Planta de tratamiento de lodos activados

Filtro percolador

Muchas plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan bombas de flujo axial para transferir el licor mezclado nitrificado desde la zona de aireación a la zona anóxica para su desnitrificación. Estas bombas suelen denominarse bombas de reciclaje de licor mixto interno (bombas IMLR). Las aguas residuales crudas, el RAS y el licor mixto nitrificado se mezclan mediante agitadores sumergibles en las zonas anóxicas para lograr la desnitrificación.

El proceso de lodos activados fue descubierto en 1913 en el Reino Unido por dos ingenieros, Edward Arden y W.T. Lockett, que realizaban investigaciones para el Departamento de Ríos de la Corporación de Manchester en la fábrica de aguas residuales de Davyhulme. Los experimentos de tratamiento de las aguas residuales en un reactor de extracción y llenado (el precursor del actual reactor discontinuo secuencial) produjeron un efluente altamente tratado. Creyendo que el lodo había sido activado (de manera similar al carbón activado), el proceso recibió el nombre de lodo activado. No se comprendió hasta mucho más tarde que lo que se había producido en realidad era un medio para concentrar los organismos biológicos, desvinculando el tiempo de retención de líquidos (idealmente, bajo, para un sistema de tratamiento compacto) del tiempo de retención de sólidos (idealmente, bastante alto, para un efluente bajo en DBO5 y amoníaco).

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Tratamiento de aguas residuales con tanque de aireación

En el proceso de lodos activados, las aguas residuales que contienen materia orgánica se airean en un tanque de aireación en el que los microorganismos metabolizan la materia orgánica suspendida y soluble. Parte de la materia orgánica se sintetiza en nuevas células y otra parte se oxida a CO2 y agua para obtener energía. En los sistemas de lodos activados, las nuevas células formadas en la reacción se eliminan de la corriente líquida en forma de lodo floculante en tanques de sedimentación. Una parte de esta biomasa sedimentada, descrita como lodo activado, se devuelve al tanque de aireación y el resto forma residuos o lodo en exceso.

En general, hay dos tipos de regímenes de mezcla de gran interés en el proceso de lodos activados: el flujo de tapón y la mezcla completa. En el primero, el régimen se caracteriza por un flujo ordenado del licor mezclado a través del tanque de aireación sin que ningún elemento del licor mezclado sobrepase o se mezcle con ningún otro elemento. Puede haber mezcla lateral del licor mezclado, pero no debe haber mezcla a lo largo de la trayectoria del flujo.

En la mezcla completa, el contenido del tanque de aireación está bien agitado y es uniforme en toda su extensión. Así, en estado estacionario, el efluente del tanque de aireación tiene la misma composición que el contenido del tanque de aireación.

Planta de tratamiento de aguas residuales

El proceso de tratamiento de aguas residuales con lodos activados es ampliamente utilizado y en el que confían muchos municipios. Este proceso utiliza una unidad de reactor multicámara que utiliza microorganismos como método para eliminar los nutrientes del agua. El oxígeno se utiliza para establecer y regular las condiciones aeróbicas y para suspender los lodos. El tratamiento de aguas residuales con lodos activados ofrece muchas ventajas, pero puede no ser apropiado en todas las situaciones.

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El proceso de lodos activados es un proceso integral utilizado para tratar las aguas residuales. Se insufla aire u oxígeno en las aguas residuales crudas. Es más eficaz para grandes volúmenes de agua. Las aguas residuales se mezclan y airean en un tanque especial. Este paso del proceso se realiza bombeando aire u oxígeno en el tanque de lodos activados o utilizando aireadores de superficie. El proceso oxida las materias orgánicas de las aguas residuales, produciendo nuevas células, dióxido de carbono y agua. A continuación, las partículas de lodo pueden eliminarse mediante el proceso de sedimentación por gravedad.

El tratamiento de las aguas residuales con lodos activados se realiza idealmente en una instalación de tratamiento centralizada. El tratamiento de los lodos activados puede realizarse en la mayoría de los climas. Sin embargo, los entornos más fríos reducen la capacidad de tratamiento.

Ventajas y desventajas del proceso de lodos activados

Los sistemas de lodos activados son un sistema de tratamiento biológico de aguas residuales ampliamente utilizado que puede desplegarse de forma semicentralizada o centralizada (Carducci y Verani, 2013). El sector de tratamiento de aguas residuales destacado en la figura 1 muestra dónde pueden utilizarse los sistemas de lodos activados dentro de la cadena de servicios de saneamiento. Su diseño ha evolucionado considerablemente desde su introducción a principios del siglo XX debido a varios factores 1) la necesidad de obtener una mejor calidad del agua tratada, 2) un mejor conocimiento de los procesos microbianos, 3) equipos tecnológicamente mejorados (por ejemplo, turbocompresores y difusores de aire, bombas centrífugas o de rotor helicoidal excéntrico), 4) mejor instrumentación (por ejemplo, mediciones de caudal, oxígeno disuelto, carbono orgánico y amoníaco), 5) avances en la automatización, y 6) optimización de los gastos de capital y de explotación (CAPEX y OPEX). Independientemente de estas mejoras, debido a sus requisitos de aireación, las plantas de lodos activados siguen necesitando un gran aporte de energía (Muga y Mihelcic, 2008).

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