I. Conceptos básicos
El proceso de lodos activados es la tecnología de tratamiento biológico aeróbico de aguas residuales más utilizada.
Su principio básico es utilizar lodos activados-un lodo floculento formado por la agregación de una gran cantidad de microorganismos (bacterias, hongos, protozoos, etc.)-para descomponer la materia orgánica en el agua en condiciones aeróbicas, purificando así las aguas residuales.
II. Principios básicos
1. Adsorción: La superficie de los flóculos de lodos activados adsorbe materia orgánica, coloides y sólidos suspendidos de las aguas residuales.
2. Descomposición Oxidativa: En condiciones aeróbicas, los microorganismos utilizan la materia orgánica como fuente de nutrientes y energía, descomponiéndola en sustancias inorgánicas estables como CO₂, H₂O, NH₃ y PO₄³⁻.
3. Síntesis celular: Parte de la materia orgánica se convierte en nuevas células microbianas, aumentando el volumen del lodo.
4. Sedimentación y Separación
La mezcla de agua-lodo tratada se deposita en el tanque de sedimentación secundario, logrando la separación del agua-lodo. Se descarga el sobrenadante, se recicla parte del lodo y se descarga el exceso de lodo.
En resumen: los microorganismos consumen contaminantes → crecen → se asientan → el agua se vuelve clara.
III. Componentes básicos (cinco componentes principales)
1. Tanque de Aireación: Sitio de reacción microbiana y degradación de la materia orgánica.
2. Sistema de Aireación: Proporciona oxígeno y mezcla los lodos.
3. Tanque de Sedimentación Secundaria: Separa lodos y agua, produciendo efluente clarificado.
4. Sistema de retorno de lodos: Devuelve el lodo desde el fondo del tanque de sedimentación secundario al tanque de aireación para mantener la concentración microbiana.
5. Sistema de descarga de exceso de lodos: Descarga el exceso de lodos envejecidos, asegurando la estabilidad del sistema.
IV. Indicadores básicos
1. MLSS (Sólidos suspendidos de licor mixto)
La concentración de lodos activados en el tanque de aireación, reflejando la cantidad de microorganismos.
2. SV (Relación de sedimentación de lodos): La relación de volumen de lodo después de 30 minutos de sedimentación, que se utiliza para evaluar el rendimiento de la sedimentación.
3. SVI (Índice de Volumen de Lodos): Determina si el lodo es voluminoso, suelto o tiene mala sedimentación.
4. OD (Oxígeno disuelto): Generalmente controlado en alrededor de 2 mg/L para asegurar una reacción aeróbica.
5. Tiempo de Retención de Lodos (SRT): El tiempo promedio de residencia de los microorganismos en el sistema, afectando la eficiencia del tratamiento y la producción de lodos.
V. Proceso típico
Aguas residuales → Criba de barra → Cámara de arena → Tanque de aireación (Aeración) → Tanque de sedimentación secundario
↓ Lodos del Tanque Secundario de Decantación: Una parte se devuelve al tanque de aireación y otra parte se descarga como lodo sobrante.
VI. Ventajas y desventajas
Ventajas
• Alta eficiencia de tratamiento, excelente eliminación de DQO, DBO y SS
• Operación madura, amplia aplicabilidad (alcantarillado municipal, aguas residuales industriales)
• Huella relativamente pequeña, calidad estable del efluente
Desventajas
• Alto consumo de energía (consumo de electricidad para aireación)
• Altos requisitos de gestión, propensos a la acumulación de lodos, formación de espuma y flotación.
• Generación de exceso de lodos, que requieren tratamiento adicional
VII. Alcance aplicable
• Aguas residuales domésticas municipales
• Aguas residuales industriales con buena biodegradabilidad (alimentos, cervecería, impresión y teñido, productos químicos, etc.)