cuales dependen de las características físicas, químicas y biológicas del agua residual y del tipo de tratamiento del que procede.
  • Tipo de tratamiento requerido para el tratamiento del fango. Este factor depende de las características del material a tratar.
  • Concentración deseada, el cual será en función de las características del lodo y del tipo de espesamiento empleado para tratar el mismo.

Tipos de Espesamientos de Lodos:

  • Espesamiento Por Gravedad

En este tipo de espesamiento, el fango se concentra mediante acción de la gravedad.   La sedimentación y el espesamiento son dos procesos que se presentan de forma diferente y se encuentran en función de la concentración de sólidos presentes en el recurso y de la capacidad de floculación para unirse a dichos sólidos.   De manera general, se puede indicar que un espesador de gravedad opera de forma muy similar a un decantador ya que la alimentación de sólidos se realiza hacia la zona central del espesador y desde ella son distribuidos en todo el espesador, recogiéndose los fangos espesados en el fondo del mismo; hacia la parte superior del tanque queda el sobrenadante que es retirado por medio de vertederos.

Esquema que indica el funcionamiento general de un espesador de lodos mediante gravedad.

Esquema que indica el funcionamiento general de un espesador de lodos mediante gravedad.

En este tipo de tratamiento se pueden distinguir tres sectores o zonas:

  • Primera zona:

Esta zona se conoce como zona clarificada, y es un sector donde se presentan bajas concentraciones de sólidos que junto con el líquido sobrenadante escapan por medio del vertedero del tanque de espesamiento.

  • Segunda Zona:

El segundo sector presente en el tanque de espesamiento de lodos mediante gravedad, se conoce como zona de alimentación y se caracteriza por presentar una concentración uniforme de sólidos.

  • Tercera Zona:

Por último, la tercera zona se define como zona de compactación y es el sector donde se genera un aumento significativo en la concentración de sólidos hacia el punto de purga de los mismos.

Espesador de Lodos mediante gravedad presente en una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

Espesador de Lodos mediante gravedad presente en una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

  • Espesamiento de Lodos Mediante Flotación

La diferencia principal con respecto al espesado mediante gravedad es que los sólidos son concentrados hacia la parte superior del tanque de espesamiento.

Este método, es empleado para concentrar los fangos biológicos procedentes del tratamiento secundario de aguas residuales, los cuales también se conocen como fangos en exceso.  Estos lodos se espesan por este método por medio del peso específico de los flóculos y su baja capacidad de sedimentación y compactación.  Para que se genere el fenómeno de flotación, se requiere que las partículas tengan una densidad menor que la del agua a tratar; si se cumple esta condición, la flotación será producida de manera espontánea, pero si esta condición no se cumple, el medio requerirá ser provocado mediante la inyección de burbujas de aire.

Este método de tratamiento de lodos mediante flotación, es usado para concentrar lodos procedentes de procesos tales como: fangos activados, filtros percoladores, contacto – estabilización – aireación prolongada y fangos que son digeridos de manera aeróbica, debido a que este tipo de material espesa con mayor facilidad gracias al bajo peso específico de los flóculos, y su débil capacidad para sedimentar y compactarse.

Espesador de Lodos mediante flotación presente en una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

Espesador de Lodos mediante flotación presente en una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR).

  • Espesamiento de Lodos Mediante Centrifugación

El espesamiento mediante centrifugación se usa principalmente para procesos de deshidratación de lodos, aunque también puede ser empleado para el espesamiento de los mismos.   Este método se basa en separar las partículas sólidas presentes en los fangos por medio de la fuerza centrífuga que se aplica al medio. Este procedimiento de espesamiento de fangos es muy similar al método de espesamiento por gravedad, con la diferencia que, al aplicar fuerza centrífuga, los materiales se separan y la materia en suspensión se concentra más rápido que el espesamiento por gravedad.

  • Estabilización De Lodos

La estabilización de fangos o lodos, consiste en la eliminación o destrucción acelerada y de manera controlada de una parte importante de la materia orgánica presente en el recurso, y, sobre todo, de reducir las concentraciones de aquella materia que evoluciona rápidamente, la cual de forma natural y bajo la incidencia de microorganismos tanto aerobios como anaerobios, se degrada con mayor facilidad, generando la emisión de olores desagradables, y otras afecciones en los fangos tales como el potencial de putrefacción.

Los medios de estabilización de fangos más eficaces para alcanzar los objetivos anteriormente enunciados son: la reducción biológica y la oxidación química del contenido de materia volátil presente en el recurso, la adición de agentes químicos que reducen las concentraciones de microorganismos presentes en los lodos y la aplicación de calor para la desinfección o esterilización del lodo.

Estabilización Aerobia:

La estabilización aerobia, se utiliza generalmente para plantas de tratamiento de aguas residuales con una capacidad relativamente baja. Este proceso, consiste en un proceso biológico, en el cual se oxidan los compuestos orgánicos contenidos en los lodos extraídos de la línea de agua de las PTAR, por vía aerobia.

Las principales ventajas de este tipo de estabilización son:

  • Generación de menores concentraciones de DBO en el líquido sobrenadante.
  • Obtención de un producto final biológicamente inofensivo y estable, sin presencia de olores desagradables.
  • Menores riesgos operativos debido a que durante el proceso de estabilización aerobia no se producen gases inflamables.

Las principales desventajas que presenta la estabilización aerobia son:

  • Mayor costo energético asociado al suministro del oxígeno que el tratamiento requiere necesario.
  • Las características del lodo digerido no son las mejores, para aplicar deshidratación mecánica al material.

Estabilización Anaerobia:

La estabilización de fangos mediante digestión anaerobia, es la técnica de tratamiento más común para el tratamiento de los mismos, dado que este método convierte los compuestos orgánicos biodegradables principalmente en gas metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), gracias a la presencia de diversos grupos de bacterias.

El proceso se desarrolla en un reactor completamente cerrado, donde se introducen los lodos a tratar, ya sea en forma continua o intermitente, permaneciendo dentro del reactor por tiempos considerables.  Los fangos estabilizados que se extraen del reactor, presentan una menor concentración de materia orgánica y agentes patógenos vivos.

Los beneficios que se asocian con este método de tratamiento de fangos, incluyen la reducción de malos olores en el material, la eliminación de organismos patógenos y la recuperación de energía en forma de gas metano, el cual, desde un punto de vista ambiental, puede ser empleado como biocombustible que permite ayudar en la reducción del consumo de combustibles fósiles, los cuales son los mayores generadores de emisiones de gases de efecto invernadero.

  • Grupos De Bacterias Presentes En La Digestión Anaerobia
Primer grupo:

El primer grupo, consiste en bacterias hidrolíticas y acidogénicas, que permiten hidrolizar los sustratos complejos tales como carbohidratos, lípidos, proteínas, entre otros, a monómeros disueltos como por ejemplo azúcares, ácidos grasos y aminoácidos, además de gases como dióxido de carbono (CO2) y dihidrógeno (H2), ácidos orgánicos y alcoholes.

Segundo Grupo:

Los microorganismos del grupo de las bacterias acetogénicas conforman el segundo grupo y son las encargadas de transformar los monómeros simples y ácidos grasos en acetatos, H2 y monóxido de carbono (CO2).

Tercer Grupo:

Por último, las bacterias de tipo metanogénicas, las cuales utilizan el H2, el CO2 y los acetatos, para generar gas metano (CH4) y CO2

  • Deshidratación de lodos

La deshidratación de los fangos se puede producir ya sea de manera natural, como por ejemplo mediante camas secas o secado solar, o mediante procesos rápidos realizados en las PTAR.  Para que el proceso sea óptimo, factores como el tamaño y la firmeza de los aglomerados del material son importantes, ya que determinan la porosidad durante el proceso; por lo general, se emplean floculantes para alcanzar mayores concentraciones de materia seca en las máquinas de deshidratación.

La deshidratación de fangos permite reutilizarlos en actividades agrícolas.

La deshidratación de fangos permite reutilizarlos en actividades agrícolas.

  • Desinfección

Con las problemáticas ambientales que se tienen en la actualidad, la normativa de calidad de lodos para que estos sean devueltos al medio ambiente se ha incrementado, como consecuencia se han aumentado las normas de calidad en la desinfección de los fangos, siendo este tratamiento la última etapa del proceso de los mismos, con el fin de eliminar microorganismos patógenos que puedan causar afectaciones en la población aledaña al material.

Métodos de Desinfección:

  • Pasteurización:

Este método es usado principalmente en países europeos donde es un proceso obligatorio para la desinfección de los lodos que se usan sobre los pastos durante las estaciones de primavera y verano.  La pasteurización se realiza mediante inyección directa de vapor e intercambio indirecto de calor.

Almacenamiento a largo plazo:

Este tipo de desinfección de fangos, suele ser empleado para retener el material durante los períodos en los que no se puede usar en el terreno debido a las condiciones climáticas o a las características de los cultivos.  El lodo que se almacena en estos depósitos, aumenta su concentración y se le aplica un proceso de estabilización adicional debido a la continua actividad de los organismos anaerobios.  Los tiempos de retención varían entre 60 días a temperaturas cercanas a los 20 °C y 120 días a temperaturas inferiores a 4 °C.

 

LODOS ACTIVADOS: TRATAMIENTO Y METODOS
  • Valoración
5

Sobre el Autor

Fibras y Normas de Colombia S.A.S.

Fibras y Normas de Colombia es una empresa que ha sido fundada desde el 2004 y se ha encargado de suministrar agua potable a todos los rincones del país, con la finalidad de llevar hasta los lugares mas recónditos el beneficio de este magnifico recurso natural. Ademas, enfatizamos las prioridades de las personas y nos involucramos en proyectos educativos para compartir los conocimientos en la ciencia del tratamiento de aguas, para impartir nuevas tecnologías que favorezcan el desarrollo de la omnisciencia.

Compartenos tu comentario