Los métodos de tratamiento de aguas residuales, con la participación de los microorganismos

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA

UNIVERSIDAD BOLIVARIANA DE VENEZUELA

PROGRAMA DE FORMACION DE GRADO: GESTION AMBIENTAL

“ALDEA CACIQUE MARAGUEY”

REALIZADO POR:

DURAN SANCHEZ IRAIDA DEL CARMEN

CUMANÁ, ENERO 2014

INTRODUCCION

Uno de los problemas que más preocupa a la humanidad es la gran cantidad de aguas residuales que son vertidas a los cuerpos de agua sin ningún tipo de tratamiento, es por esto que durante los últimos años se han desarrollado métodos de tratamiento de aguas residuales que involucran microorganismos, debido a que estos son relativamente económicos, eficientes y no generan subproductos contaminantes. El método de tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados se desarrolló por primera vez en Inglaterra en el año 1914 y actualmente es el método estándar de tratamiento de aguas residuales en los países desarrollados; tiene como objetivo la remoción de materia orgánica de las aguas residuales.

Lodos activados es un proceso biológico aerobio que emplea microorganismos aerobios y facultativos para degradar los compuestos orgánicos. El sistema se compone de un reactor aireado artificialmente (cámara de aireación), seguido por un sedimentador que cumple la función de separar la biomasa suspendida en la fase líquida. Una parte de la biomasa separada en el sedimentador secundario se la recircula al reactor, el resto se elimina como barros en exceso (purga de barros), de manera tal de mantener la concentración de microorganismos en la cámara de aireación aproximadamente constante. De esta manera, por efecto de la recirculación aumenta la concentración de la biomasa en la cámara de aireación, y el tiempo de residencia de los mismos, obteniéndose remociones similares con instalaciones más pequeñas.

Al aumentar el tiempo de residencia de los microorganismos en el reactor, aumenta la actividad biológica, y disminuye, así, el tiempo de tratamiento (del orden de horas) en el presente informe hablare de los aspectos más importantes referente al contenido de lodos activados para tener un conocimiento más claro y así poder trabajar con este método, en un futuro, de la manera más productiva o ventajosa.

LODOS ACTIVADOS

DEFINICIÓN

Es un proceso de tratamiento por el cual el agua residual y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aerados en un tanque denominado aereador, los flóculos biológicos formados en este proceso se sedimentan en un tanque de sedimentación, lugar del cual son recirculados nuevamente al tanque aerador o de aeración.

El proceso de lodos activados convencional es una técnica de tratamiento en la cual, el agua residual que ingresa continuamente al tanque de aireación del sistema, se une con los lodos activados provenientes del sedimentador secundario, donde el aire es introducido para realizar una mezcla completa y proporcionar el oxígeno necesario para que los microorganismos aerobios remuevan la materia orgánica y realicen sus funciones metabólicas de crecimiento y reproducción. La mezcla de lodo activado y agua residual que se produce en el tanque de aireación se llama “licor mezclado”, la cual pasa a otro tanque llamado sedimentador secundario o clarificador donde el agua se decanta para posteriormente ser desinfectada, y parte del lodo activado se recircula desechando el sobrante. El aire se introduce al tanque de aireación, mediante difusores que se colocan en el fondo o por aireadores mecánicos superficiales los que pueden ser fijos, ubicados sobre plataformas o flotantes. Se emplean en trenes de tratamiento biológicos, siendo éstos: Rejillas gruesas rejillas finas-desarenador sedimentador primario tanque de aireación sedimentador secundario desinfección.

VENTAJAS DE LODOS ACTIVADOS

• Costos de inversión inicial menores que otros tipos de tratamientos biológicos.

• Su confiabilidad es alta y remueve altas concentraciones de DBO5

• Remueve adicionalmente compuestos volátiles y sólidos suspendidos totales.

DESVENTAJAS DE LODOS ACTIVADOS

• La capacidad de carga orgánica es limitada.

• Requiere de una aireación continua, lo que se traduce en altos costos de operación por concepto de energía eléctrica

FUNCIONAMIENTO

En el proceso de lodos activados los microorganismos son completamente mezclados con la materia orgánica en el agua residual de manera que ésta les sirve de alimento para su producción. Es importante indicar que la mezcla o agitación se efectúa por medios mecánicos (aereadores superficiales, sopladores, entre otros) los cuales tiene doble función 1) producir mezcla completa y 2) agregar oxígeno al medio para que el proceso se desarrolle.

ELEMENTOS BÁSICOS DE LAS INSTALACIONES DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS:

I INSTALACIÓN TÍPICA

Los elementos básicos de las instalaciones del proceso de lodos activados son:

• Tanque de Aeración: Estructura donde el desagüe y los microorganismos son mezclados. Se produce reacción biológica.

• Tanque Sedimentador: El desagüe mezclado procedente del tanque aereador es sedimentado separando los sólidos suspendidos (lodos activados), obteniéndose un desagüe tratado clarificado.

• Equipo de Aeración: Inyección de oxígeno para activar las bacterias heterotróficas.

• Sistema de Retorno de Lodos: El propósito de este sistema es el de mantener una alta concentración de microorganismos en el tanque de aeración. Una gran parte de sólidos biológicos sedimentables en el tanque sedimentador son retornados al tanque de aeración.

• Exceso de Lodos y su Disposición: El exceso de lodos, debido al crecimiento bacteriano en el tanque de aeración, es eliminado, tratado y dispuesto.

II OPERACIÓN BÁSICA

1).-Pre tratamiento/ Ajuste de Aguas Residuales: en algunos casos las aguas residuales deben ser acondicionadas antes de procederse con ellos el proceso de lodos activados, esto es debido a que ciertos elementos inhiben el proceso biológico, algunos de estos casos son:

Sustancias dañinas a la activación microbiana.

Grandes cantidades sólidos --> Utilización de cribas o rejas, tanque de sedimentación primaria (sólidos fácilmente sedimentables)

Aguas residuales con valores anormales de pH --> Proceso de neutralización indispensable.

Desagües con grandes fluctuaciones de gasto y calidad de las aguas residuales incluyendo concentración de DBO --> Tanque de igualación.

2).-Remoción de DBO en un Tanque de aereación: las aguas residuales crudas mezcladas con el lodo activado retornado del tanque de sedimentador final es aereado hasta obtener 2 mg/l de oxígeno disuelto o más, en este proceso una parte de materia orgánica contenida en los desagües es mineralizada y gasificada y la otra parte es asimilada como nuevas bacterias.

3).-Separación sólido líquido en el Tanque de Sedimentación: los lodos activados deben ser separados del licor mezclado provenientes del tanque de aereación este proceso se realiza en el tanque de sedimentación, concentrándolos por gravedad. La finalidad de este proceso es:

a) Conseguir un efluente clarificado con un mínimo de sólidos suspendidos

b) Asegurar el lodo de retorno.

4).-Descarga del exceso de lodos: con la finalidad de mantener la concentración de los lodos activados en el licor mezclado a un determinado valor, una parte de los lodos son eliminados del sistema a lechos de secado o a es pesadores seguidos de filtros mecánicos (filtros prensa, de cinta etc.) para posteriormente disponer el lodo seco como residuo sólido.

Un aspecto relacionado con la separación de lodos es el concerniente a los flóculos biológicos de los lodos activados, estos están compuestos de bacterias heterotróficas y son el elemento principal para la purificación, tienen dos importantes características en el proceso:

1). Eficiente remoción de materia orgánica.

2). Eficiente separación de sólidos.

ROL DE LAS BACTERIAS

Las bacterias juegan un rol preponderante en el tratamiento biológico. Las bacterias son clasificadas de acuerdo a sus características bioquímicas

a) Clasificación por fuente de energía y carbón:

Clasificación por fuente de energía

Fotosintéticas

Quimio sintéticas

Reacción Oxidación-Reducción Inorgánica

Clasificación por fuente de carbón

Reacción Oxidación-Reducción Orgánica

Carbón Orgánico

b) Clasificación por su forma de vida

1 - De crecimiento suspendido, con existencia de flóculos orgánicos (Lodos Activados).

2 - De crecimiento adherido donde el crecimiento bacterial se realiza en un medio de apoyo (piedras, medio artificial PVC). Utilizado en procesos con filtros percoladores.

c) Clasificación por uso de oxígeno

Los organismos aeróbicos existen solo cuando existe una fuente de oxígeno molecular.

Organismos anaeróbicos cuya existencia esta condicionada a la ausencia de oxígeno.

Organismos facultativos tiene la capacidad de sobrevivir con o sin oxígeno.

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