Anóxico vs. Anaeróbico vs. Tratamiento aeróbico de aguas residuales

El tratamiento de aguas residuales abarca numerosos métodos de tratamiento, cada uno con sus propios procedimientos, ventajas, equipos y resultados. Es esencial conocer las distintas técnicas y utilizarlas en las aplicaciones adecuadas. Ayuda a las plantas a obtener la máxima productividad de un sistema de tratamiento, a cumplir las normas reglamentarias y a mantener los costes operativos y las exigencias de tiempo dentro de unos límites manejables.

En la guía que figura a continuación se analizan las condiciones anóxicas, anaeróbicas y aeróbicas en el tratamiento de las aguas residuales, se explican sus diferencias y se describe la mejor forma en que las plantas pueden poner en práctica estos procesos.

Las zonas anóxicas de las aguas residuales son útiles para eliminación de nitrógeno. Algunas aguas residuales tienen un alto contenido en nitratos y nitritos, y el proceso de tratamiento debe descomponer esos compuestos para evitar causar una contaminación por nutrientes cuando la planta vierta su efluente de nuevo al medio ambiente.

En las zonas anóxicas, cuando las bacterias descomponen los productos nitrogenados, la separación de las moléculas libera oxígeno, que las bacterias necesitan para desarrollarse. Dado que la biodegradación de los productos nitrogenados libera oxígeno de forma natural, las bacterias de los tanques anóxicos, como las balsas de desnitrificación, no necesitan oxígeno suplementario de difusores o aireadores de superficie.

"Anaeróbico" describe los procesos de respiración de los microorganismos. La respiración anaeróbica se produce en ausencia de oxígeno.

Durante los procesos anaeróbicos, tanto el oxígeno libre como el ligado suelen estar ausentes. Los nitratos y nitritos no suelen existir en los procesos de aguas residuales que utilizan bacterias anaerobias -bacterias que no necesitan oxígeno- para la digestión. Estas condiciones difieren de los ambientes anóxicos, en los que el oxígeno libre también está ausente pero puede estar presente el oxígeno ligado, como el que se encuentra en los nitratos y nitritos.

El tratamiento aeróbico suele producirse como parte del tratamiento secundario, después de que el tratamiento primario ya haya filtrado gran parte de la arenilla y las partículas sólidas grandes de las aguas residuales.

El tratamiento aeróbico de las aguas residuales suele utilizar equipos como aireadores de superficie o difusores para mezclar aire en la columna de agua. Con los aireadores de superficie, la agitación mecánica en la superficie mezcla oxígeno en las aguas residuales. Con los difusores, las burbujas de aire que suben desde el fondo del tanque facilitan la transferencia de oxígeno. La presencia de oxígeno estimula las bacterias beneficiosas que se alimentan de oxígeno, los protozoos y otros microbios del agua para ayudar a tratar los residuos descomponiendo la materia orgánica.

A continuación se describen algunos procesos aerobios de aguas residuales y su funcionamiento:

• Fangos activados: El proceso de fangos activos utiliza un tanque de aireación con aireadores o difusores. A medida que la materia orgánica de los residuos se descompone, forma grandes trozos que contienen bacterias, conocidos como flóculos. Los flóculos se depositan en el fondo del tanque, donde son fáciles de retirar. Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden devolver parte de los lodos activados resultantes a los procesos de tratamiento anteriores para que las bacterias ayuden a descomponer los residuos.
• Biorreactores de lecho fijo: Los biorreactores de lecho fijo (FBBR, por sus siglas en inglés) contienen miles de componentes diminutos, conocidos como medios, en cámaras herméticas. Los componentes del medio permanecen inmóviles y su amplia superficie atrae a los microorganismos, que se asientan en las superficies y forman una biopelícula. Los microorganismos ayudan a descomponer los residuos. Algunas de estas cámaras también permiten la existencia de zonas de desnitrificación anóxica.
• Biorreactores de lecho móvil: Los biorreactores de lecho móvil ( MBBRs) utilizan miles de soportes diminutos suspendidos en las aguas residuales de un gran tanque. Los soportes de los medios en suspensión pueden flotar libremente y crean un entorno de crecimiento hospitalario para los microorganismos. Dado que los soportes de los medios proporcionan una amplia superficie para que prosperen los microbios beneficiosos, facilitan la digestión de la materia orgánica residual.
• Biorreactores de membrana: Los biorreactores de membrana (MBR) utilizan una tecnología avanzada que les permite tratar aguas residuales con un contenido muy alto de sólidos en suspensión. Los MBR funcionan combinando procesos de lodos activados con filtración por membrana. Tratan los residuos separando y reciclando eficazmente los sólidos en suspensión.

Cuando esté pensando en cómo elegir cuál es el mejor para su sistema de tratamiento de aguas residuales Sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales y comerciales , recuerde que los procesos anaerobios son útiles para las aguas residuales que contienen una alta concentración de materia orgánica. Por este motivo, las depuradoras suelen utilizar primero un tratamiento anaeróbico para eliminar una parte importante de la materia orgánica de las aguas residuales antes de enviarlas a un tratamiento aeróbico posterior.

Los dos métodos también son útiles de forma independiente. El tratamiento anaeróbico es ideal para distintos tipos de aguas residuales, como las agrícolas, las de alimentación y bebidas, las de pulpa y papel y las textiles, así como los lodos y las aguas residuales municipales.

El tratamiento aeróbico de las aguas residuales también es eficaz para una serie de tipos de aguas residuales, en particular aquellas con menor demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y demanda química de oxígeno (DQO). Es útil para las aguas residuales de los sectores químico, manufacturero, alimentario y de bebidas, petróleo y gas, así como para los residuos de las industrias municipales.

En algunos casos, una combinación de procesos anóxicos, aerobios y anaerobios es ideal en el tratamiento de aguas residuales porque ayuda a reducir los lodos. Investigaciones recientes sugieren que la alternancia de condiciones puede reducir el rendimiento de los lodos activados convencionalmente (CAS) hasta en un 50%. Aunque los lodos activados suelen ser necesarios para el tratamiento de las aguas residuales, reducir su volumen puede disminuir los costes de capital y de explotación de una planta.