Las plantas de tratamiento biológico son entidades vivas que se basan en el desarrollo de microorganismos en un ambiente controlado, los cuáles ocupan la contaminación orgánica y nutrientes presentes en el agua como su fuente de alimento y energía, permitiéndoles crecer, desarrollarse y multiplicarse y, al mismo tiempo, ir depurando el agua para hacerla apta para descargar a los cuerpos receptores.
Al ser los microorganismos entidades vivas, van a tener comportamientos distintos dependiendo de las condiciones de vida en las que se desarrollen.
Cuando el operador y el técnico ven que la calidad del efluente está siendo afectado, lo primero que deberá pensar es que algo pasa en el ambiente de crecimiento biológico, y deberán analizar cómo se encuentran los microorganismos (biomasa) en el tanque biorreactor.
Existen métodos analíticos que permitirán determinar exactamente lo que está ocurriendo a la biomasa: análisis microscópico del lodo para observar la presencia de distintos tipos de microorganismos, presencia de organismos filamentosos; análisis de Demanda Química o Bioquímica de Oxígeno del agua de ingreso vs concentración de biomasa (expresada como sólidos en suspensión) para evaluar carga contaminante, relación F/M (alimento/microorganismo), así como análisis de sedimentabilidad de lodo para establecer el índice Volumétrico de Lodo, requerimiento de purgas, etc.
Pero también existen métodos empíricos que permitirán tomas de decisiones inmediatas, al menos hasta tener datos analíticos, que permitirán al operador tener una idea de lo que está pasando en el ambiente de desarrollo de la biomasa.
En este artículo trataremos inicialmente estos métodos empíricos, ya que son los más fáciles de identificar, y que servirán de base para acciones correctivas inmediatas.
- CONDICIONES NORMALES DE OPERACIÓN
La biomasa y el tanque biorreactor, en un sistema de lodos activados y en condiciones normales de operación, presenta las siguientes características:
- Existe una capa fina de espuma, de color café chocolate, en la superficie del biorreactor
- Al coger una muestra de licor mezcla del tanque biorreactor, en un vaso transparente y se lo deja sedimentar, se precipita un lodo café chocolate a una velocidad normal y el lodo se compacta adecuadamente, y el sobrenadante es totalmente transparente.
Estas condiciones se dan cuando la relación F/M está entre 0.15 a 0.2 (mg DQO/mg SSV), existe una buena aireación (oxígeno disuelto > 2 ppm) y no hay presencia de sustancias tóxicas. Esto se alcanza en plantas ya estabilizadas, al menos 15 a 21 días luego de arrancar. El índice volumétrico de lodo IVL se encuentra entre 80 a 150.
Cuando el tanque está en esta fase, se debe mantener la purga normal de lodos
- CONDICIONES DE BAJA CANTIDAD DE LODO O “LODO JOVEN”
La biomasa y el tanque biorreactor, en un sistema de lodos activados y en condiciones de baja cantidad de lodo o “biomasa”, presenta las siguientes características:
- Existe una capa abundante y espesa de espuma, de blanco, en toda la superficie del biorreactor
- Al coger una muestra de licor mezcla del tanque biorreactor, en un vaso transparente y se lo deja sedimentar, se precipita un lodo café claro, a una velocidad lenta y el lodo no se compacta adecuadamente, y el sobrenadante es turbio.
Estas condiciones se dan cuando la relación F/M está por encima de 0.2 (mg DQO/mg SSV), es decir, cuando hay mucho alimento y poco microorganismo.
Estas condiciones se dan principalmente cuando se arranca la planta de tratamiento, o cuando se la vuelve a poner en funcionamiento luego de una para larga o luego de que la biomasa haya sido afectada por la presencia de sustancias tóxicas.
Cuando el biorreactor se encuentra en esta fase, se debe evitar purgar lodo.
- CONDICIONES DE ALTA CANTIDAD DE LODO O “LODO VIEJO”
La biomasa y el tanque biorreactor, en un sistema de lodos activados y en condiciones de alta cantidad de lodo o “biomasa”, presenta las siguientes características:
- Existe una capa de espuma café oscura a negra sobre la superficie del biorreactor
- Al coger una muestra de licor mezcla del tanque biorreactor, en un vaso transparente y se lo deja sedimentar, se precipita un café oscuro a negro, a una velocidad muy rápida, dejando partículas de lodo flotante (pin floc), y el sobrenadante es moderadamente turbio.
Estas condiciones se dan cuando la relación F/M está por debajo de 0.15 (mg DQO/mg SSV), es decir, cuando hay poco alimento y mucho microorganismo.
Estas condiciones se dan principalmente cuando la planta ha pasado mucho tiempo sin purgar lodo o con purgas bajas de lodo, o también puede deberse a la presencia de sustancias tóxicas.
Cuando el biorreactor se encuentra en esta fase, se debe purgar lodo hasta llegar a condiciones de operación normal.
- CONDICIONES DE HINCHAMIENTO DE LODO O “BULKING”
La biomasa en un sistema de lodos activados, puede a presentar un fenómeno conocido como “hinchamiento” o bulking filamentoso, cuando existe un sobre-desarrollo de un tipo específico de microorganismos conocidos como microorganismos filamentosos. Este fenómeno ocasiona que el lodo no sedimente bien o ni siquiera sedimente, y ocupe un volumen excesaivamente alto, sin compactarse adecuadamente. El índice volumétrico de lodo (IVL) es superior a 150.
Este fenómeno puede darse por las siguientes condiciones:
- Ph del sistema menor a 6
- Concentración de oxígeno disuelto inferior a 2 ppm
- Relación F/M demasiado alta
Cuando esto sucede, se debe hacer lo siguiente:
- Añadir sustancias para elevar el pH a niveles cercanos a 7.5
- Aumentar la oxigenación, para mantener valores de oxígeno disuelto cercanos a 4 ppm
- No purgar lodo y aumentar la tasa de retorno de lodo.
Ing. Carlos Toledo.
Gerente Técnico ISA.
Ingeniero Ambiental.
Pasión: Ejecutar.
