TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS, LODOS ACTIVADOS

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TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS

Lodos Activados

EIQ 507-1 FERMENTACIÓN

PROFESORA:         Javiera Toledo

INTEGRANTES:         Catalina Acevedo

Diego Baeza

Camilo Díaz

                 Jose Herrera

                 Eerick Machmar

                 Matías Moreno

                 Javier Santander

FECHA:                 30 de Noviembre 2020

TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS, LODOS ACTIVADOS.

Los procesos biológicos, tienen lugar en el tratamiento secundario de una planta de tratamiento de aguas, son utilizados para convertir la materia orgánica disuelta, en flóculos biológicos sedimentables y en sólidos orgánicos que se puedan eliminar en los lodos de sedimentación. El proceso de decantación primaria es efectivo a la hora de eliminar sólidos sedimentables, a diferencia de los procesos biológicos los cuales son más efectivos en la eliminación de compuestos orgánicos que son solubles.

1. Sustrato o fuente de materia orgánica.

El sustrato dentro de este proceso está referido a la materia orgánica que es capaz de degradarse o petrificarse, materia orgánica principalmente soluble, esto debido a que son una materia consumidora de oxígeno lo que conlleva a una mayor demanda de oxígeno del agua en cuestión, la que al ser vertida en un cauce de agua altera el ecosistema.

Los principales compuestos de esta materia orgánica son el carbono, hidrógeno y oxígeno, aunque, en algunos casos también puede estar presente el nitrógeno, azufre, fósforo y hierro, estos compuestos son imprescindibles para que la acción de bacterias sea óptima en el proceso. Estos compuestos forman mayoritariamente proteínas, hidratos de carbono, grasas y aceites.

Esta fuente de materia orgánica alimenta a los microorganismos presentes en el tratamiento, como lo son principalmente las bacterias, mediante esta acción estos se oxidan formando principalmente CO2 y además se sintetizan nuevas bacterias.

Al ser materia consumidora de oxígeno, una de las formas más prácticas, rápidas y utilizadas para cuantificar el sustrato son las técnicas de medición de la demanda de oxígeno, ya sea, la demanda química (DQO) o la demanda bioquímica (DBO), esto debido a que se busca disminuir la demanda de oxígeno que tiene el agua residual antes de ser vertida en otro lugar. Es por esto, que una disminución de estos parámetros al final del proceso de lodos activados, indica una disminución de la materia orgánica presente en el agua, respecto al inicio del tratamiento.

1. Tipos de Microorganismos.

En el proceso de lodos activados, se tiene como objetivo a grandes rasgos que, mediante reacciones químicas se reduce la materia orgánica presente en el agua, formando la biomasa, que está compuesta por microorganismos.

Estos microorganismos se clasifican dentro de los denominados “Quimio – heterótrofos”, ya que, obtienen el requerimiento de nutrientes a través de la materia orgánica y por otro lado su fuente de energía es una reacción química.

En este tipo de procesos, se tiene un cultivo mixto, donde los principales microorganismos son las bacterias llegando a ser un 90% - 95% de la biomasa, como también distintos tipos de protozoos (Amebas, Ciliados de nado libre, Ciliados con tallo, Zooflagelados), Rotíferos y Crustáceos.

Las bacterias presentes en el lodo activado se pueden clasificar en tres tipos, las bacterias formadoras de flóculo, las bacterias dispersas y las bacterias filamentosas. Estas últimas pueden ocasionar grandes problemas en el proceso de lodos activados al crecer en abundancia o caso contrario a no crecer de la forma que se espera. bajo condiciones específicas estas bacterias filamentosas entran en competencia con las bacterias que forman flóculos, lo que puede provocar un efluente turbio.

Los problemas de abultamiento y formación de espuma generados por las bacterias filamentosas se pueden dividir en dos tipos, el llamado “Bulkin”, donde el lodo activado no sedimenta al no poder compactarse por la ausencia de las bacterias formadoras de flóculos, y el segundo llamado “Foaming” producen una espuma muy espesa en el lodo. Al ocurrir cualquiera de estos dos problemas, la planta de tratamiento de aguas debe ser detenida completamente.

El comportamiento de los microorganismos viene dado principalmente por los conceptos de síntesis y de respiración endógena. Donde las bacterias mediante los nutrientes entregados por la materia orgánica son alimentadas, por lo tanto, su tasa de crecimiento es favorable, estas también, actúan como nutrientes principalmente de los Protozoos Ciliados, lo que conlleva a un proceso de mortalidad de las bacterias (está dado por un proceso natural y por ser nutrientes de otros microorganismos). La muerte de las bacterias da lugar a la denominada “respiración endógena”, donde las bacterias muertas pasan a ser parte del sustrato, por lo tanto, pasan a ser el nutriente de las bacterias vivas.

1. Condiciones y modalidades de operación.

El sistema de lodos activados es un tipo de tratamiento aerobio, por lo que se necesita tener oxígeno disuelto en el agua a tratar para evitar la muerte de los microorganismos. 

La operación de este sistema consta de un reciclo del lodo formado, lo que genera que el tiempo de residencia de lodos es mayor al tiempo de residencia hidráulico, lo que provoca una mejor eficiencia del proceso, al ser comparada con otras tecnologías que presenten igualdad en estos tiempos de residencia, como lo es en el caso de tratamientos de aguas por lagunas de estabilización.

En general para este tipo de tratamientos con bacterias aerobias, se necesitan condiciones de operaciones donde el pH oscile entre 6.5 - 8.5, la temperatura sea cercana a 20 [°C] y como máximo 30 [°C], ya que a mayores temperaturas se produce el deterioro de los flóculos, la relación entre la DBO5, el nitrógeno, y el fósforo debe ser 100:5:1, y una de las condiciones más importantes es que la concentración mínima de oxígeno sea 2 [mg/L].

Dentro de la operación de los lodos activados, existe un parámetro llamado “Índice volumétrico de lodos” expresado en [mg/L], esto mide la relación entre el lodo producido en un litro de muestra al pasar 30 minutos, respecto a la cantidad de sólidos suspendidos totales de la muestra, donde valores bajo 50% se presenta una calidad de lodos excelente, y a medida que este valor aumenta se presentan problemas en los lodos activados por tener una relación directamente proporcional con la cantidad de bacterias filamentosas.