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MICROORGANISMOS DE PLANTAS DEPURADORAS

Sesión I 1


Meritxell Mas Aceves

Primera sesión•Generalidades sobre los sistemas de depuración•“Inauguración” de la planta depuradora piloto•Análisis físico-químicos de control

Segunda sesión•Generalidades de los procesos biológicos y fisiológicos de las EDAR:

•Principios biológicos de los sistemas de depuración•Introducción a los microorganismos de los fangos activos•Observaciones generales del fango

•Mantenimiento de la planta depuradora piloto•Análisis físico-químicos de control

Temario


Sesión I 2

Tercera sesión•Microorganismos filamentosos

•Identificación•Tinciones•Análisis de los microorganismos filamentosos de la EDAR piloto


Cuarta sesión•Protozoos y Metazoos

•Identificación•Tinciones•Análisis de protozoos y metazoos de la EDAR piloto


Temario

Quinta sesión•Bioindicación•Problemas biológicos de las EDAR•Acciones correctivas•Mantenimiento de la planta depuradora piloto•Análisis físico-químicos de control•Análisis y discusión de los resultados

Temario


Sesión I 3


Módulo I

El objetivo de las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales esrecoger el agua residual de una población o de una industria y, después deuna serie de tratamientos y procesos, devolverla a un cauce receptor (río,embalse, mar ...) con una carga contaminante menor, tomando como baseciertos parámetros normalizados de calidad

EDAR


Sesión I 4

Parámetros de calidad

•Sólidos en suspensión o materias en suspensión: Corresponden a las materias sólidas de tamaño superior a 1 µm, ya sean orgánicas o inorgánicas. Gran parte de estos sólidos son fácilmente separables del agua residual cuando ésta se mantiene en estanques que tengan elevado tiempo de retención

•DBO5 (Demanda biológica o bioquímica de oxígeno): Mide la cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos del agua para oxidar ese agua residual en un periodo normalizado de 5 días

•DQO (Demanda Química de Oxígeno): Es el oxígeno equivalente necesario para estabilizar la contaminación que tiene el agua, pero para ello se emplean oxidantes químicos enérgicos

•Nitrógeno: Las formas predominantes de nitrógeno en el agua residual son las amoniacales (amonio-amoniaco), nitrógeno orgánico, nitratos y nitritos

•Fósforo: Bien como fósforo total, bien como ortofosfato disuelto

Se distinguen dos tipos de EDAR en referencia al tipo de agua de entrada(afluente):

•Urbanas o domésticas:

• Reciben aguas residuales mayoritariamente de una aglomeraciónhumana:

•Viviendas y servicios (aguas negras): cocina, lavado, fecales…

•Aguas de escorrentía superficial y de drenajes (aguasblancas): aguas pluviales, de limpieza pública, de riego…

•Aguas procedentes de industrias (vertidos industriales)

•Aguas procedentes de actividades agrarias (agropecuarias)

EDAR


Sesión I 5

•Industriales:

•Reciben las aguas residuales de una o varias industrias:

•Vertidos originados en el proceso de producción

•Aguas procedentes de generación e intercambio de calor

•El resto de aguas que se viertan en la instalación

•Los afluentes industriales presentan una composición específicasegún el tipo de industria y producción y suelen ser las máscontaminantes de las aguas residuales

•Comprenden una gran variedad de tipos de vertidos que puedenser muy diferentes entre sí

EDAR

Vertidos urbanos – Vertidos industriales:

EDAR

Parámetros Urbano (contaminación media)

Industria láctica Industria textil

DBO5 200 1000 1500

Sólidos Totales 800 1600 8000

Sólidos en Suspensión 240 300 2000

Nitrógeno 35 50 30

Fósforo 10 12 0


Sesión I 6

Importancia de una EDAR

•Efectos negativos de las aguas residuales sobre el medio receptor:

•Tapizan la vegetación de las riberas con residuos sólidos gruesos, comoplásticos, utensilios, restos de alimentos, etc.

•Acumulan sólidos en suspensión sedimentables en fondo y orillas delcauce, tales como arenas y materia orgánica

•Incrementan el consumo de oxígeno disuelto por descomposición de lamateria orgánica y compuestos amoniacales del agua residual

•Producen malos olores por agotamiento del oxígeno disuelto

•Aportan grandes cantidades de microorganismos entre los que puedenhaber elevado número de patógenos

•Contaminan por compuestos químicos tóxicos o inhibidores de otrosseres vivos (especialmente si contienen vertidos industriales)

•Aumentan la eutrofización debido a las grandes cantidades de fósforoy nitrógeno

Importancia de una EDAR

•Efectos negativos de las aguas residuales sobre el medio receptor:


Sesión I 7

Legislación

Unión Europea: Directiva 91/271/CEE, que establece los plazos para construir depuradoras y los tamaños de población de que deben contar con una. También establece mecanismos y frecuencias de muestreo y análisis de las aguas residuales

Ministerio de Medio Ambiente: Plan Nacional de Calidad de las Aguas: Saneamiento y Depuración 2007-2015, que da respuesta tanto a los objetivos no alcanzados por el anterior como a las nuevas necesidades planteadas por la Directiva Marco del Agua y por el Programa A.G.U.A. (Actuaciones para la Gestión y Utilización del Agua). Forma parte de un conjunto de medidas que persiguen el definitivo cumplimiento de la Directiva 91/271/CEE y que pretenden contribuir a alcanzar el objetivo del buen estado ecológico que la Directiva Marco del Agua exige para el año 2015

Legislación

Agència Catalana de l’Aigua: PSARU 2005 (Programa de Sanejament de les Aigües Residuals Urbanes), que tiene como objeto la definición de todas las actuaciones destinadas a la reducción de la contaminación originada por el uso doméstico del agua, que permitan conseguir los objetivos de calidad del agua. Se enmarca entre la Directiva 91/271/CEE sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas y la Directiva 2000/60/CE, por la cual se establece un marco comunitario de actuación en el ámbito de la política de aguas, dirigida a la protección de las aguas y que pretende conseguir antes del año 2015 un buen estado de las masas de agua superficiales mediante el desarrollo de medidas de protección, mejora y regeneración de éstas

Agència Catalana de l’Aigua: PSARI 2003 (Programa de Sanejament de les Aigües Residuals Industrials), se enmarca entre la Directiva 91/271CEE, la Directiva 76/464/CEE y las directivas relativas al vertido de sustancias peligrosas para llegar en un futuro a asumir la Directiva Marco del Agua. La publicación de la Ley 6/1999, de 12 de Julio, de ordenación, gestión y tributación del agua, determina la necesidad de proceder a la revisión del Programa


Sesión I 8

Parámetro Concentración % de reducción

DBO5

(mg O2/l)25 70 - 90

DQO(mg O2/l)

125 mg O2/l 75

SST (mg/l)

60 (de 2.000 a 10.000 h-e)35 (> de 10.000 h-e)

70 (de 2.000 a 10.000 h-e)90 (> de 10.000 h-e)

Pt(mg/l) _____ _____

Nt(mg/l)

__________

Límites de vertido de procesos con tratamiento secundario:

Legislación

Habitante equivalente (h-e): Carga orgánica biodegradable con unademanda biológica de oxígeno (DBO5) de 60 g/día

Parámetro Concentración % de reducción

DBO5

(mg O2/l)25 70 - 90

DQO(mg O2/l)

125 mg O2/l 75

SST (mg/l)

60 (de 2.000 a 10.000 h-e)35 (> de 10.000 h-e)

70 (de 2.000 a 10.000 h-e)90 (> de 10.000 h-e)

Pt(mg/l)

2 (de 10.000 a 100.000 h-e)1 (> 100.000 h-e)

80

Nt(mg/l)

15 (de 10.000 a 100.000 h-e)10 (> 100.000 h-e)

70-80

Límites de vertido de procesos con tratamientos avanzados deeliminación de nutrientes, que vierten a zona sensible:

Legislación


Sesión I 9

Depuración biológica de aguas residuales

Tratamiento convencional

Objetivo: eliminación de objetos gruesos, arenas y grasas

Pretratamiento


Sesión I 10

Procesos:•Pozo de muy gruesos: Separación de sólidos de gran tamaño •Desbaste:

•Rejas de gruesos: 50-100 mm (Predesbaste)•Rejas de finos: 3-10 mm•Tamices: 0,8-3 mm

•Desarenado: El proceso es exclusivamente físico, por decantación.Separa grava, arenas, arenillas, restos de alimentos relativamente inertes (poso de café, cáscara de huevo, semillas, huesos de fruta…), partículas minerales de granulometría superior a 200 μm y densidad superior a 2,5 g/cm3…•Desengrasado (o Desnatado): Retira los compuestos hidrofóbicos como grasas, aceites… Puede llevarse a cabo durante el desarenado, durante la decantación primaria o en ambos procesos

Pretratamiento

•Desengrasado:•Durante el desarenado (desarenador-desengrasador): mediante aireación, retirándolas con rasquetas o skimmer

Pretratamiento


Sesión I 11

•Desengrasado:•Durante la sedimentación primaria: sin aireación, por flotación de las propias grasas dado que el elevado tiempo de retención hidráulico del tanque lo permite. También se retiran con rasquetas o skimmer

Pretratamiento

Pozo de gruesos

Rejas de desbaste

Tamices

Pretratamiento


Sesión I 12

Desarenador

Desarenador/Desengrasador

Retirada de grasas

Pretratamiento

Objetivo: eliminación de materia en suspensión y flotante

Tratamiento primario


Sesión I 13

Dentro de los sólidos en suspensión pueden distinguirse:

•Sólidos sedimentables: son los que sedimentan al dejar el A.R. encondiciones de reposo durante una hora

•Sólidos flotantes: definibles por contraposición a los sedimentables

•Sólidos coloidales: de tamaño entre 10-3 - 1 micras

El grado de reducción de los sólidos en suspensión depende del procesoutilizado y de las características del agua residual.

Se puede llegar a eliminar hasta un 65% de los sólidos en suspensión del aguaresidual de entrada.

Dado que en la composición de dichos sólidos hay materia orgánica, sueliminación lleva asociada una reducción de la DBO5 de entrada deaproximadamente el 35%.


Procesos:

•Procesos de separación sólido-líquido:

•Sedimentación, también llamada decantación primaria: Reduce los sólidos sedimentables bajo la exclusiva acción de la gravedad. Sólo elimina los sólidos sedimentables y materias flotantes

•Flotación por aire disuelto (FAD): elimina la materia sólida y/o líquida de densidad inferior al agua así como sólidos de densidad superior gracias a la inyección de microburbujas de aire que se unen a los sólidos formando agregados capaces de flotar

•Decantación-flotación: El rendimiento del proceso de FAD para bajas concentraciones de SS depende entre otros a la formación de un buen enlace partícula-burbuja. Habrá partículas que no son flotantes y que ó sedimentarán en el flotador ó bien se irán con el efluente. Para evitar esto aparece el decantador-flotador, consistente en un decantador primario convencional en cuyo interior se ubica el flotador



Sesión I 14

Procesos:

•Procesos complementarios de mejora:

•Floculación - Coagulación:

•Consiste en añadir compuestos químicos como el cloruro férrico o el sulfato de aluminio, que alteran las propiedades de los sólidos en suspensión de forma que se atraen y adhieren unos a otros. Este efecto de apelotonamiento es la coagulación

•Con este efecto químico, las partículas suspendidas ganan densidad y sedimentan en el decantador primario


Decantador primario

Chapas deflectoras

Arqueta de bombeo



Sesión I 15

Puente del decantador

Vertedero de salida


Objetivos:

•Eliminación de la materia orgánica e inorgánica disuelta, suspendida y coloidal trasformándola en gases y materia celular, que puede separarse por sedimentación

•En algunos sistemas de depuración también se persigue la eliminación de Nitrógeno y Fósforo

•También se consigue la disminución de los microorganismos patógenos y fecales que habitan en el agua residual

•Eliminación de metales y tóxicos

Tratamiento secundario


Sesión I 16

Principales tipos:


Tratamientos biológicos aerobios:

Eliminación de la materia orgánica (m.o.): los microorganismos se alimentan de la m.o. residual ingerida en presencia de oxígeno y nutrientes:

M.O. + Microorganismos + Nutrientes + O2 Nuevos Microorganismos + Productos finales + Energía

Para ello se requieren 2 etapas:

•Respiración endógena u oxidación: mineralización de la m.o. en gases, agua y nuevos productos y energía:

C5H7NO2 (material celular) + 5O2 5CO2 + 2H2O + NH3 + Energía

•Síntesis o asimilación: incorporación de m.o. y nutrientes al interior de los microorganismos para generar nuevos microorganismos. Se utiliza energía producida en la etapa de oxidación:

M.O. + Microorganismos + Nutrientes + Energía + O2 Nuevos Microorganismos



Sesión I 17

Factores que afectan a las reacciones de oxidación:

•Características del sustrato: Las características físico-químicas del agua deentrada determinan la capacidad de biodegradabilidad del proceso

•Nutrientes y Micronutrientes: Son el N, P, Ca, Mg, Na, Fe, Mo, S, etc. Sonfundamentales para el desarrollo de los microorganismos. Un buen equilibrio conrespecto al contenido en N y P es:

100 DBO5 :2,5- 5 amonio-N: 1 ortofosfatos-P

•Aportaciones de O2: Son claves para el mantenimiento del sistema aeróbico. Sepuede considerar el mantenimiento de concentraciones medias de unos 2,0 mg/lde O2, en el caso de los fangos activos


Factores que afectan a las reacciones de oxidación:

•Temperatura: La temperatura influye en las reacciones de oxidación,aumentando cuando crece esta, hasta los 37ºC que desciende bruscamentepor degradación de las proteínas del protoplasma celular

•Salinidad: El contenido en sales disueltas no suele ser un problema hastavalores de 3-5 g/l, siendo problemáticos valores de 5,0 g/l. Si podría sercrítico, en el caso de fangos activos, variaciones bruscas en cortos períodosde tiempo que impidieran una aclimatación del reactor

•Tóxicos: Son sustancias orgánicas e inorgánicas que a ciertasconcentraciones inhiben o impiden los procesos biológicos, actuando sobrelas encimas de las reacciones de síntesis



Sesión I 18

Tipos de procesos de cultivo en suspensión (Fangos Activos):•Convencionales:

•Flujo pistón•Mezcla completa•Alimentación escalonada

•Canales de oxidación:•Orbal•Carrousel

•Bioadsorción:•Contacto-Estabilización•Doble etapa

•Oxígeno puro


Esquema básico de un proceso de fangos activos:



Sesión I 19


•En el reactor aerobio se mantiene el cultivo microbiano aireado y ensuspensión, donde entra en contacto con el agua a tratar



•Después de un tiempo que permita una oxidación suficiente de la m.o.del agua residual, el fango se envía a un tanque de sedimentación(decantador secundario), donde se separa el fango del agua tratada pordecantación



Sesión I 20


•Una parte del fango decantado es devuelta al reactor aerobio(recirculación), mientras que el resto del fango se extrae para evitaruna acumulación excesiva de biomasa (purga de fangos)


Flujo pistón:

•El agua residual y el fango activo recirculado entran en el tanque de aireación donde se mezclan con aire disuelto o con agitadores mecánicos

•Debido a la absorción, oxidación y floculación de la m.o., ésta disminuye a lo largo del tanque de aireación

•El suministro de aire suele ser uniforme en todo el canal



Sesión I 21

Mezcla completa:

•El agua residual decantada y el fango activo recirculado entran por varios puntos al tanque de aireación

•La carga orgánica y la demanda de oxígeno son uniformes en todo el tanque

•La oxigenación suele ser homogénea en todo el tanque


Alimentación escalonada:

•El agua residual decantada se introduce en diferentes puntos del canal. Se pueden emplear tres o más canales paralelos

•La carga orgánica es uniforme y se reduce la demanda de oxígeno punta

•La oxigenación suele ser homogénea en todo el tanque



Sesión I 22

Aireación prolongada:

•Funciona en la fase de respiración endógena

•Requiere una carga orgánica reducida y un largo periodo de aireación

•En el mismo tanque suele tener lugar la decantación de los fangos

•Se emplea mucho en plantas prefabricadas para pequeñas comunidades


Canales de oxidación:

•Canal circular u ovalado equipado con dispositivos de aireación mecánica que provocan la aireación y circulación de los fangos

•El agua residual entra en el canal donde se mezcla con el fango activo

•Operan con largos tiempos de retención de sólidos

•Se distinguen dos tipos: proceso orbal y carrousel



Sesión I 23

•Orbal:

•Canales concéntricos con suministro de oxígeno distinto de un canal a otro

•El agua residual pasa al canal periférico y mediante pasos sumergidos circula de un canal a otro para acabar en un decantador

•Está diseñado para procesos de nitrificación-desnitrificación


•Carrousel:

•Tiene configuración de canal con aireadores instalados frente al tanque divisorio

•Se consigue un flujo continuo de los fangos suficiente para evitar su sedimentación

•Está diseñado para procesos de nitrificación-desnitrificación



Sesión I 24

Procesos de bioadsorción:

•La m.o. se adhiere a la superficie de los flóculos y es degradada allí

•Se distinguen dos tipos de procesos de fangos activos que aprovechan las propiedades bioadsorbentes de los flóculos:

•Contacto-estabilización

•Doble etapa


•Contacto-estabilización:

•Requiere dos etapas:

•Adsorción: Se absorben en el fango la mayor parte de las materias orgánicas coloidales, en disolución y en suspensión

•Oxidación: Las materias orgánicas absorbidas se metabolizan por los microorganismos



Sesión I 25

•Doble etapa:

•Consiste en dos etapas, cada una de las cuales presenta reactor biológico y decantador secundario

•Primera etapa:

•Se alimenta con cargas elevadas, con un corto período de oxigenación

•Se favorece el desarrollo de microorganismos resistentes a elevadas cargas y sustancias tóxicas y las propiedades adsorbentes de los flóculos

•Segunda etapa:

•Se establece una carga media o baja, con un alto contenido en oxígeno, funcionando de forma similar a los procesos convencionales

•Predomina la oxidación biológica


•Doble etapa:

•Este sistema es interesante para aguas residuales con fuertes variaciones de carga, ph, componentes tóxicos e.t.c., es decir aguas residuales con fuerte componente industrial



Sesión I 26

Oxígeno puro:

•Son similares a los procesos convencionales solo que en lugar de aire se usa oxígeno puro

•El oxígeno puro es más caro pero se consiguen las mismas cantidades de oxígeno disuelto con un menor consumo energético

•El oxígeno puede ser recirculado


Oxígeno puro:

•Se puede usar en:

•Estaciones de fangos activos con carga variable, aplicándose solo el oxígeno en los momentos punta

•Pre-oxigenación del agua residual, con fines de desodorización

•En instalaciones antiguas para aumentar el contenido de oxígeno



Sesión I 27


Carrousel

Aireación por turbinas

Aireación por difusores

Fangos activos convencional

Decantación secundaria:

•Recibe el licor mezcla una vez se ha oxidado la m.o. y tras unas dos horas de reposo los flóculos decantan hacia el fondo del tanque, separándose del agua tratada

•Parte del fango decantado es recirculado a cabecera del reactor

•Para mantener constante la población bacteriana, el excedente de bacterias generado en el proceso se extrae del sistema hacia la línea de fangos

•El agua tratada se vierte al cauce receptor o bien se envía a tratamiento terciario



Sesión I 28


Decantador secundario

SkimmerCadena de transmisión


Purga de fangos

Recirculación de fangos


Sesión I 29

Parámetros del proceso influidos o que influyen a la microfauna:

•Influente:

•Carga orgánica de entrada:DBO5 x Qentrada

•Reactor biológico:

•Carga másica (F/M):F/M = (Qentrada x DBO5)/(Vreactor x MLVSS ó MLSS)

•Edad del fango o Tiempo de retención celular (MCRT):E = (Vreactor x MLVSSreactor)/(Qpurga x MLVSSpurga)

•Rendimiento:R = (DBO5 entrada – DBO5 salida)/(DBO5 entrada)

•Decantador secundario:

•Índice Volumétrico de Fangos:IVF = (V30x1000)/MLSS


Tratamiento terciario

Definición: Tratamiento de las aguas residuales urbanas mediante cualquier proceso y/o sistema de eliminación a través del cual tras el vertido de dichas aguas al cauce receptor se cumplan los objetivos de calidad requeridos y las disposiciones pertinentes de la Directiva Europea 91/271 y de las restantes Directivas comunitarias

Objetivo: eliminación de sólidos en suspensión, materia orgánica residual, nutrientes (N y P), microorganismos patógenos, compuestos no biodegradables como detergentes o tóxicos, sales…

Generalmente el tratamiento terciario se resume en eliminar nutrientes (nitrógeno y fósforo) y microorganismos patógenos mediante desinfección


Sesión I 30


Procesos:

•Coagulación – Floculación y Decantación: Elimina los sólidos mediante la acción de agentes coagulantes y floculantes (polielectrolito), seguida por decantación

•Filtración: El agua circula por un lecho de arena u otro material poroso, como la biolita, en el que se desarrolla una película bacteriana que ayuda a la reducción de DBO

•Adsorción sobre carbón activo: Hay compuestos que se fijan sobre el carbón activo por uniones físicas y/o químicas

•En el proceso pueden incluso ser retenidos los metales pesados

•El carbón activo puede ser regenerado, lo que disminuye el coste del tratamiento

•En ocasiones se substituye el carbón activo por polímeros orgánicos, especialmente en casos concretos, como para la retención de pesticidas


Procesos:

•Desinfección: Elimina los microorganismos patógenos (virus, bacterias, protozoos, huevos de helmintos…)

•Agentes químicos: cloro o compuestos de cloro (hipoclorito sódico), bromo o cloruro de bromo, yodo u ozono, peróxido de hidrógeno…

•Agentes físicos (radiación): Calor, luz solar, rayos UV

Los desinfectantes más usados son:

•Cloro

•Hipoclorito sódico

•Ozono

•Rayos UV

El cloro, el ozono y el peróxido de hidrógeno pueden utilizarse para el control de olores de las aguas residuales


Sesión I 31


Procesos:

•Eliminación de nitrógeno:

•El nitrógeno en el agua residual bruta suele estar presente en forma de amoníaco o de nitrógeno orgánico (urea, aminoácidos…), siendo ambas formas solubles. Sin embargo suele presentar bajas concentraciones o nulas de nitrito o nitrato

•Con los sistemas de tratamiento convencionales se elimina menos del 30% del nitrógeno total

•Los dos mecanismos principales que intervienen en este proceso son la asimilación y la nitrificación-desnitrificación:

•Nitrificación: Se reduce la demanda de oxígeno del amoniaco mediante su conversión a nitrato. Es un proceso aerobio

•Desnitrificación: El nitrato se convierte en un producto gaseoso eliminado. Es un proceso anóxico


Procesos:

•Eliminación de fósforo:

•El fósforo se presenta en el agua residual en forma de ortofosfato (PO43

-), polifosfatos (P2O7)4- y formas orgánicas de fósforo

•El tratamiento convencional elimina entre un 10 y un 30% del fósforo total

•La eliminación biológica del fósforo se consigue generando en los reactores las condiciones ambientales adecuadas de manera secuencial (anaerobiosis-anoxia-aerobiosis ó anaerobiosis-aerobiosis)

•La eliminación físico-química del fósforo se consigue con la adición de coagulantes (sales de hierro o de aluminio, generalmente cloruro férrico) seguida de decantación


Sesión I 32

Tratamiento de fangos

Definición: Conjunto de procesos y operaciones que constituyen el tratamiento completo de los fangos excesivos producidos en la línea de aguas (principalmente fangos primarios y secundarios aunque también pueden fangos terciarios)

Objetivo: Estabilizar y reducir el volumen de los fangos producidos en la línea de aguas


Procesos:

•Espesamiento o Concentración: Disminuye el volumen de los fangos y consigue una concentración adecuada para su posterior digestión. El agua separada se recircula a cabecera de planta

•Por gravedad:

•Se utiliza para fangos fácilmente decantables, fangos mixtos (secundarios más primarios) o primarios. El fango se deposita por gravedad en el fondo

•Se consiguen concentraciones entre 6 y 10%

•Por flotación:

•Se utiliza para fangos secundarios. Son arrastrados con aire a presión hacia la superficie del espesador de donde se retiran mediante rasquetas

•La concentración conseguida oscila entre 3-4% y 6-7% dependiendo del tipo de aireación


Sesión I 33


Procesos:

•Estabilización: Elimina la m.o. biodegradable de los lodos en un cierto porcentaje (aprox. 50%) para evitar que sigan siendo fermentables

•Digestión anaerobia: Se realiza en digestores cerrados y en condiciones mesófilas. Se produce biogás

•Digestión aerobia: Los fangos se someten a una aireación prolongada donde se mineraliza la m.o.

•Estabilización química: Se añade cal en exceso para que los fangos no sufran putrefacción y mueran los microorganismos patógenos

•Estabilización térmica:

•Oxidación húmeda: el fango se somete a un calentamiento a presión alcanzando temperaturas hasta de 260ºC durante más de 30 min. Se reduce un 80% de la m.o.

•Pasteurización: El lodo se calienta hasta 70ºC durante 20-30 min. Se inactivan los microorganismos y se desinfecta el fango


Procesos:

•Deshidratación y Secado: Reducen el contenido de humedad o agua de los fangos. El fango previamente se acondiciona mediante un proceso de coagulación-floculación con la adición de polielectrolito

•Deshidratación:

•Filtración a vacío por tambor rotatorio: Cilindro rotatorio recubierto por una tela filtrante que está sumergido parcialmente en un tanque en el que se encuentra el fango a deshidratar. Una bomba exterior crea el vacío provocando la absorción del líquido

•Eras de secado: Los lodos se extienden sobre un lecho de arena y grava para que vayan drenando

•Filtros prensa: Se prensa el fango entre una serie de placas recubiertas de telas filtrantes para separar el agua de los sólidos


Sesión I 34


Procesos:

•Filtros banda: El fango se hace pasar entre dos telas filtrantes móviles situadas entre una serie de rodillos

•Centrifugación: Se someten los fangos a centrifugación para separar la fase líquida de la fase sólida

•Secado térmico:

•Elimina el agua restante en los fangos deshidratados por evaporación, dejando fangos con menos del 10% de humedad a ser posible. Sólo se utiliza si el lodo final (lodo seco) va a ser reutilizado o incluido en un proceso de fabricación industrial

•Se consigue calentado el fango por encima de 150ºC

•Se producen gases en los que se deben eliminar las partículas que arrastran y los olores, que pueden evitarse a temperaturas superiores a 750ºC


Procesos:

•Evacuación: Actualmente existen tres vías principales para el destino final de los fangos de depuradora:

•Depósito en vertedero

•Aprovechamiento agrícola

•IncineraciónAño 2006


Sesión I 35


Espesador

Filtro banda

Centrífuga

Digestor anaerobio Gasómetro

Filtro prensa

Tecnologías No Convencionales

Definición: Suponen un ahorro con respecto a los métodos tradicionales ya sea desde el punto de vista económico, energético o ambiental

Objetivo: Conseguir la reducción de la carga contaminante de las aguas residuales mediante sistemas con costes de operación inferiores a los de las Tecnologías Convencionales y con necesidades de mantenimiento sin grandes dificultades técnicas, lo que permite su explotación por personal no especializado

•Fosas sépticas

•Lagunajes o lagunas de estabilización

•Lechos de turba

•Infiltración en el terreno

•Filtros verdes o Sistemas de riego superficial

•Humedales artificiales

•Contactores biológicos rotativos

•Lechos bacterianos


Sesión I 36

Fosa séptica:

•Tanque prefabricado que se construye enterrado. Normalmente constituido por dos cámaras:

•Primera cámara: Se produce la separación de los sólidos sedimentables por decantación y de las grasas y aceites por flotación

•Segunda cámara: Tiene lugar la clarificación del agua tratada

•En ambas cámaras (especialmente en la primera) se producen procesos de digestión anaerobia del fango sedimentado


Lagunaje o lagunas de estabilización:

•El agua residual se almacena durante un tiempo variable en unos estanques diseñados para que se produzca la degradación biológica de la m.o. por los propios microorganismos que se desarrollan en el agua:

•Lagunas aerobias, de oxidación o maduración: De poca profundidad (<1m) para que penetre la luz solar y se origine una producción masiva de algas. Pueden alcanzar el 90-95% de reducción de DBO

•Lagunas anaerobias o profundas: 2-4 m de profundidad, con oxígeno bajo o nulo. Retienen la mayor parte posible de los sólidos en suspensión y eliminan parte de la carga orgánica (50-85% reducción DBO)

•Lagunas facultativas: De profundidad intermedia (1-2 m), con zona anaerobia (fondo) y zona aerobia (superficie). Alcanzan rendimientos de reducción de DBO de 80-95%

•Lagunas aireadas: Se mantienen las condiciones aerobias gracias a una aireación artificial que permite elevadas profundidades (hasta 6 m), con altas cargas de m.o. y elevados rendimientos de depuración



Sesión I 37

Tratamiento por fangos activos

Lagunaje o lagunas de estabilización:

Lecho de turba:

•Se basa en hacer circular el agua residual a través de una capa de turba situada encima de una capa de arena soportada a su vez por una de grava

•La turba realiza procesos de filtración o retención mecánica y adsorción

•El proceso se completa con una oxidación biológica realizada por los microorganismos que se fijan en la turba



Sesión I 38

Infiltración en el terreno:

•Las aguas residuales se disponen sobre zanjas, balsas o pozos de terreno permeable. El agua percola a través del terreno y eso permite su depuración

•Las capas de terreno por las que percola el agua residual pueden ser naturales o artificiales

•El agua residual debe someterse a un pretratamiento para eliminar los sólidos gruesos


Filtros verdes o Sistemas de riego superficial:

•Terrenos cubiertos de cultivos agrícolas o forestales sobre los que se disponen las aguas residuales

•La depuración tiene lugar por las plantas, el suelo y los microorganismos del lugar

•El agua residual debe someterse a un pretratamiento para eliminar los sólidos gruesos



Sesión I 39

Humedales artificiales:

•Permiten el cultivo de especies vegetales parcialmente cubiertas de agua (juncos, espadañas, carrizos, eneas, juncias) o plantas acuáticas (jacintos, lentejas de agua)

•Los procesos de depuración se basan en la asimilación y adsorción por parte de las plantas, la degradación de la m.o. por parte de plantas y bacterias y la eliminación de detritos por sedimentación y filtración a través del suelo


Lechos bacterianos o Filtros percoladores:

•El reactor cilíndrico está relleno de piezas de plástico u otro material de gran superficie específica que sirve de soporte a los microorganismos, que crean una biopelícula sobre él

•En la parte central se encuentra el distribuidor de agua residual

•El conjunto se mantiene aireado para permitir la actividad biológica



Sesión I 40

Contactores biológicos rotativos:

•Estructuras circulares hechas de material plástico que tienen distintas formas y por ello reciben diferentes nombres:

•Biodiscos: Tienen un diseño ondulado con nervios radiales para obtener una mayor superfície y rigidez mecánica

•Biocilindros: Jaulas cilíndricas rellenas de material plástico con gran superfície específica para que se adhiera la biomasa

•Los discos o cilindros se encuentran parcialmente sumergidos en el agua residual y giran lentamente para airearse



Laguna aireada Laguna anaerobia

Lecho de turba Zanja filtrante


Sesión I 41


Filtro verde

Lecho bacteriano Contactor biológico rotativo

Humedal artificial

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