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El agua.Tratamientos (2/2)

Autor: ANTONIO ROS MORENO
Curso:
|103 alumnos|Fecha publicación: 10/06/2011
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Capítulo 9:

 Procesos biológicos. Estanques

Los procesos en estanques o lagunajes son un sistema de tratamiento de aguas que emplea como soporte una laguna o grupo de lagunas construidas artificialmente. Este tipo de sistema se denomina, generalmente, como “Lagunas de estabilización” y se engloba dentro de las tecnologías "blandas" de depuración o de "bajo coste".

El agua residual se somete a un proceso natural de tratamiento, basado en los mismos principios con que transcurre la autodepuración en ríos y lagos. El lagunaje es por tanto un sistema natural de tratamiento de aguas residuales en el que se consigue la estabilización de la materia orgánica, fundamentalmente, mediante la acción de distintos microorganismos. Son sistemas de fácil adaptación al medio integrándose perfectamente en el ambiente rural, campos de golf, etc. Pueden además utilizarse como sistemas reguladores para riego. La biomasa producida es potencialmente aprovechable.

Los parámetros más utilizados para evaluar el comportamiento de las lagunas de estabilización de aguas residuales y la calidad de sus efluentes son la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), que caracteriza la carga orgánica, y el número más probable de coliformes fecales (INMP cf/ 100 ml), que caracteriza la contaminación microbiológica. También tiene importancia los sólidos totales, sedimentables, en suspensión y disueltos. Los parámetros antes mencionados son empleados para el diseño de lagunas de estabilización.

Las lagunas de estabilización con una gran relación largo ancho (Largo/Ancho >5) reciben el nombre de Lagunas alargadas. Estas lagunas son muy eficientes en la remoción de carga orgánica y bacterias patógenas, pero deben ser precedidas por dos o más lagunas primarias que retengan los sólidos sedimentables. Estas lagunas primarias evitan tener que sacar de operación a las lagunas alargadas para llevar a cabo la remoción periódica de lodos.

Las lagunas que reciben agua residual cruda son lagunas primarias. Las lagunas que reciben el efluente de una primaria se llaman secundarias; y así sucesivamente las lagunas de estabilización se pueden llamar terciarias, cuaternarias, etc. A las lagunas de grado más allá del segundo también se les suele llamar lagunas de acabado, maduración o pulimento. Siempre se deben construir por lo menos dos lagunas primarias (en paralelo) con objeto de que una se mantenga en operación mientras se hace la limpieza de los lodos de la otra.

Los sistemas de lagunaje se pueden clasificar, en relación con la presencia de oxigeno, en (1) aerobios, (2) de maduración, (3) facultativos, y (4) anaerobios.

- Estanque de estabilización aerobia: En su forma más simple, los estanques de estabilización aerobia son grandes depósitos excavados en el terreno, de poca profundidad, que se emplean para el tratamiento del agua residual por medio de procesos naturales que incluyen la utilización de algas y de bacterias.

Un estanque de estabilización aerobia contiene bacterias y algas en suspensión, existiendo condiciones aerobias en toda su profundidad. Existen dos tipos básicos de estanques aerobios. En el primer tipo, el objetivo es maximizar la producción de algas. La profundidad de este tipo de estanques se suele limitar a entre 15 y 50 cm.

En el segundo tipo de estanques, el objetivo es maximizar la cantidad de oxigeno producido, y se emplean profundidades de hasta 1,5 m. En ambos tipos, el oxigeno, además del producido por las algas, penetra en el líquido por la difusión atmosférica. Para optimizar los resultados, es conveniente mezclar periódicamente el contenido de los estanques por medio de bombas o de aireadores de superficie.

- Estanque de maduración terciarios: Los estanques de estabilización de baja carga terciarios o de maduración se diseñan para mejorar la calidad de los efluentes secundarios y para la nitrificación estacional. Los mecanismos biológicos involucrados son similares a los de otros procesos aerobios de cultivo en suspensión. Su funcionamiento implica la respiración endógena de los sólidos biológicos residuales y la conversión del amoniaco en nitrato mediante el oxígeno suministrado por reaireación superficial y por la presencia de algas. Se han propuesto tiempos de detención de 18 a 20 días como el mínimo periodo necesario para conseguir la respiración endógena completa de los sólidos residuales. Para mantener las condiciones aerobias, las cargas aplicadas deben ser bastante bajas.

- Estanque facultativos: Los estanques en los que la estabilización de las aguas residuales se lleva a cabo mediante una combinación de bacterias facultativas, anaerobias y aerobias, se conocen con el nombre de estanques de estabilización facultativos (aerobios-anaerobios).

En un estanque facultativo existen tres zonas: (1) una zona superficial en la que existen bacterias aerobias y algas en una relación simbiótica, como se ha descrito anteriormente; (2) una zona inferior anaerobia en la que se descomponen activamente los sólidos acumulados por acción de las bacterias anaerobias, y (3) una zona intermedia, que es parcialmente aerobia y anaerobia, en la que la descomposición de los residuos orgánicos la llevan a cabo las bacterias facultativas.

- Estanques anaerobios: Los estanques anaerobios se usan para el tratamiento de agua residual de alto contenido orgánico que también contenga una alta concentración de sólidos. Generalmente, un estanque anaerobio es un estanque profundo excavado en el terreno, dotado de un sistema de conducciones de entrada y de salida adecuados. Para conservar la energía calorífica y mantener las condiciones anaerobias, se han construido estanques de profundidades de hasta 9,1 metros. Los residuos a tratar en el estanque sedimentan en el fondo del mismo, y el efluente parcialmente clarificado se vierte, normalmente, a otro proceso posterior.

Generalmente, estos estanques son anaerobios en toda su profundidad, excepto en una estrecha franja cercana a la superficie. La estabilización se consigue por medio de una combinación de precipitación y de conversión anaerobia de los residuos orgánicos en CO2, CH4, otros productos gaseosos finales, ácidos orgánicos y tejido celular. Normalmente, es fácil conseguir, de forma continua, rendimientos de eliminación de la DBO5 superiores al 70 por 100. En condiciones óptimas de funcionamiento, es posible conseguir eficacias de eliminación de hasta el 85 por 100.

Capítulo siguiente - Niveles de tratamiento

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