La medida correcta del desempeño…reducción de lodo

TEl proceso básico del tratamiento biológico de las aguas residuales involucra la conversión de los orgánicos solubles en dióxido de carbono, agua y células bacteriales. Las células bacteriales son el componente principal del lodo que debe recolectarse y retirarse (desechar) para que la planta pueda realizar completamente el proceso de tratamiento biológico.

La cantidad de biomasa producida en forma de lodo, la cual debe desecharse depende de la relación Alimento/Masa (A/M) ya que esta relación determina la cantidad de energía disponible, la cual se requiere para el mantenimiento de las células bacteriales y para la síntesis celular. Los estudios han mostrado que ciertas especies de bacterias que son más eficientes (tienen tasas metabólicas más altas) se pueden usar para aumentar las poblaciones en el licor mezclado, lo que da como resultado una mejor eficiencia (más bajar) de conversión de la biomasa, lo cual expresamos como coeficiente de rendimiento, Y.

TEl coeficiente de rendimiento se calcula dividiendo los kilogramos de sólidos retirados del sistema por los kilogramos de DBO retirados durante el proceso. El cálculo de generación de sólidos debe tomar en cuenta los sólidos que entran al sistema en el influente, los sólidos que deben desecharse (retirarse) del sistema y los sólidos que salen con el efluente.

El cálculo de la remoción de DBO debe tomar en consideración la DBO soluble y en partículas que ingresa al sistema así como la DBO soluble y en partículas que sale del mismo.

La fórmula para esta reacción es:

Coeficiente de rendimiento: = DBO inf (mg) – DBO efl (mg) X F ó Q inf (mg) X 8.34 lb/mg-MG

(SST was (mg) X F ó Q was (MG) – (SST efl x F ó Q efl (MG) x 8,34 lbs/mg – MG

AquaClean y la reducción de lodos en los sistemas de tratamiento biológico

La función básica de un sistema de tratamiento biológico es convertir los orgánicos solubles en dióxido de carbono, agua y células bacteriales. Las células pueden luego separarse del agua purificada y disponer de ellas en una forma concentrada llamada “lodo”. La ventaja del tratamiento biológico es que puede reducir los orgánicos solubles en grandes volúmenes de agua en una forma mucho más económica que cualquier otro tipo de proceso químico o físico/químico.

Este boletín trata con el aspecto de la reducción de lodo. Como se mencionó con anterioridad, el proceso básico del tratamiento biológico es la conversión de los solubles orgánicos en dióxido de carbono, agua y células bacteriales. La reacción se define en la siguiente ecuación:

BOD + N + P + O₂ CO₂ + H₂O + células

Los orgánicos solubles están representados por la DBO; N es el nitrógeno, necesario para la síntesis de proteínas y P es el fósforo, necesario para la transferencia de energía. Dependiendo de la relación A/M, o alimento/masa existente en el sistema, existe otro proceso que ocurre en forma simultánea. Este proceso, la digestión, tiene lugar cuando no hay suficiente alimento para que las bacterias continúen creciendo y se representa como sigue:

Células + O₂CO₂ + H₂O + N + P

En un sistema por lotes donde las células crecen y se les permite la respiración endógena, todo el carbón eventualmente se convertirá en CO2 y lo único que quedará en el agua serán minerales, por tanto, el proceso se conoce como”mineralización”.

La cantidad de lodo producido por kilo de orgánicos retirados a lo largo del sistema se conoce como el coeficiente de rendimiento. Este coeficiente lo dicta el equilibrio de la relación A/M en el sistema. Normalmente, la relación A/M se define como los kilos totales de DBO por día / los kilos totales de sólidos biológicos en el sistema (sin incluir el inventario en el clarificador), sin embargo, en este caso, el equilibrio A/M se define como la concentración de Sólidos suspendidos en el licor mezclado MLSS / la concentración de DBO en el licor mesclado.

En un sistema de lodos activados completamente mezclado, se asume que la concentración de F orgánico es uniforme en toda la cuenca de aireación e igual a la concentración de orgánicos en el efluente. (El efluente es únicamente licor mezclado con sólidos asentados). La concentración de equilibrio de los orgánicos es la cantidad de orgánicos con los cuales las bacterias tienen que trabajar para mantener todas las funciones celulares. El nivel mínimo de energía requerido para mantener una célula intacta se llama energía de mantenimiento de la célula. Esta energía es la que la célula necesita para hacer frente a la entropía, esto es, la tendencia de las cosas a pasar a un estado de máxima aleatoriedad. Sin energía la célula no puede permanecer intacta y se destruirá (causará lisis), como ocurre en el proceso de digestión. Cuando hay mayor cantidad de energía que la que se requiere para el mantenimiento de la célula, ésta puede sintetizar nuevos bloques y multiplicarse, produciendo lodo.

En las plantas de tratamiento de aguas residuales (drenajes), existe una relación directa entre la concentración de equilibrio de los orgánicos y el coeficiente de rendimiento. A un equilibrio A/M menor, menor es la producción de lodo. Este concepto se aplica a los sistemas extendidos de aireación que tienen como ventaja una menor producción.

Dos problemas inherentes al tratamiento biológico que AquaClean puede aliviar proporcionando un mejor desempeño biológico.

1. El hecho de que es un sistema viviente y la eficiencia del tratamiento puede verse afectada por la temperatura y la presencia de compuestos tóxicos o inhibitorios que pueden matar el sistema.

2. El hecho de que el lodo biológico producido debe retirarse para desecharlo. En áreas en las que el espacio es un problema, los costos de disposición del lodo pueden ser significativos.

En muchos programas llevados a cabo con AquaClean para mejorar la eficiencia en la remoción de la DBO del sistema, un beneficio secundario ha sido la reducción de un 15 a un 40% en la cantidad de generación de lodos activados. Lo que ocurre cuando se aplica AquaClean ACF-32 es que se establece una población micróbica más dinámica. Esta población no únicamente responde más rápido a los cambios en la carga en el sistema, sino que también reduce la concentración de DBO en el efluente; lo que disminuye el equilibrio A/M, reduciendo la cantidad de energía disponible y la acerca a la energía de mantenimiento de la célula. Aunque AquaClean ACF-32 es una importante herramienta para la reducción de lodo, para optimizar sus beneficios se requiere de un cuidadoso control de los parámetros críticos de la operación para optimizar la reducción de lodo.