Lo que debes saber: Todo sobre la depuración de aguas residuales y pequeñas depuradoras (5)

Después de importantes conocimientos básicos sobre el tratamiento de aguas residuales con pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales en las partes 1 y 2 de nuestra serie de conocimientos y la explicación de los procesos de limpieza comunes y los tipos de plantas en las partes 3 y 4, ahora las cosas se vuelven realmente emocionantes con los sistemas más avanzados y procesos. Especialmente en tiempos de cambio climático, lo que cuenta en el tratamiento de aguas residuales es el rendimiento, la economía y la eficiencia; después de todo, la protección del agua es la protección del clima. Los métodos contemporáneos de tratamiento de aguas residuales son más populares que nunca...

Biorreactores de membrana (#MBR)

Los biorreactores de #membrana funcionan con una #biomasa que flota libremente. Los microorganismos se combinan para formar copos de #lodo, que pueden tener diferentes tamaños dependiendo del proceso de #aireación. La aireación requerida se genera con un compresor y se alimenta al #biorreactor a través de aireadores de #membrana. No es necesario un #clarificador secundario, ya que el agua se extrae del biorreactor a través de filtros de #membrana.

Los sistemas están homologados donde hay que desinfectar #aguasresiduales o se requiere #desinfección: vertido en lagos de baño o en zonas de protección de #aguas son algunas aplicaciones. Con el tratamiento de #aguasresiduales se pueden alcanzar las clases de #efluentes C (#descomposición de carbono), N (#nitrificación) y H (#higienización).

Funciones especiales del sistema
Debido a su estructura de #biomasa, los biorreactores de membrana tienen una muy buena utilización del volumen del reactor en relación con todos los demás sistemas: el volumen del biorreactor es relativamente pequeño en comparación con otros sistemas. Los picos de carga a corto plazo, que pueden ocurrir especialmente en plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas de hasta 8 habitantes, pueden conducir a un deterioro temporal en el rendimiento de limpieza. La ventilación debe diseñarse de forma que se cubra tanto la demanda de oxígeno de los #microorganismos como se eviten los depósitos permanentes de #lodos. La ventilación también debe diseñarse de tal manera que el flujo de aire pueda mantener limpias las superficies del filtro. A diferencia de los sistemas de #biofilm, la tasa de multiplicación de los microorganismos es mucho mayor, por lo que la biomasa puede adaptarse más rápidamente a diferentes cargas de suciedad. Varias placas de filtro se combinan en bloques. El material del filtro consiste en un material de soporte recubierto de plástico con poros muy finos, que también pueden retener bacterias dañinas. El #agua a drenar se suele aspirar a través del filtro mediante bombas. El filtro debe ser limpiado con productos químicos al menos una vez al año por un servicio de mantenimiento.

Según la experiencia previa, los bloques de filtro deben reemplazarse por completo después de 5 años. Si el filtro está intacto, también se elimina la #turbidez de las aguas residuales. Si se utilizan placas filtrantes en lugar de módulos cerámicos, los costes de limpieza son menores.

¿A qué se debe prestar especial atención?
Se debe evitar la deriva de #lodos del tratamiento#primario, ya que esto puede obstruir los espacios entre las placas del filtro. Los daños mecánicos impiden la esterilidad del agua de drenaje. Ciertas sustancias en las aguas residuales, por ejemplo, grasas, pueden provocar una obstrucción temprana del material del filtro, por lo que puede ser necesaria una limpieza costosa a intervalos más cortos. Para que una creciente obstrucción de la membrana se detecte en una etapa temprana, un dispositivo de medición correspondiente con una alarma que mide la presión negativa en el sistema de succión es en realidad una cuestión de rutina. Este dispositivo de medición también puede detectar daños en el material del filtro debido a una caída de presión en el sistema de succión. Una disminución en el rendimiento del aire del sistema o una desconexión prolongada de la ventilación provoca el bloqueo de los espacios de la #membrana. Por lo general, las placas de #membrana ya no se pueden limpiar y, por lo tanto, deben renovarse.

¿Cómo son los controles?
Si el nivel de agua en el biorreactor es demasiado alto, esto podría ser una señal de que el material del filtro está obstruido o que una cantidad de aguas residuales superior a la media ha entrado en la planta de tratamiento de #aguas residuales. En tales casos, se evita el reflujo hacia la casa mediante un desbordamiento de emergencia, que suele estar disponible. Sin embargo, valiosos lodos activados o aguas residuales no tratadas del tratamiento preliminar llegan al desagüe, lo que puede provocar daños consecuentes en forma de contaminación ambiental. Si el nivel del agua es demasiado alto, se debe informar al servicio de mantenimiento.

¿Plantas de tratamiento de lodos activados en operación de respaldo (#SBR)?

Estos sistemas funcionan con biomasa flotante. Los microorganismos se combinan para formar copos de lodo, que pueden tener diferentes tamaños según el método de aireación. A diferencia del #biofilm, el especialista puede evaluar el estado del sistema a simple vista a través del color, la forma, el olor, la cantidad y el comportamiento de #sedimentación de las escamas de lodo. La aireación necesaria se genera con un compresor de aire y se alimenta al biorreactor a través de aireadores de membrana perforada. Los aireadores de motor sumergible, de inyector y de superficie ofrecen más opciones de aireación. Dependiendo del tipo de sistema, se requieren una o dos bombas para transportar el agua. Algunos fabricantes también utilizan válvulas de solenoide. Con este tipo de tratamiento de aguas residuales, se pueden lograr las clases de efluentes C (degradación de carbono), N (nitrificación) y D (#desnitrificación).

Funciones especiales del sistema
Debido a su estructura de biomasa, las plantas de tratamiento de aguas residuales SBR tienen una muy buena utilización del volumen del reactor en comparación con las plantas de biofilm. Debido al dimensionamiento prescrito del biorreactor en pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales, estas plantas pueden procesar al menos el doble de la carga de suciedad para la que fueron diseñadas. Sin embargo, la ventilación y la posible carga hidráulica adicional deben adaptarse a estas condiciones. La aireación debe diseñarse de forma que se cubran las necesidades de oxígeno de los microorganismos y se eviten los depósitos permanentes de lodos. A diferencia de los sistemas de biofilm, la tasa de multiplicación de los microorganismos es mucho mayor, por lo que la biomasa puede adaptarse más rápidamente a diferentes niveles de contaminación. #Las plantas de tratamiento de lodos activados no son tan sensibles en cuanto a la remoción de lodos del tratamiento primario. Por esta razón, se pueden almacenar más lodos en el tratamiento primario que en los sistemas de biofilm. En comparación con las plantas de tratamiento de lodos activados, que funcionan en un proceso de flujo continuo, el proceso SBR es menos sensible a grandes cantidades de agua que fluyen durante un período breve, ya que existe un volumen de amortiguamiento. Tampoco se requiere un clarificador secundario adicional, ya que no hay aireación durante una fase limitada y el lodo activado puede sedimentar sin ser perturbado. Después de esta fase, parte del agua limpia se bombea desde la parte superior del sistema al desagüe. Una vez que se ha completado el proceso de bombeo, el espacio en el biorreactor que ha quedado libre se carga con las aguas residuales prelimpiadas del pozo de #decantación. Estos sistemas de plantas generalmente se pueden adaptar fácilmente en #tanques sépticos existentes.

¿A qué se debe prestar especial atención?
Si el punto de descarga es más alto que el flujo de salida de la planta de tratamiento de aguas residuales, no hay necesidad de un eje de bomba adicional en sistemas con bombas operadas eléctricamente. La función, el rendimiento de limpieza y el ahorro de energía dependen en gran medida del software inteligente. La función del sistema solo está garantizada si todos los agregados son funcionales. El número de bombas, compresores y electroválvulas incorporados depende del fabricante. El número de unidades eléctricas es de dos a cinco.

¿Cómo son los controles?
Si todos los fallos de funcionamiento son reconocibles a través de alarmas, solo es necesario realizar las comprobaciones del operador legalmente prescritas.

Plantas CBR

Las plantas de #CBR funcionan con biomasa flotante. Los microorganismos se combinan para formar copos de lodo, que pueden tener diferentes tamaños según el método de aireación. A diferencia de las biopelículas, el especialista puede evaluar el estado del sistema a simple vista en función del color, la forma, el olor, la cantidad y el comportamiento de sedimentación de las escamas de lodo. La aireación necesaria se genera con un compresor de aire y se alimenta al biorreactor a través de aireadores de membrana perforada. En el tratamiento de aguas residuales, se pueden lograr las clases de efluentes C (degradación de carbono), N (nitrificación) y D (desnitrificación).

Funciones especiales del sistema
Debido a su estructura de biomasa, las plantas de tratamiento de aguas residuales #CBR tienen una muy buena utilización del volumen del reactor en comparación con las plantas de biofilm. Debido al dimensionamiento prescrito del biorreactor en pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales, estas plantas pueden procesar al menos el doble de la carga de suciedad para la que fueron diseñadas. La ventilación y la posible carga hidráulica adicional deben adaptarse a estas condiciones. La fuerza de la aireación debe diseñarse de tal manera que se cubran las necesidades de oxígeno de los microorganismos y se eviten los depósitos permanentes de lodos. A diferencia de los sistemas de biofilm, la tasa de multiplicación de los microorganismos es mucho mayor, por lo que la biomasa puede adaptarse más rápidamente a diferentes niveles de contaminación. En comparación con las plantas de tratamiento de lodos activados que funcionan en un proceso de flujo continuo, el proceso CBR es menos sensible a grandes cantidades de agua que fluyen durante un corto tiempo, ya que hay un volumen de amortiguamiento. El orificio de estrangulación incorporado en el separador de drenaje evita que las aguas residuales tratadas se drenen prematuramente. Ya no se requiere la retención de lodos habitual a través de un decantador secundario. Esta tarea la realiza el separador de salida mucho más pequeño, que se aloja en el biorreactor. El volumen total requerido es ligeramente menor que el de una planta SBR. El exceso de lodo que se produce es aspirado por un sifón automático antes del inicio de la aireación. El interruptor de flotador incorporado determina el punto en el tiempo para la operación económica y regula la degradación del #nitrógeno. En el caso de que se acumulen cantidades desproporcionadamente grandes de agua, también se activa una condición de alarma. El equipo técnico es muy pequeño debido al sistema, por lo que el control del sistema se puede construir fácilmente. La única unidad eléctrica es un compresor de aire, que asegura que los microorganismos reciban oxígeno a través de un aireador de manguera en el reactor. Por lo general, estos sistemas de plantas se pueden adaptar fácilmente a los tanques sépticos existentes.

¿A qué se debe prestar especial atención?
Si el punto de descarga es más alto que la salida de la planta de tratamiento de aguas residuales, la diferencia de altura debe salvarse con una bomba adicional. El funcionamiento sencillo del sistema solo requiere que la empresa de mantenimiento reajuste los tiempos de ventilación (en caso de que se produzca un cambio en el número de residentes que están permanentemente presentes).

¿Cómo son los controles?
Solo deben llevarse a cabo las comprobaciones del operador legalmente prescritas.

Sistemas con esterilización UV adicional

La desinfección #UV suele ir precedida de una planta de tratamiento #SBR. Con esta constelación de plantas, las clases de efluentes C (degradación de carbono), N (nitrificación), D (desnitrificación) y H (higienización) se pueden lograr por primera vez. Los sistemas están aprobados donde sea necesaria la esterilización de las aguas residuales. El vertido en lagos de baño o en zonas de protección del agua son algunas de sus aplicaciones.

Funciones especiales del sistema
Durante el proceso de bombeo desde la planta SBR, el agua es guiada a través de un sistema de tuberías pasando por una lámpara UV que emite una longitud de onda de 254 nm. El caudal de agua se ajusta de tal manera que las bacterias dañinas son eliminadas por el efecto UV. Dado que la potencia total de la lámpara UV solo se alcanza después de un tiempo de combustión de 5 minutos, se enciende con tiempo suficiente antes del proceso de bombeo y luego se apaga nuevamente. Comparado con el sistema MBR, el consumo de energía aquí es relativamente bajo. El dispositivo UV se puede alojar en un armario exterior o en el pozo de la planta de tratamiento de aguas residuales. La vida útil de la lámpara es, según el tipo de lámpara, de varios años. El tubo de la lámpara UV debe limpiarse en cada mantenimiento. Dado que no se utiliza ningún filtro en este sistema, no hay riesgo de reflujo cuando se descarga el agua residual limpia.

¿A qué se debe prestar especial atención?
La lámpara UV debe colocarse de tal manera que se pueda quitar fácilmente para limpiarla. Es obligatorio un dispositivo de advertencia para reconocer el reemplazo oportuno de las lámparas. Para un rendimiento óptimo de la desinfección, el caudal de agua debe regularse con un tobogán de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

¿Cómo son los controles?
Ninguna

Esa fue la quinta y última parte de nuestra serie "Todo sobre el tratamiento de aguas residuales y pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales" - desde los conceptos básicos hasta los procesos de limpieza individuales y tipos de plantas, desde los conocimientos básicos hasta los procesos y sistemas que son recomendables en tiempos de cambio climático.