Como ya hemos mencionado en otras ocasiones, una Planta de Tratamiento de Efluentes Líquidos tiene la finalidad de eliminar diferentes contaminantes presentes en el mismo, mediante la aplicación de una serie de procesos fisicoquímicos y biológicos diseñados de forma específica.

El tratamiento secundario es la etapa principal en una planta de tratamiento de efluentes biológica y uno de los procesos más habituales es el tratamiento por barros activados, en el cual se generan las condiciones ideales para la proliferación de ciertos microorganismos, que tienen la capacidad de alimentarse a partir de la materia orgánica contaminante presente en un efluente líquido.

Estas condiciones se suelen generar en la llamada cámara de aireación o reactor aeróbico. Si bien sus diseños pueden cambiar según el proceso específico seleccionado, básicamente consiste en un tanque al cual se le ingresa un efluente a depurar, y se le inyecta aire, que les servirá a los microorganismos aeróbicos para respirar y subsistir.

Planta de tratamiento con tres cámaras de aireación.

Un problema operativo que puede significar un riesgo para el correcto funcionamiento de la planta es la incorrecta aireación en el reactor biológico. El control de la concentración de oxígeno dentro de la cámara de aireación es fundamental para lograr una depuración exitosa. En términos generales, se debe garantizar que la concentración de oxígeno no sea inferior a 1,0 mg/L en ningún punto de la cámara de aireación. Para esto, se suele diseñar el sistema para que la concentración promedio sea de 2,0 mg/L, lo que da cierto margen de variabilidad para evitar zonas anóxicas.

El sistema de aireación es un punto fundamental, ya que es el que provee aire a la cámara. Este suele representar el mayor consumo energético dentro de una planta de tratamiento, por lo que es importante la optimización de su diseño. De esta forma, se minimizarán los costos en términos de electricidad.

Con este sistema se busca optimizar la transferencia de oxígeno al líquido, lo que se logra, por ejemplo, inyectando burbujas finas en lugar de burbujas gruesas, que tienen mayor superficie de contacto y una menor velocidad ascensional. Por este motivo, uno de los tipos de aireación más habituales son los difusores de burbuja fina. Sin embargo, en ciertas ocasiones, por ejemplo, en cámaras de aireación muy profundas, se pueden utilizar difusores de burbuja gruesa ya que en estos casos no se observa una diferencia sustancial entre los dos sistemas. El correcto mantenimiento de estos difusores, que se recomienda que sean fácilmente extraíbles de la cámara, es fundamental para garantizar la concentración de oxígeno necesaria para el desarrollo de los microorganismos.

Difusores de burbuja fina Bioingepro.

Un tanque de aireación con baja concentración de oxígeno suele presentar diversos problemas operativos en el mediano plazo. Los principales problemas detectados son los siguientes:

• Bulking filamentoso;
• Flotación de barros por denitrificación;
• Ennegrecimiento del efluente y generación de olores en la cámara de aireación.

Bulking filmanetoso

Uno de los problemas más habituales es la proliferación de microorganismos indeseados, como las bacterias filamentosas, que contribuyen al llamado “bulking” de lodos. Esto dificulta la sedimentabilidad de los flocs y favorece la fuga de barros del clarificador secundario. Como consecuencia de este crecimiento poblacional de bacterias, se obtienen espumas marrones en la cámara de aireación y en el sedimentador secundario. Los sólidos con floculación deficiente no logran ser decantados y aparecen en el efluente de salida, lo que generalmente produce un desvío en el efluente de salida respecto a los requerimientos normativos.

La aparición de zonas con deficiencia de oxígeno, además de la generación del bulking filamentoso, produce una baja calidad del barro debido a que la selección de bacterias óptimas para el consumo de materia orgánica se ve afectada. No logran desarrollarse correctamente porque su reproducción a través de una respiración requiere oxígeno y este se encuentra limitado. Por este motivo, se observa una merma en el rendimiento de la cámara de aireación.

Una posible solución operativa a este inconveniente es el agregado de hipoclorito de sodio en la línea de recirculación de barros (RAS), sin embargo, si la aireación no se corrige, las bacterias filamentosas seguirán predominando y el funcionamiento de la planta continuará siendo deficiente.

Denitrificación en sedimentador

Otro inconveniente cuando se producen zonas anóxicas en el reactor biológico es la flotación de barros por denitrificación. Este es un fenómeno que se produce cuando se combina la presencia de nitratos y nitritos (productos de la nitrificación que se da en condiciones aeróbicas a través de las bacterias que metabolizan la materia orgánica) con la presencia de microorganismos en condiciones anóxicas. Este fenómeno produce nitrógeno gaseoso (N₂) que, por su velocidad ascensional, arrastra las partículas de barro y las lleva a la superficie del equipo. Cuando el efluente se transfiere al sedimentador secundario, no logra ser clarificado por esta flotación de lodos y, por ende, estos pasan al líquido de salida que habitualmente resulta fuera de especificación.

Ennegercimiento y generación de olores

Por último, se puede señalar el fenómeno de ennegrecimiento del líquido presente en la cámara de aireación debido a la producción de compuestos sulfurados. Las bacterias, en anaerobiosis, metabolizan los sulfatos presentes en los efluentes para producir sulfuro de hidrógeno. Este compuesto es negro y tiene un olor desagradable. Por este motivo, se produce la tinción del líquido contenido en el reactor biológico y la generación de olores por parte de la planta.

Muestra de efluente negro por falta de aireación en el reactor biológico

En conclusión, se debe tener extremo cuidado con la aireación ya que los microorganismos la requieren para su correcto desarrollo. De esto depende la digestión biológica de la materia orgánica, que es el objetivo principal de las plantas de tratamiento de efluentes líquidos.

En Bioingepro diseñamos, fabricamos y operamos plantas de tratamiento con todos sus componentes, que permiten la adecuación a todos los parámetros exigidos por la normativa, adaptándose a cada situación. En caso de tener consultas o requerir una cotización, no duden en contactarse con nosotros.