 |
Lodos Activados Más información? Envíenos un email o consulte via nuestro buscador PocketArchie - La Mejor Manera de Usar Nuestra Colección!
|
 |
En general puede decirse que cuando uno examina un proceso industrial piensa o asocia inmediatamente motores o máquinas o elevadores o bombas o prensas o compresores o un sin fin de equipamiento especializado. En algunos casos habrá incluso "reactores" de relativa complejidad. De todas maneras es terreno conocido, sea para la gente de mantenimiento, producción, servicios auxliares – al final son todas "máquinas".
Es especialmente este punto en el que la generalmente inmejorable óptica del personal de planta queda "descolocada" al tener que pasar a lidiar, voluntaria o involuntariamente, con la "planta de tratamiento de efluentes." A diferencia de la mayoría que los procesos a los que está acostumbrado un operario (más allá de los sectores de alimentos, biotecnología y afines), en los cuales es claramente una "máquina" la que realiza el trabajo, en una planta de tratamiento de efluentes, por ejemplo de lodos activados, son microorganismos (específicamene bacterias de distinto tipo, e.g. heterotróficas, autotróficas) las que verdaderamente hacen en trabajo. Esta primera idea o su falta de apercibimiento, i.e. que el trabajo es llevado a cabo por organismos vivientes, y no maquinaria, es probablemente una de las razones más palpables para explicar disfunciones espectaculares de instalaciones que de otra manera serían plantas modelo.
Tratemos de visualizar esto por contrastes. El operador de una extrusora, sea alimentos, plásticos, entre otros, en general estará pensando en la alimentación correcta de pellets, en el alineamiento del tornillo, la uniformidad de producto. Algo similar con inyección, enfriamiento de los moldes, el intercambiador de aceite, en fin, asociando mayor tasa horaria de producción a mayor capacidad instalada en buenas condiciones. De todas maneras, de "punta a punta" un proceso basado en máquinas, relativamente rutinarias.
La operación de la planta de tratamiento de efluentes, a diferencia, se asemeja groseramente hablando, más a un proceso de cría controlada de animales, si se quiere un "feedlot" de microorganismos. De la misma manera que deber haber un equilibrio en la ración, y un contexto "favorable/promotor" en un criadero de cerdos o avícola, en la planta de tratamiento, al menos en la etapa biológica, deber haber un equilibrio en los constitutivos que ingresan y condiciones "aptas" para el desarrollo de la biomasa. Es indudable que visto de esta óptica es fácil explicar la reticencia de los operadores de fábricas en tener que destinar recursos en suministrar el "acondicionamiento de aire" (en el caso aeróbico) a una sarta de microorganismos. De todas maneras, lo queremos acá es contribuir a que cualquier inversión que se haga a tales efectos, al menos logre su cometido, que no es poco. Tratemos de explicar esto con un ejemplo. Cierta industria aceite de gran porte estaba sinceramente iinteresada en adquirir equipamiento de aireación para equipar su planta de tratamiento. Es cierto que se trataba de varios miles de dólares pero el diseño de la planta especificaba sólo 10 minutos de tiempo de retención!! Algo similar ocurría con una fábrica de mayonesa. Todo esto nos indica la percepción de que con "poner los equipos de aireación todo queda resuelto…" La realidad es que poco sirve y mucho cuesta suministrar el oxígeno si no hay microorganismos o si estos no tienen "tiempo" de cumplir con sus funciones. Del punto de vista del proveedor de equipo, dados los datos fundamentales, quedan determinados groseramente los equipos a instalar; sin embargo, el verdadero resultado o rendimiento de la planta en gran medida depende del contexto en que sean instalados esos equipos, al menos en cuanto a aprovechamiento total o máximo de los mismos. Una línea de difusores instalada a 60 cm de profundidad es absurda, un aireador de superficie en un tanque con profundidad 8 m es desperdicio, agrupar todos los aireadores en una sola laguna teniendo a disponibilidad tres es mala práctica, entre otras posibilidades.
A grandes rasgos la función de una planta de tratamiento de efluentes es replicar dentro de la planta lo que ocurriría en el cuerpo de agua receptor de recibir sin tratamiento el agua residual. Suponiendo que el liquido no fuese tratado, el contenido orgánico del mismo provocaría una depresión de oxígeno brutal en el cuerpo de agua. Partiendo de un valor de presencia inicial de digamos 10 mg/L de oxígeno disuelto en el líquido receptor, la presencia de material orgánica posibilitaría el desarrollo (exponencial!) de microorganismos que rápidamente darían cuenta del oxígeno disponible en una zona muy extensa, lindea a la línea de descarga – la reaireación natural no podría contrarrestar esto. De ahí vemos entonces el rol de la planta de tratamiento, suministrar el oxígeno en un contexto controlado y desarrollando dentro de la planta el proceso biológico que "saque" o "desvíe" el material orgánico del agua residual. Hagamos una simplificación para tener una relativamente buena interpretación de lo que estamos hablando. A grosso modo, la material orgánica presente en el efluente a tratar puede estar en forma "disuelta" o "soluble" (definamos menor a 0.45 µm en malla Whatman) vs. "material en suspensión" (definámoslo como mayor a 0.45 µm en malla Whatman), denominación en cierta manera poco feliz, al menos en cuanto a claridad de expresión.. De todas maneras, se "supone" que este último, la fracción orgánica en suspensión, al igual que la propia biomasa generada, es fácilmente retenible o separable mediante simple decantación por gravedad, o flotación, o algún otro procedimiento físico. Lo que sigue, inseparable al menos "físicamente" debe ir rumbo al biológico a desarrollar microorganismos/ biomasa que usualmente se denomina lodo o barro activado, i.e. bacterias que ingerir alimento disuelto, pasan a constituir o configurar suficiente masa como para ser separables por esos mismos principios que empleamos para separar la fase en suspensión, menor a 0.45 µm. Es exactamente esta última transformación la que explica la frase célebre para plantas de tratamiento de lodos activados: "tu planta de tratamiento de lodos activados es tan buena como el sedimentador secundario que tengas". Por qué? Porque si bien en las piletas o tanques de aireación generamos microorganismos, se requiere una densidad muy grande (e.g. 3500 mg/L) de biomasa en ellos para lograr niveles aceptables de remoción del material orgánico, en realidad, asimilación de material orgánico soluble por parte de dicha biomasa. Por lo tanto, el sedimentador secundario es nuestra oportunidad de hacer decantar el material orgánico (antes presente en forma disuelta) y ahora incorporado en la masa celular. Es obvio que vamos a querer que el sobrenadante tenga la menor cantidad de material orgánico, sea que lo expresemos como DBO5 o SS, e.g. 30 mg/L o incluso bastante menos.
Antes de seguir adelante es bueno documentar una advertencia o al menos una prevención. En realidad, muchos de los parámetros que se emplean para "caracterizar un efluente" son bastante imperfectos o indirectos y no siempre permiten describir la aplicación de la manera que por ejemplo es posible en otros procesos, e.g. enfriamiento evaporativo en refrigeración (e.g. temperatura de condensación, heat reject, temperatura de bulbo seco, temperatura de bulbo húmedo). Por ejemplo, la DBO5 es simplemente la diferencia entre oxígeno disuelto al principio y al final de un período de 5 días. No comenta que o como ocurrió ese cambio en esos arbitrarios cinco días (inspirado en el tiempo que tarda en desembocar el río más largo del Reino Unido). Peor aún, tampoco explica que va a ocurrir pasados esos 5 días. Como se sabe, puede haber un desarrollo bacterial impresionante a posteriori con bajones de oxígeno muchísimo más significativos que esos inocentes valores de DBO5. Lo más inmediato que uno puede pensar es fatalmente "saltearse" es nitrificación y presencia de fósforo sin emplear. La construcción de una planta de tratamiento proyectada sólo atendiendo valores de DBO5 es un absurdo sólo "justificado" por desconocimiento involuntario. Al estilo de un buen estudio de abogados incluyamos el siguiente fragmento, original en nuestros archivos:
X-Mailer: QUALCOMM Windows Eudora Version 5.1 - Date: Tue, 02 Jul 2002 13:49:40 -0400 - To: "Ing. Balestie" <cti@adinet.com.uy> - From: "Clifford W. Randall" -Subject: Re: brief status update
Dear Martin,
I'm sure the majority of the environmental engineers in South America think current problems are too great to worry about nutrient removal, but when you consider that the COD of algae produced by the nitrogen and phosphorus typically discharged by secondary treatment plants treating municipal sewage will exceed the COD of the raw wastewater, it can give you a different perspective. Then, when you consider that it frequently is more economical to practice biological nutrient removal wastewater treatment than conventional activated sludge systems, because of both reduced energy requirements and reduced waste sludge production, the utilization of biological nutrient removal processes becomes much more attractive.
Clifford W. Randall, PhD - The C. P. Lunsford Emeritus Professor - Civil and Environmental Engineering - Rm 418 NEB - Virginia Tech - Blacksburg, VA 24061-0256 -Phone: 540 231-6018 - FAX: 540 231-7916
nota: Dr. Randall es el asesor en BNR de la ciudad de Nueva York
Si a este pronunciamiento generoso pero inequívoco agregamos que la mayoría de las patentes emitidas a procesos de tratamiento biológico de efluentes/nutrientes (BNR) han prácticamente expirado en su mayoría, confirmamos que poco cuesta llegar a conocer como resolver ciertos problemas aún sin tener mucho presupuesto. Hemos recibido solicitudes de cotización de equipamiento para ciudades enteras en que los valores de TKN no estaban especificados, los de P rondaban 30 mg/L y en ningún caso estaba previsto en el proyecto de la planta procesos unitarios que atendiesen su "resolución."
En realidad esto sólo testifica una intención sincera de inversión, y en realidad bastante significativa, con el resultado garantizado de exactamente no cumplir su cometido, ya antes de "poner el primer ladrillo", una situación que en realidad no beneficia a nadie, salvo en el corto plazo obviamente la firma a la cual se le adjudica la licitación y la cual puede o no ser realmente consciente de la magnitud despropósito: lo construyo pero en realidad no va a servir para nada. Sin que configure para nada una recomendación de tecnología, supongamos tener que tratar 0.45 mgd (ca. 1704 m3/día) con sBOD5=50 mg/L y NH3N=12 mg/L mediante, y llevarlos respectivamente a TBOD5=30 mg/L y NH3N = 4 mg/L, digamos un sistema de biodiscos. Para la remoción de BOD5 necesitamos aprox. 16,550 m2 de discos y para remoción de nitrogeno amoniacal aprox. 30,000 m2, dando un total de aproximadamente 46,550 m2. Puede tenerse entonces una idea grosera de las proporciones del problema. De resolverlo mediante una pequeña planta de tratamiento podría plantearse algo como el ejemplo inserto.
