Tratamiento de aguas: lodos activados

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El proceso de lodos activados nació en Gran Bretaña en el siglo XX y que utiliza bacterias para tratar aguas residuales.

El término lodo activado se emplea para referirse al material compuesto de protozoarios y bacterias que tienen la capacidad de alimentarse de la materia orgánica presente en las aguas residuales. Estos microbios se multiplican y pueden producir más lodos activados.

El tratamiento de aguas es el conjunto de procesos físicos, químicos o biológicos para eliminar y reducir la contaminación en el agua, y obtener características adecuadas para el uso urbano, industrial, doméstico e incluso, agrícola.

Son varios los procedimientos de tratamiento de aguas:

  • Fisicoquímicos: tamizado, filtración, sedimentación, flotación, adsorción, absorción, desorción, oxidación química, filtración con membranas, coagulación-floculación-sedimentación, precipitación e intercambio iónico.
  • Biológicos aerobios: lodos activados, filtro percolador, discos biológicos rotatorios, filtro sumergido.
  • Biológicos anaerobios: fosa séptica, tanque Imhoff, contacto anaerobio, filtro anaerobio, reactor de lecho de lodos, reactor de lecho de expandido.
  • Sistemas naturales construidos: sistemas lagunares, humedales, escurrimiento.

En el tratamiento de aguas para uso industrial se busca preservar el adecuado estado de las calderas para que su funcionamiento se prolongue lo más posible. En la industria, se busca eliminar y evitar la corrosión, ya sea por oxidación, cáustica, líneas de retorno de condensado, incrustaciones o arrastre condensado.

Los procesos y sistemas de tratamiento de agua seleccionados dependen de la aplicación final que se le dará al agua, en esta ocasión trataremos el caso específico de tratamiento de aguas con lodos activados, en el cual la separación de sólidos suspendidos y eliminación de materia orgánica es eficiente.

Lodos activados para tratamiento de aguas

El proceso de lodos activados es un tratamiento en el que las aguas residuales y el lodo biológico que contiene microorganismos, se mezclan y airean en un reactor. Los lodos activados que se generan se sedimentan en la etapa de sedimentación en un tanque para después recircularse al reactor.

Los microorganismos se mezclan totalmente con la materia orgánica del agua residual porque le sirve de sustrato.

La agitación se lleva a cabo por medios mecánicos para que la mezcla sea completa y poder añadir oxígeno al medio para que se lleve a cabo el proceso aerobio.

El equipo para el tratamiento de aguas que se utiliza incluye: tanque de aireación, tanque sedimentador, equipo de inyección de oxígeno y sistema de retorno de lodos.

A grandes rasgos, el proceso se compone de las siguientes etapas:

1. Pretratamiento de aguas residuales: con la ayuda de cribas, se separan los sólidos que son fácilmente sedimentables. En ciertos casos, se controla el pH con una neutralización para permitir el desarrollo bacteriano y se elimina el cloro.

2. Aireación de aguas residuales: en un tanque de aireación se mezcla el desagüe con microorganismos. La cantidad de aire y lodo puede variar de acuerdo con el tratamiento deseado. Los lodos restantes son separados en el tanque de sedimentación. Una porción de los lodos es reutilizada y el exceso es desechado.

3. Sedimentación: después de la aireación, las aguas residuales se llevan a un tanque sedimetador para separar los lodos activados (sólidos suspendidos). La finalidad de este proceso es conseguir un efluente clarificado con un mínimo de sólidos suspendidos y asegurar el retorno del lodo.

4. Inyección de oxígeno: al inyectar oxígeno se activan las bacterias.

5. Sistema de retorno de lodos: en este paso el objetivo es mantener una concentración elevada de microorganismos en el tanque de aireación, por lo que gran parte de los sólidos biológicos sedimentables se regresan al tanque de aireación.

6. Disposición de lodos: el exceso de lodos se elimina, trata y dispone.

En este tipo de tratamiento las bacterias desempeñan un papel importante, se clasifican de acuerdo con sus características bioquímicas:

a) Clasificación por fuente de energía:
• Fotosintéticas
• Quimiosintéticas

b) Clasificación por su forma de vida:
• De crecimiento suspendido
• De crecimiento adherido

c) Clasificación por uso de oxígeno:
• Organismos aerobios
• Organismos anaerobios
• Organismos facultativos

Algunas variaciones del proceso de lodos activados pueden implicar una aireación por etapas para darle una mayor eficiencia al uso del oxígeno, o bien, una aireación extendida en la que el periodo de aireación se expande de tal manera que se pueda prescindir de un sedimentador primario.

Finalmente, los lodos estabilizados, también llamados biosólidos, pueden utilizarse para restaurar terrenos afectados por incendios forestales o también aprovechar la energía liberada como biogás. Además, las aguas tratadas se pueden utilizar nuevamente en los procesos industriales de donde se obtuvieron.

Las investigaciones en materia de tratamiento de agua continúan en desarrollo, por ejemplo, en el Instituto de Ingeniería de la UNAM optimizaron el proceso de tratamiento de aguas residuales provenientes de la industria química, farmacéutica, petroquímica, entre otras; industrias se generan diversos compuestos tóxicos orgánicos difíciles de tratar. En la investigación desarrollaron un sensor que indica el estado de los microorganismos para mantener un nivel óptimo de compuestos tóxicos de tal manera que logren aportar a los microorganismos las condiciones adecuadas para que se reproduzcan controlando las concentraciones tóxicas provenientes de la planta industrial.

El proceso de lodos activados consta de tres partes principales: el reactor en el que los microorganismos entran en contacto con los residuos que se van a tratan, la fase de separación líquido-sólido y un sistema de reciclaje para devolver los lodos activados al inicio del proceso.

Existen variaciones en el proceso de tal manera que se vuelva más eficiente o se ajuste a las necesidades de la planta, pero en esencia la técnica es la misma.

Recuerda que menos del 1% del agua que existe en la Tierra es adecuada para el manejo por la especie humana, por lo que preservar en condiciones óptimas el agua que se utiliza, reciclarla y tratarla es indispensable.

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Comentarios (2)

  • Juan Otero Mera

    |

    Quisiera saber protocolo para obtener lodos activos del agua residual, sin necesidad de inocular con sepas ajenas a la planta.

    Responder

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