como funciona

Como Funciona la revista del conocimiento

Editor: Frank Bracho

CI 21 196825

Nota del Editor El agua es un recurso de vital importancia para la supervivencia del ser humano y de la vida tal como la conocemos. Tanto es así que todos nuestros sistemas productivos, nuestras ciudades y culturas se basan en la cercanía a ella y en su mayor aprovechamiento.

En las ultimas décadas la escasez y contaminación del recurso hídrico ha generado gran preocupación en la comunidad científica, la cual a través de investigaciones y experimentos exhaustivos a desarrollado una serie de métodos para su tratamiento. Entre estos destaca la utilización de lodos activados, técnica que conoceremos en esta edición.

Tratamiento de Aguas en Latinoamérica De acuerdo al Banco Mundial, más de 300 millones de habitantes de ciudades en Latinoamérica producen 225,000 toneladas de residuos sólidos cada día. Sin embargo, menos del 5% de las aguas de alcantarillado de las ciudades reciben tratamiento. Con la ausencia de tratamiento, las aguas negras son por lo general vertidas en aguas superficiales, creando un riesgo obvio para la salud humana, la ecología y los animales. En Latinoamérica, muchas corrientes son receptoras de descargas directas de residuos domésticos e industriales.

La contaminación del suelo ocurre tanto en áreas urbanas como rurales.

Conteniendo 40% de las especies tropicales de plantas y animales del mundo, y 36% de las especies cultivadas de alimentos y productos industriales de la región presenta intenso interés en la preservación y protección del medio ambiente, sin mencionar una preocupación por la salud humana.

Para mejorar las condiciones de salud y saneamiento en las regiones en vías de desarrollo, se necesitan plantas de tratamiento eficientes para el manejo de agua potable y aguas residuales. Sin embargo, dichos esfuerzos requieren inversiones sustanciales de capital.

Solamente en México, se estima una inversión de US$2,900 millones para proporcionar agua limpia y servicios de saneamiento a los habitantes urbanos. Se necesitan miles de millones de dólares para servir a la región latinoamericana.

En 1995, el Banco Mundial estimó que se requeriría una inversión de US$12,000 millones anua l e s durante 10 años par a elevar los estándares de abastecimiento de agua y de aguas residuales a niveles razonables.

Tratamiento de aguas en Latinoamérica En general, las aguas residuales consisten de dos componentes, un efluente líquido y un constituyente sólido, conocido como lodo. Típicamente existen dos formas generales de tratar las aguas residuales. Una de ellas consiste en dejar que las aguas residuales se asienten en el fondo de los estanques, permitiendo que el material sólido se deposite en el fondo.

Después se trata la corriente superior de residuos con sustancias químicas para reducir el número de contaminantes dañinos presentes.

El segundo método más común consiste en utilizar la población bacteriana para degradar la materia orgánica. Este método, conocido como tratamiento de lodos activados, requiere el abastecimiento de oxígeno a los microbios de las aguas residuales para realzar su metabolismo.

Los pasos básicos para el tratamiento de aguas residuales incluyen: 1. Pretratamiento—remoción física dé objetos grandes.

2. Deposición primaria—sedimentación por gravedad de contaminantes adheridos.

las partículas sólidas y

3. Tratamiento secundario—digestión biológica usando lodos activados o filtros de goteo que fomentan el crecimiento de microorganismos.

4. Tratamiento terciario—tratamiento químico ( por ejemplo, precipitación,desinfección).

También puede utilizarse para realzar los pasos del tratamiento primario.

Lodos Activados 

Que son ?¿ Un proceso de lodo activado es un tratamiento biológico en el cual se agita y aérea una mezcla de agua de desecho y un lodo de microorganismos, y de la cual los sólidos se remueven y recirculan posteriormente al proceso de aireación, según se requiera.

El método del lodo activado es un tratamiento biológico secundario que emplea la oxidación para descomponer y estabilizar la materia putrescible que queda después de los tratamientos primarios. Otros métodos de oxidación incluyen la filtración, estanques de oxidación, y la irrigación.

Estos métodos de oxidación ponen a la materia orgánica de las aguas de desecho en contacto inmediato con microorganismos.

La reducción de la DBO y sólidos en suspensión en el proceso convencional del lodo activado que incluye predecantación y sedimentación final, puede variar desde 80 a 95% y la reducción de las bacterias coliformes de 90 a

Como funcionan 

Planta de tratamiento de aguas con lodos activados.

En una planta convencional de lodo activado, las aguas de desecho que entran pasan primero por un tanque de sedimentación primaria. Se añade lodo activado al efluente del tanque, generalmente en la relación de 1 parte de lodo por 3 o 4 partes de aguas negras decantadas, en volumen, y la mezcla pasa a un tanque de aireación.

En el tanque, el aire atmosférico se mezcla por el líquido por agitación mecánica o se difunde aire comprimido dentro del fluido mediante diversos dispositivos; placas filtrantes, tubos de filtro, eyectores y chorros.

Con cualquiera de los métodos, se pone a las aguas negras en íntimo contacto con los microorganismos contenidos en el lodo. En los primeros 15 a 45 minutos, el lodo absorbe los sólidos en suspensión y los coloides. Según se absorbe la materia orgánica, tiene lugar la oxidación biológica.

Los organismos presentes en el lodo descomponen los compuestos de nitrógeno orgánico y destruyen los carbohidratos.

El proceso avanza rápidamente al principio y luego decae gradualmente en las próximas 2 a 5 horas. Después continúa con un ritmo casi uniforme durante varias horas. En general el periodo de aireación dura de 6 a 8 horas más.

El efluente de¡ tanque de aireación pasa a un tanque de sedimentación secundaria, donde se retiene el fluido, en general de 1 1/2 a dos horas para decantar el lodo. El efluente de este tanque está completamente tratado, y después de la floración puede descargarse sin peligro.

Cerca de un 25 a 350/o de¡ lodo de¡ tanque de sedimentación final se regresa para la recirculación con las aguas negras de entrada. No debe retenerse el lodo en el tanque. Es necesaria la remoción parcial (a intervalos de menos de 1 hora) o la remoción continua para evitar la desaereación

el costo de construcción de una planta de lodo activado puede ser competitivo con otros tipos de plantas de tratamiento que producen resultados comparables. Sin embargo, los costos unitarios de operación son relativamente altos.

Floculo El fango activado se puede considerar como un cultivo mixto de microorganismos en suspensión, enriquecido por cantidad de materia orgánica en descomposición(biocenosis). Ésta unidad ecológica y estructural es comúnmente denominada floculo y constituye el núcleo alrededor del cual, se desarrolla el proceso de depuración biológica. el floculo es la unidad ecológica y estructural alrededor del cual se desarrolla el proceso de depuración biológica.

Morfológicamente esta formado por bacterias filamentosas y protozoos. Los protozoos son los principales consumidores (depredadores) de las poblaciones bacterianas en los sistemas acuáticos, ejercen un importante papel regulador sobre el crecimiento de dichas poblaciones.

Las bacterias filamentosas son los microorganismos descomponedores que consumen la materia orgánica.

Todo floculo presenta dos niveles estructurales: microestructura y macroestructura.

La microestructura está determinada por los procesos de agregación microbiana y la biofloculación, que resultan de la interacción entre polímeros extracelulares microbianos que actúan como polielectrolitos. Es por tanto, un mecanismo de asociación existente entre las bacterias formadoras de flóculos. La macroestructura la proporcionan los microorganismos filamentosos que forman una red o microesqueleto, en el interior del floculo, donde se adhieren las bacterias formadoras del mismo. Cada floculo tiene una morfología distinta que varía en función de su micro y macroestructura. De la misma forma, los problemas biológicos de operación de un sistema de lodos activados, dependerá de la forma que alcancen los flóculos, debido o su macro o microestructura. Normalmente, un floculo presenta un equilibrio entre los microorganismos formadores de flóculos y los microorganismos filamentosos.

Floculo ideal El floculo ideal debe presentar una forma más o menos esférica “redondos”; si su morfología difiere mucho de la globular, se denominan “irregulares”.Su tamaño debe ser mediano (entre 150mm y 500mm de diámetro).

Su estructura debe ser “compactos” (cuando existe muy poco o ningún espacio abierto dentro de ellos).

Su consistencia debe ser “firmes” (la cohesión entre las células bacterianas genera una microestructura compacta, densa y nucleadas).

En un floculo ideal, las bacterias filamentosas y las formadoras de flóculos deben crecer en equilibrio; los filamentos deben desarrollarse mayormente, en el interior del floculo (núcleo), para proporcionándole a éste, estructura y resistencia.

Algunos filamentos pueden sobresalir de la estructura del floculo (esto no representa interferencia en cuanto a la compactación y sedimentación del lodo activo). Idealmente, el lodo activo debe tener un IVF entre 75ml/g y 125ml/g y producir un efluente poco turbio (claro) y con escaso contenido de sólidos en suspensión (SS).