En los procesos anaeróbicos convencionales, la materia orgánica es consumida por los microorganismos en presencia de oxígeno. Este metabolismo aeróbico es utilizado por los microorganismos para reproducirse, provocando un aumento en la biomasa y, por lo tanto, en los fangos.

En los procesos anaeróbicos, la materia orgánica es consumida por los microorganismos en ausencia de oxígeno. A diferencia del metabolismo aeróbico, este metabolismo, llamado comúnmente fermentación, es utilizado principalmente para producir diversos compuestos químicos, y en menor medida, para el crecimiento celular.

Las principales ventajas del proceso anaeróbico son la gran capacidad de carga orgánica que puede tratar y el biogás producido, que, al estar compuesto principalmente de metano, tiene uso potencial como fuente de energía térmica. Por el contrario, una desventaja es la necesidad de pre-acondicionamiento de la entrada ya que la temperatura óptima para la fermentación se encuentra entre los 30 y 35°C.

Como en la fermentación la mayor parte de la materia orgánica se utiliza para producir compuestos y no para el crecimiento celular, se requiere que los tiempos de retención sean más dilatados para conseguir una adecuada estabilización de los residuos. Sin embargo, esto implica la ventaja de menos fangos a extraer de la planta.

La implementación de los procesos anaeróbicos se hizo históricamente mediante lagunas y reactores de lecho fijo. Sin embargo, se acrecentó el uso en lo últimos tiempos de reactores tubulares de flujo ascendente. Dentro de esta tecnología, se encuentra el reactor ESCB (Lecho de lodos con circulación externa, por sus siglas en inglés). Este reactor tiene una capacidad de carga de 20 kg DQO por metro cúbico de efluente tratado, uno de los de mayor capacidad existente.

El sistema ingresa por la parte inferior por medio de un sistema distribuidor inferior y abandona la unidad ECSB por la parte superior, después de pasar por dos capas con dos separadores de dos fases (biogás/biomasa). El distribuidor inferior asegura una distribución muy homogénea del líquido evitando canalizaciones o zonas muertas en el reactor ECSB. El influente pasa a través de una densa capa de barro granular anaeróbico donde se produce la reacción de conversión

Un punto muy importante del diseño está dado por el hecho que ambos separadores de dos fases cubren la totalidad del área superficial del reactor. El primer separador de dos fases está instalado a aproximadamente 7 metros de altura, creando una corriente de gas de alta velocidad que potencia el encuentro de partículas con efluente, potenciando la reacción por unidad de volumen.

El segundo separador está instalado 3 metros por debajo del tope del reactor cubriendo también toda la superficie del mismo. Entre ambos separadores se genera una zona con carga muy conservadora de pulido de calidad de efluente logrando de esta manera optimizar el resultado final de calidad de salida del sistema. También se logra una máxima retención de la biomasa, de capacidad del sistema y de estabilidad de proceso y operación.

La parte inferior del reactor contiene un manto de barro expandido de alta concentración. La expansión de este manto de barros se produce por el ingreso de una corriente ingresante desde la zona inferior, por el reciclo y por el biogás generado. El contacto efectivo entre el líquido ingresante y la biomasa produce una actividad biológica muy alta con alta carga y admite tasas de conversión mucho más altas que los sistemas convencionales.

Dado que la gran remoción de DQO se realiza en la zona inferior del reactor en la misma se genera la máxima cantidad de biogás, en la parte superior la cantidad de biogás generada es pequeña y consecuentemente la turbulencia es relativamente baja. El efluente tratado abandona el reactor por medio de una cañería de descarga ubicada en el tope del reactor. La corriente de reciclo se toma desde un punto justo debajo del separador de dos fases superior para ser enviada hacia el tanque de neutralización. de esta forma el efluente anaeróbico se descarga a la más baja velocidad hidráulica posible. Esta es la clave para garantizar la estabilidad del proceso, retención máxima de biomasa, y la máxima calidad posible del efluente.

La concentración de biomasa en la parte superior del reactor es baja. Esto garantiza espacio para una expansión de extra del manto de lodos y evita las pérdidas de biomasa durante las cargas pico.

En Bioingepro contamos con un reactor ESCB del tipo planta piloto, único en Argentina. Este reactor nos permite realizar ensayos de baja escala para efluentes específicos de cada industria, concentrándonos en las necesidades puntuales de cada empresa. Luego, con los resultados obtenidos, se diseña la planta a escala industrial más eficiente.