UNIVERSIDAD NACIONALPEDRO RUIZ GALLO

FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS

ALIMENTARIAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

DESECHOS INDUSTRIALES

“Tratamiento de aguas con lodos activados”

AUTORES:

GUERRERO FRIAS JOSELTTEstudiante de Ingeniería Química UNPRG

SAAVEDRA CAMACHO LEYDIEstudiante de Ingeniería Química UNPRG

SANTISTEBAN OLAYA GIAN FRANCO Estudiante de Ingeniería Química UNPRG

ZELADA BAZAN MOISES Estudiante de Ingeniería Química UNPRG

DOCENTE:

BARTUREN QUISPE ADA

CICLO:

2012-I

INTRODUCCION

En la sociedad actual se tiene muy en cuenta la protección del medio ambiente, la

reducción de consumo energético, la preservación de las fuentes materias primas y la

reducción de residuos. Estos residuos deben ser estabilizados e inertizados para así

evitar su efecto nocivo. Se debe garantizar la seguridad ambiental en el vertido de

aquello que por razones tecnológicas o económicas, se haya podido ser reutilizado.

Es muy alta la capacidad de residuo que no puede volver a incorporarse a los ciclos

naturales o a las líneas de producción industriales por las vías hasta hora conocida.

Esto puede llegar a ser un problema muy importante si no haya una solución, y mayor

será el problema cuanto más tarde esta por lo que la investigación en aras de su

tratamiento resulta impredecible

El empleo de lodos activados ofrece una alternativa para el tratamiento de aguas

residuales ya que poseen una gran variedad de microorganismos capaces de remover

materia orgánica presente en el agua, esto se ve favorecido por el uso de reactores

que proveen de las condiciones necesarias para la biodegradación.

El proceso de lodos activados tiene como objetivo la remoción de materia orgánica, en

términos de DQO, de las aguas residuales. La combinación de microorganismos y agua

residual se conoce como lodos activados.

Debido a la necesidad de tratar las aguas residuales se pretende, con este método,

contribuir en el desarrollo de una alternativa de tratamiento, que sea diseñado con

constantes cinéticas obtenidas experimentalmente de acuerdo a nuestra realidad. En

el presente trabajo, se conocerán los aspectos más importantes de este sistema de

tratamiento de aguas residuales para tener un conocimiento más claro y

así poder trabajar con este método, en un futuro, de la manera más productiva o

ventajosa.

RESUMEN

A medida que los núcleos de poblaciones aumentan tanto en número como en

tamaño, el problema de la contaminación del agua se agudiza de manera, en la

mayoría de los casos, alarmante.

La construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales forma parte importante

de la solución para resolver el problema, sin embargo para que estos sistemas de

tratamiento lleven a cabo de manera correcta su función, es necesaria su operación y

mantenimiento continuo y adecuado.

De los procesos de tratamiento biológico de agua residual, el de lodos activados y sus

modificaciones, es de los sistemas que mayor aplicación tiene, para su correcta

operación se requieren análisis periódicos de laboratorio y personal calificado, entre

otros requerimientos de materiales y humanos.

En algunas ocasiones la operación de los sistemas de tratamiento de agua residual, se

realiza de manera empírica, sin tomar en consideración los parámetros que sirvieron

de base para el diseño, y que en la mayoría de los casos son los que se deberían

utilizar para la operación del sistema, ocasionando con esto eficiencias de tratamiento

por debajo del diseño.

Uno de los principales inconvenientes para utilizar estos parámetros, como son la

relación alimento microorganismos, tiempo de retención celular, carga orgánica y

otros, es que requieren de análisis de laboratorio, que utilizan recursos humanos y

equipos especializados.

Sin embargo, hay determinaciones que se realizan en campo, que se pueden

correlacionar con otros parámetros de operación.

Para comprender y aplicar los principales parámetros de operación es primordial

entender algunos conceptos básicos como son: la demanda de oxígeno y sólidos en el

sistema, así como los componentes y el funcionamiento de un sistema de tratamiento

biológico por lodos activados, cual es el rol de los microorganismos y cuales de estos

son los que principalmente intervienen en el tratamiento, se comentarán las

diferentes modificaciones del proceso de lodos activados y las condiciones de

operación recomendadas.

TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

El tratamiento de aguas residuales es producir agua limpia (o efluente tratado) o

reutilizable en el ambiente y un residuo sólido o fango (también llamado biosólido o

lodo) convenientes para su disposición o reúso. Es muy común llamarlo depuración de

aguas residuales para distinguirlo del tratamiento de aguas potables.

Las aguas residuales son generadas por residencias, instituciones y locales comerciales

e industriales. Éstas pueden ser tratadas dentro del sitio en el cual son generadas (por

ejemplo: tanques sépticos u otros medios de depuración) o bien pueden ser recogidas

y llevadas mediante una red de tuberías - y eventualmente bombas - a una planta de

tratamiento municipal. Los esfuerzos para recolectar y tratar las aguas residuales

domésticas de la descarga están típicamente sujetos a regulaciones y estándares

locales, estatales y federales (regulaciones y controles). A menudo ciertos

contaminantes de origen industrial presentes en las aguas residuales requieren

procesos de tratamiento especializado.

Típicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física

inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales

empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos

materiales por equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación

de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación

primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el

agua residual. Para eliminar metales disueltos se utilizan reacciones de precipitación,

que se utilizan para eliminar plomo y fósforo principalmente. A continuación sigue la

conversión progresiva de la materia biológica disuelta en una masa biológica sólida

usando bacterias adecuadas, generalmente presentes en estas aguas. Una vez que la

masa biológica es separada o removida (proceso llamado sedimentación secundaria),

el agua tratada puede experimentar procesos adicionales (tratamiento terciario) como

desinfección, filtración, etc. El efluente final puede ser descargado o reintroducido de

vuelta a un cuerpo de agua natural (corriente, río o bahía) u otro ambiente (terreno

superficial, subsuelo, etc.). Los sólidos biológicos segregados experimentan un

tratamiento y neutralización adicional antes de la descarga o reutilización apropiada.

DESCRIPCIÓN

Las aguas residuales son provenientes de tocadores, baños, regaderas o duchas,

cocinas, etc.; que son desechados a las alcantarillas o cloacas. En muchas áreas, las

aguas residuales también incluyen algunas aguas sucias provenientes de industrias y

comercios. La división del agua casera drenada en aguas grises y aguas negras es más

común en el mundo desarrollado, el agua negra es la que procede de inodoros y

orinales y el agua gris, procedente de piletas y bañeras, puede ser usada en riego de

plantas y reciclada en el uso de inodoros, donde se transforma en agua negra. Muchas

aguas residuales también incluyen aguas superficiales procedentes de las lluvias. Las

aguas residuales municipales contienen descargas residenciales, comerciales e

industriales, y pueden incluir el aporte de precipitaciones pluviales cuando se usa

tuberías de uso mixto pluvial - residuales. [1]

1. TRATAMIENTO FÍSICO QUÍMICO Remoción de gas.

Remoción de arena.

Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o floculantes.

Separación y filtración de sólidos.

El agregado de cloruro férrico ayuda a precipitar en gran parte a la remoción de

fósforo y ayuda a precipitar biosólidos

2. TRATAMIENTO BIOLÓGICO Lechos oxidantes o sistemas aeróbicos.

Post – precipitación.

Liberación al medio de efluentes, con o sin desinfección según las normas de cada

jurisdicción.

Biodigestión anaerobia y humedales artificiales utiliza la materia orgánica

biodegradable de las aguas residuales, como nutrientes de una población bacteriana, a

la cual se le proporcionan condiciones controladas para controlar la presencia de

contaminantes

3. TRATAMIENTO QUÍMICOEste paso es usualmente combinado con procedimientos para remover sólidos como la

filtración. La combinación de ambas técnicas es referida en los Estados Unidos como

un tratamiento físico-químico.

Eliminación del hierro del agua potable

Los métodos para eliminar el exceso de hierro incluyen generalmente transformación del agua clorada en una disolución generalmente básica utilizando cal apagada; oxidación del hierro mediante el ion hipoclorito y precipitación del hidróxido férrico de la solución básica. Mientras todo esto ocurre el ion OCl está destruyendo los microorganismos patógenos del agua.

Eliminación del oxígeno del agua de las centrales térmicas

Para transformar el agua en vapor en las centrales térmicas se utilizan calderas a altas temperaturas. Como el oxígeno es un agente oxidante, se necesita un agente reductor como la hidrazina para eliminarlo.

Eliminación de los fosfatos de las aguas residuales domésticas

El tratamiento de las aguas residuales domésticas incluye la eliminación de los fosfatos. Un método muy simple consiste en precipitar los fosfatos con cal apagada. Los fosfatos pueden estar presentes de muy diversas formas como el ion Hidrógeno fosfato

Eliminación de nitratos de las aguas residuales domésticas y procedentes de la industria

Se basa en dos procesos combinados de nitrificación y desnitrificación que conllevan una producción de fango en forma de biomasa fácilmente decantable. [2]

ETAPAS DE TRATAMIENTO

A. TRATAMIENTO PRIMARIO

El tratamiento primario es para reducir aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso está enteramente hecho con maquinaria, de ahí conocido también como tratamiento mecánico.

REMOCIÓN DE SÓLIDOS

En el tratamiento mecánico, el afluente es filtrado en cámaras de rejas para eliminar todos los objetos grandes que son depositados en el sistema de alcantarillado, tales como trapos, barras, compresas, tampones, latas, frutas, papel higiénico, etc. Éste es el usado más comúnmente mediante una pantalla rastrillada automatizada mecánicamente. Este tipo de basura se elimina porque esto puede dañar equipos sensibles en la planta de tratamiento de aguas residuales, además los tratamientos biológicos no están diseñados para tratar sólidos.

REMOCIÓN DE ARENA

Esta etapa (también conocida como escaneo o maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales es cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el flujo. Este equipo es llamado colector de arena. La arena y las piedras necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. Algunas veces hay baños de arena (clasificador de la arena) seguido por un transportador que transporta la arena a un contenedor para la deposición. El contenido del colector de arena podría ser alimentado en el incinerador en un procesamiento de planta de fangos, pero en muchos casos la arena es enviada a un terraplén.

INVESTIGACIÓN Y MACERACIÓN

El líquido libre de abrasivos es pasado a través de pantallas arregladas o rotatorias para remover material flotante y materia grande como trapos; y partículas pequeñas como chícharos y maíz. Los escaneos son recolectados y podrán ser regresados a la planta de tratamiento de fangos o podrán ser dispuestos al exterior hacia campos o incineración. En la maceración, los sólidos son cortados en partículas pequeñas a través del uso de cuchillos rotatorios montados en un cilindro revolvente, es utilizado en plantas que pueden procesar esta basura en partículas. Los maceradores son, sin embargo, más caros de mantener y menos confiables que las pantallas físicas.

SEDIMENTACIÓN

Muchas plantas tienen una etapa de sedimentación donde el agua residual se pasa a través de grandes tanques circulares o rectangulares. Estos tanques son comúnmente llamados clarificadores primarios o tanques de sedimentación primarios. Los tanques son lo suficientemente grandes, tal que los sólidos fecales pueden situarse y el material flotante como la grasa y plásticos pueden levantarse hacia la superficie y

desnatarse. El propósito principal de la etapa primaria es producir generalmente un líquido homogéneo capaz de ser tratado biológicamente y unos fangos o lodos que puede ser tratado separadamente.

B. TRATAMIENTO SECUNDARIOEl tratamiento secundario está diseñado para degradar sustancialmente el contenido biológico del agua residual, el cual deriva de residuos humanos, residuos de alimentos, jabones y detergentes. La mayoría de las plantas municipales utilizan procesos biológicos aeróbicos para este fin. DESBASTEConsiste habitualmente en la retención de los sólidos gruesos del agua residual mediante una reja, manual o autolimpiante, o un tamiz, habitualmente de menor paso o luz de malla. Esta operación no sólo reduce la carga contaminante del agua a la entrada, sino que permite preservar los equipos como conducciones, bombas y válvulas, frente a los depósitos y obstrucciones provocados por los sólidos, que habitualmente pueden ser muy fibrosos: tejidos, papeles, etc.Los filtros de desbaste son utilizados para tratar particularmente cargas orgánicas fuertes o variables, típicamente industriales, para permitirles ser tratados por procesos de tratamiento secundario. FANGOS ACTIVOS

Las plantas de fangos activos usan una variedad de mecanismos y procesos para usar

oxígeno disuelto y promover el crecimiento de organismos biológicos que remueven

substancialmente materia orgánica. También puede atrapar partículas de material y

puede, bajo condiciones ideales, convertir amoniaco en nitrito y nitrato, y en última

instancia a gas nitrógeno.

CAMAS FILTRANTES (CAMAS DE OXIDACIÓN)

Se utiliza la capa filtrante de goteo utilizando plantas más viejas y plantas receptoras

de cargas más variables, las camas filtrantes son utilizadas donde el licor de las aguas

residuales es rociado en la superficie de una profunda cama compuesta de coque

(carbón, piedra caliza o fabricada especialmente de medios plásticos). Las películas

biológicas de bacterias, protozoarios y hongos se forman en la superficie media y se

comen o reducen los contenidos orgánicos. Esta biopelícula es alimentada a menudo

por insectos y gusanos.

PLACAS ROTATIVAS Y ESPIRALES

En algunas plantas pequeñas son usadas placas o espirales de revolvimiento lento que

son parcialmente sumergidas en un licor. Se crea un flóculo biótico que proporciona el

substrato requerido.

FILTROS AIREADOS BIOLÓGICOS

Filtros aireados (o anóxicos) biológicos (BAF) combinan la filtración con reducción

biológica de carbono, nitrificación o desnitrificación. BAF incluye usualmente un

reactor lleno de medios de un filtro. Los medios están en la suspensión o apoyados por

una capa en el pie del filtro. El propósito doble de este medio es soportar altamente la

biomasa activa que se une a él y a los sólidos suspendidos del filtro.

REACTORES BIOLÓGICOS DE MEMBRANA

MBR es un sistema con una barrera de membrana semipermeable o en conjunto con

un proceso de fangos. Esta tecnología garantiza la remoción de todos los

contaminantes suspendidos y algunos disueltos. La limitación de los sistemas MBR es

directamente proporcional a la eficaz reducción de nutrientes del proceso de fangos

activos.

SEDIMENTACIÓN SECUNDARIA

El paso final de la etapa secundaria del tratamiento es retirar los flóculos biológicos del

material de filtro, y producir agua tratada con bajos niveles de materia orgánica y

materia suspendida.

C. TRATAMIENTO TERCIARIO

El tratamiento terciario proporciona una etapa final para aumentar la calidad del

efluente al estándar requerido antes de que éste sea descargado al ambiente receptor

(mar, río, lago, campo, etc.) Más de un proceso terciario del tratamiento puede ser

usado en una planta de tratamiento. Si la desinfección se practica siempre en el

proceso final, es siempre llamada pulir el efluente.

FILTRACIÓN

La filtración de arena remueve gran parte de los residuos de materia suspendida. El

carbón activado sobrante de la filtración remueve las toxinas residuales.

LAGUNAJE

El tratamiento de lagunas proporciona el establecimiento necesario y fomenta la

mejora biológica de almacenaje en charcos o lagunas artificiales. Se trata de una

imitación de los procesos de autodepuración que somete un río o un lago al agua

residual de forma natural. El sistema de lagunaje es barato y fácil de mantener pero

presenta los inconvenientes de necesitar gran cantidad de espacio y de ser poco capaz

para depurar las aguas de grandes núcleos.

TIERRAS HÚMEDAS CONSTRUIDASLas tierras húmedas construidas incluyen camas de caña y un rango similar de

metodologías similares que proporcionan un alto grado de mejora biológica aerobia y

pueden ser utilizados a menudo en lugar del tratamiento secundario para las

comunidades pequeñas, también para la fitoremediacion.

REMOCIÓN DE NUTRIENTESLas aguas residuales pueden también contener altos niveles de nutrientes (nitrógeno y

fósforo) que eso en ciertas formas puede ser tóxico para peces e invertebrados en

concentraciones muy bajas o eso puede crear condiciones insanas en el ambiente de

recepción. Las malas hierbas y las algas pueden parecer ser una edición estética, pero

las algas pueden producir las toxinas, y su muerte y consumo por las bacterias

(decaimiento) pueden agotar el oxígeno en el agua y asfixiar los peces y a otra vida

acuática.

De operar, y el uso de productos químicos en el proceso del tratamiento es costoso.

Aunque esto hace la operación difícil y a menudo sucia, la eliminación química del

fósforo requiere una huella significativamente más pequeña del equipo que la de

retiro biológico y es más fácil de operar.

DESINFECCIÓNEl propósito de la desinfección en el tratamiento de las aguas residuales es reducir

substancialmente el número de organismos vivos en el agua que se descargará

nuevamente dentro del ambiente.

MÉTODOS DE TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES

Tenemos tratamientos fisicoquímicos, anaeróbicos y aeróbicos y en este caso de

estudio por tratamiento de aguas residuales con lodos activados. [3]

Tabla 1. Tecnologías para el tratamiento de aguas

Tipo de tecnología

Lagunas de estabilización

Lagunas que permiten la estabilización de materia orgánica y la reducción de bacterias de las aguas residuales

Lagunas aireadas

Lagunas en las que se inyectan aire por acción mecánica o difusión de aire comprimido con sistemas artificiales de aireación

Lodos activados

Unidades más compactas que las anteriores que también usan aireación artificial para la degradación aeróbica de la materia orgánica. Las células microbianas forman floculo que sedimentan en un tanque de clarificación

Humedales artificiales, biofiltros o

wetlands

Superficies de inundación periódica, con medios filtrantes de piedras de grava y arena, sembrados con vegetación nativa (carrizo, juncos, papiros, etc.)

Filtros percoladores

Medio filtrante de piedra gruesa o material sintético, en donde se desarrolla una película de microorganismos que degrada la materia orgánica del agua residual

Reactores anaeróbicos de flujo

ascendente (RAFA)

Proceso anaerobio en donde el agua residual circula en forma ascendente y atraviesa un manto de lodos para la estabilización parcial de la materia orgánica

Tanques imhoff

Son tanques de sedimentación primaria que facilitan la digestión de lodos en un compartimiento localizado en la parte inferior

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS

El proceso de lodos activados corresponde a un proceso biológico de contacto por el

cual, microorganismos vivos y sólidos orgánicos se mezclan en un medio ambiente

propicio para la degradación aeróbica de la materia orgánica. El ambiente aeróbico en

el estanque se logra proporcionando aire u oxígeno, mediante el uso de difusores o

aireadores mecánicos. Los microorganismos son mantenidos en el estanque de

aireación en forma de flóculos, los cuales se encuentran dispersos en el líquido para

permitir el contacto con la materia orgánica.

Los lodos activados están formados por flóculos, que consisten principalmente en

materia orgánica procedente de las aguas servidas, poblados de diversos tipos de

microorganismos

El proceso de estabilización consiste en que los microorganismos (lodos activos)

utilizan la materia orgánica como alimento, para sintetizar nuevas células y proveerse

de energía. La generación de lodos activados es un proceso lento, de manera que la

cantidad formada durante el periodo de tratamiento, es inadecuada para tratar rápida

y eficazmente las aguas servidas, pues se requiere de una alta concentración de lodos

activados. Esta gran concentración se logra recolectando los lodos producidos y

empleándolos nuevamente en el tratamiento. Los lodos activados que se vuelven a

emplear en esta forma se conocen como lodos recirculado. Se debe tener presente

que este es un proceso acumulativo, por el que eventualmente se producirá mayor

cantidad de lodo activado del que se requiere. La excesiva acumulación, o exceso de

lodos activados, se retira continuamente del proceso de tratamiento, y se acondiciona

para su disposición final. [4]

Figura N° 1: Esquema de Tratamiento mediante Lodos Activados

Fuente: costarica junio ,2009. Operación de Sistemas de Tratamiento de Aguas Servidas. [7]

A. ESTANQUE DE AIREACIÓN.

El proceso consta de un estanque de aireación, también denominado como estanque

de oxidación, donde se presentan las reacciones biológicas que originan la degradación

de la materia orgánica. La población microbiana presente en el estanque de aireación

requiere para su desarrollo de nutrientes, entre los cuales se encuentra el oxígeno.

Todos los nutrientes, a excepción de este último, se encuentran presentes en las aguas

servidas, por lo que basta con agregar oxígeno para que el desarrollo sea óptimo. Para

ello, dentro de este estanque, se encuentran dispuestas las unidades que permiten

adicionar aire u oxígeno, ya sea por medio de aireadores mecánicos o mediante la

impulsión de aire con sopladores a través de difusores, localizados en el fondo del

estanque. El estanque puede presentar diversas formas geométricas, dependiendo del

espacio disponible.

B. AIREACIÓN Y AGITACIÓN

En un sistema de Lodos Activados, se requiere de una fuente de aireación que

proporcione el oxígeno y mezcla adecuada, para llevar a cabo el tratamiento de las

aguas servidas. Es por ello que la aireación debe satisfacer tres grandes objetivos:

1. Mezclado de las aguas residuales con los lodos recirculado.

2. Mantener en suspensión los lodos mediante la agitación de la mezcla.

3. Suministrar el oxígeno requerido para la oxidación biológica.

En un sistema de lodo activo, la disponibilidad natural de oxígeno disuelto siempre

será inferior a la velocidad de consumo de éste por parte de los microorganismos, por

lo que se debe suministrar en forma artificial. Los métodos de aireación empleados

corresponden a aireación mecánica y aireación por medio de difusores.

C. SEDIMENTADOR SECUNDARIO

En el proceso de lodos activados, se distingue además una etapa de sedimentación,

normalmente desarrollada en el sedimentador secundario, cuyos principales objetivos

corresponden a:

• Clarificar el efluente secundario mediante la separación de los sólidos (lodos

activados) del agua tratada.

• Recolección y espesamiento de los sólidos sedimentados para el retorno al estanque

de aireación o facilitar el proceso de purga de lodos del sistema.

El espesamiento continuo realizado en el sedimentador secundario, está basado en el

ingreso del líquido a un estanque, en el cual se concentra la suspensión mediante una

separación de fases. Las partículas descienden colectivamente en un régimen de

sedimentación por zona. El líquido clarificado se separa de los sólidos suspendidos

mediante la presencia de una interfase que va descendiendo conforme transcurre el

tiempo, en la cual el líquido es removido por el tope. De este modo, existirá un área

requerida para espesamiento y un área para clarificación.

Los clarificadores (o sedimentadores), están clasificados normalmente por la forma:

circulares, cuadrados, rectangulares, hexagonales, etc., siendo los más comunes los

dos primeros casos. Los clarificadores circulares se caracterizan por un patrón de flujo

que va radialmente desde el centro a los alrededores, aunque también se pueden

encontrar con alimentación periférica. Los sedimentadores circulares son usados

extensamente en tratamientos de aguas primarias y secundarias. Las profundidades

típicas van entre 3 y 5 metros.

D. SISTEMA DE RETORNO DE LODOS

Los procesos de Lodo Activado necesitan mantener una alta concentración celular en

el estanque de oxidación, por lo que se requiere del retorno de los lodos concentrados

al sistema, tarea que se realiza el sedimentador secundario.

El sistema de retorno de lodos, corresponde al conjunto de elementos necesarios para

conducir los lodos desde el fondo del sedimentador secundario hasta el estanque de

aireación. La operación normalmente es realizada con bombas centrifugas o mediante

un sistema tipo air-lift (sistema de impulsión comandado por aire).

E. SISTEMA DE PURGA DE LODOS

La purga de lodos corresponde a la remoción de sólidos biológicos (lodos) desde el

sistema de tratamiento. La fracción de lodos a purgar corresponde al crecimiento

celular, para permitir manejar la concentración deseada de microorganismos al interior

del reactor. Ésta también dependerá de la eficiencia estimada para el tratamiento y de

los parámetros cinéticos con que se cuente en cada caso. El exceso de lodos activados

se purga y se lleva a una sección de tratamiento y se acondiciona para la posterior

disposición final. [5]

CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

El proceso de lodos activados requiere de aireación prolongada con soplante por aire comprimido y distribución por difusores. El modelo de flujo del proceso es flujo pistón con recirculación y purga. Todas las partículas que entran al birreactor deben permanecer en el interior del mismo durante idéntico periodo de tiempo. La eficacia de eliminación (DBO5) debe ser del 75% al95%.

PARÁMETROS DE DISEÑO· Carga diaria de DBO5 ó materia orgánica que entra en el tanque biológico.

· Carga diaria de SST.

· Tiempo de retención celular q c, d = 20-30

· Carga másica aplicada relación Kg DBO5/Kg SSVLM. d = 0.05 – 1.5

· Carga volumétrica Kg DBO5/m3 d = 0.16-0.40

· SSLM mg/l = 3000-6000

· Tiempo de retención hidráulica horas = 18-36

· Coeficiente de recirculación del decantador el tanque biológico = 1-1.5

· Carga de superficie = 1.0-1.33 m3/m2.h

· Oxígeno necesario KgO2/KgDBO5 = 2 a 2.5Kg

· Transferencia de oxígeno de los difusores (según modelo y fabricante)

· El agua del efluente procedente de un tratamiento biológico por fangos activados

puede ser vertido a cauces, canales o embalses al estar dentro de los parámetros

exigidos por la Ley.

MÉTODOS USADOS PARA EL TRATAMIENTO DE LODOS EN EXCESO (DESECHADOS)Los residuos del tratamiento de las aguas residuales, lodos en exceso, no pueden ser

desechados sin un tratamiento adecuado; los procesos más comunes aplicados son los

siguientes:

ESPESADO DE FANGOS· Reducción del volumen de fangos activados en proceso de declive.

· Homogeneización de los lodos procedentes de los decantadores.

· Ahorro de medios técnicos.

DIGESTIÓN DE LOS FANGOS Por microorganismos consumidores; existen dos tipos de digestión, según sea, el

metabolismo bacteriano:

· Digestión aerobia: es la eliminación en presencia del aire de la parte fermentable

(biomasa) de los lodos activados.

· Digestión anaerobia: es un proceso en ausencia de aire, por el cual, la biomasa se

descompone en metano y CO2.

DESHIDRATACIÓN DE FANGOSEs la eliminación del mayor porcentaje posible del agua contenida en los lodos. El

proceso se puede dar por alguna de las siguientes operaciones unitarias:

· Eras de secado

· Lagunas de fangos

· Filtración al vacío

· Centrifugación

· Filtro banda

· Filtro prensa

· Secado: directo o indirecto

ANTECEDENTES DEL PROBLEMA

Ramón, Jacipt Alexander, ‘’tratamiento de aguas residuales urbanas

utilizando la depuración simbiótica’’; – Universidad de Pamplona,

facultad de Ingenierías y Arquitectura: 2005.

La depuración simbiótica es una tecnología innovadora, de reciente desarrollo,

completamente limpia y ecológica, que combina un sistema de depuración natural,

subterránea y por goteo, para cualquier tipo de agua residual de naturaleza organica,

con la generación de áreas verdes sobre la superficie de la depuradora,

desarrollándose ambas en perfecta armonía. Presenta bajos costos de implantación y

mantenimiento, debido a la sencillez de los elementos constructivos a los bajos

consumos energéticos. Esta tecnología patentada, tiene una de sus principales

aplicaciones en el tratamiento de aguas residuales urbanas de pequeños núcleos de

población.

Paula González Contreras, Rolando Chamy Maggi y Paola Poirrier

González, de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. 2007

El tratamiento anaerobio de Aguas Residuales Urbanas (ARU) se lleva a cabo

exitosamente en climas donde las temperaturas superen los 20°C. Pero a temperaturas

menores se mezclan varios factores que no hacen posible que un sistema tradicional

como el reactor UASB logre obtener satisfactorias remociones de materia orgánica. En

esta investigación se usa un sistema de dos fases, en el cual el primer reactor

incrementa la solubilización de materia orgánica particulada (modalidad tanque

agitado) y un segundo reactor metanogénico realiza la remoción de la materia

orgánica disuelta (reactor UASB). El sistema de dos fases se compara con un reactor

UASB tradicional. El ARU utilizada tenía una fracción de sólidos suspendidos del 70% y

la temperatura varío entre 11 y 23°C. El sistema de dos fases obtiene mejores

remociones que el sistema de una fase, y esto es debido a que el reactor de

solubilización a bajas temperaturas logra incrementar la fracción soluble inicial a partir

de la hidrólisis de los sólidos suspendidos. De esta forma ingresa al reactor UASB-dos

fases mayoritariamente productos de fermentación y materia orgánica disuelta que

pueden ser degradados eficientemente a bajas temperaturas en este reactor.

Pedro Valdés, Babarita Guerrero, Gertrudis nieves, Verónica de la

torre, ‘’tratamiento de aguas residuales cítricas por vía anaerobia’’;

Universidad Nacional Autónoma de Mexico-1994.

En el presente trabajo muestra los resultados del tratamiento de los residuales líquidos

de la industria citrícola, fundamentalmente en el procesamiento industrial de la fruta

para la obtención de jugos naturales y concentrados. Para su tratamiento se dispone

tres sistemas de lagunas de oxidación y dos de plantas depuradoras, cuyo mecanismo

básico está constituido por lodos activados. Estas instalaciones ofrecen una eficiencia

de remoción promedio de 95%, a expensas de un consumo de energía aceptable,

teniendo en cuenta los volúmenes y la concentración de estas aguas.

CONCLUSIONES

No presencia de compuestos tóxicos en las aguas residuales.

Aprovechamiento de la topografía, evitando el uso de equipo de bombeo en elevar

el agua residual o algún efluente.

Los procesos no remueven coliformes fecales, debido al periodo de retención

El diseño de sistemas de tratamiento secundario como el proceso de lodos activados

es una actividad que demanda demasiado tiempo, un mes aproximadamente. Si

las empresas dedicadas al diseño de estos sistemas de tratamiento desean competir

en el mercado por una concesión, deben minimizar el tiempo empleado en el

diseño liderado.

Debido a la necesidad de tratar el 86% de las aguas residuales se pretende, con

este método, contribuir en el desarrollo de una alternativa de tratamiento, que sea

diseñado con constantes cinéticas obtenidas experimentalmente de acuerdo a

nuestra realidad.

RECOMENDACIONES

Para ganar una concesión es el no sobredimensionar la planta de tratamiento, ya que

implicará gastos innecesarios que aumentarán los costos fijos, por ejemplo: bombas de

alta potencia, vertederos costosos y válvulas inadecuadas, entre otros; por lo que se

deben elaborar muy bien los cálculos de diseño y así evitar sumarle un factor

de seguridad extra que aumentaría aún más los costos fijos de la planta.

LINKOGRAFIA

1. http://aquaperu.net/planta_de_tratamiento_de_aguas_residuales.htm

2. http://cabierta.uchile.cl/revista/6/aguas.htm

3. http://www.vivienda.gob.pe/ambiente/mi%20sitio/Anexos%20-%20INFORME

%20SEMESTRAL%20OMA/Cuaderno_6_IPES_panorama_aguas_residuales.pdf

4. http://es.wikipedia.org/wiki/Depuraci%C3%B3n_biol

%C3%B3gica_por_fangos_activos

5. http://cybertesis.ubiobio.cl/tesis/2009/alarcon_r/doc/alarcon_r.pdf

6. http://www.edeca.una.ac.cr/files/EDECA/Eventos/Calvo.pdf

7. http://bioreactorcrc.wordpress.com/