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Curso Especialista Universitario en Depuración de Aguas Residuales en Pequeños Núcleos Modalidad online, 6 de abril -19

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Curso Especialista Universitario en Depuración de Aguas Residuales en Pequeños Núcleos Modalidad online, 6 de abril -19 de julio de 2015

TEMA 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada. 1.

2.

BASES DEL PROCESO ............................................................................................................... 2 1.1.

MECANISMOS DE DEGRADACIÓN EN EL TRATAMIENTO BIOLÓGICO .................. 2

1.2.

MICROBIOLOGÍA ................................................................................................................ 3

1.3.

SISTEMAS DE AIREACIÓN. TIPOS ................................................................................... 8

1.4.

OPERACIÓN DE SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS ................................................. 10

1.5.

REACTOR DISCONTINUO................................................................................................ 17

1.6.

BIODISCOS ......................................................................................................................... 18

DIMENSIONAMIENTO DE AIREACIÓN PROLONGADA................................................ 19 2.1.

GENERALIDADES ............................................................................................................. 19

2.2.

REACTOR BIOLÓGICO ..................................................................................................... 21

2.3.

DECANTADORES SECUNDARIOS ................................................................................. 23

2.4.

ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTO.............................................................................. 24

2.5.

BASES DEL DIMENSIONAMIENTO ................................................................................ 26

2.6.

BASES DEL DIMENSIONAMIENTO ................................................................................ 28

2.7.

DIMENSIONAMIENTO DEL REACTOR BIOLÓGICO ................................................... 29

2.8.

DIMENSIONAMIENTO DEL DECANTADOR SECUNDARIO ...................................... 44

Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada

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1.

BASES DEL PROCESO

La industrialización creciente de los países tiene como efecto adverso la necesidad de controlar, almacenar y depurar los vertidos contaminantes o tóxicos que el desarrollo industrial inevitablemente produce. Un agua residual se define como: “agua que ha sido adversamente afectada por su uso para propósitos domésticos, industriales o comerciales, así como las aguas de escorrentía, provenientes de zonas residenciales o industriales, generadas por lluvias”. Uno de los sistemas más universalmente empleados para la depuración de las aguas residuales es el tratamiento de las mismas mediante procesos biológicos aerobios, o anaerobios. El proceso de depuración biológica aerobia con lodos activos se define como: “tratamiento biológico del agua residual en reactores aireados artificialmente, en el que los componentes orgánicos del residuo se metabolizan por parte de los lodos activos, produciendo más biomasa, siendo parcial o totalmente degradados y/o mineralizados” Los objetivos que persigue el tratamiento biológico de aguas residuales son la coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables y la estabilización de la materia orgánica. En el tratamiento biológico tienen lugar reacciones químicas causadas por ciertos microorganismos, que utilizan los contaminantes como sustrato y los transforman, básicamente en diversos gases (que pueden escapar a la atmósfera) y materia celular (que puede eliminarse por sedimentación). Dentro de los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales distinguiremos dos grandes apartados, aunque en nuestro caso nos centraremos en el estudio del primero. 1.1. MECANISMOS

DE

DEGRADACIÓN

EN

EL

TRATAMIENTO

BIOLÓGICO Para llevar a cabo las reacciones de degradación sobre los diferentes sustratos presentes en las aguas residuales, los microorganismos utilizan enzimas. Estos suelen tener un alto grado de eficacia, convirtiendo en producto muchas moléculas de sustrato por minuto. A su vez son muy específicos con respecto al sustrato, lo que indica que las células de los microorganismos deben de producir un enzima diferente por cada sustrato que degrada. Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 2

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Una reacción enzimática puede ser representada por la siguiente ecuación:

(E) + Enzima

(S)

( E )( S )

(P)

Sustrato

Complejo

Producto

+

(E) Enzima

Enzima-Sustrato El enzima funciona por lo tanto, como un catalizador, formando un complejo con el sustrato y transformando éste en el producto y el enzima original. Posteriormente el producto formado podría estar a disposición para ser atacado por otro enzima, formándose una cadena de reacción que terminaría en los productos finales. Por otra parte, las diferentes reacciones bioquímicas requieren energía. Ésta pueden conseguirla mediante la oxidación de la materia orgánica o inorgánica, o por reacciones fotosintéticas. La energía obtenida puede ser almacenada por ciertos compuestos orgánicos, donde el más utilizado es el adenosín trifosfato (ATP), y ser utilizada para la síntesis, movilidad y mantenimiento de célula. Cuando esta molécula se ha descargado, pasa a un estado llamado adenosín difosfato (ADP), estando en disposición de capturar más energía. 1.2. MICROBIOLOGÍA Una situación que se presenta con relativa frecuencia cuando se opera con instalaciones depuradoras, es comprobar como en ocasiones el proceso no conduce a los resultados apetecidos, pese a que las condiciones físico-químicas del sistema son aparentemente las adecuadas. En estas circunstancias los análisis bacteriológicos adquieren especial importancia puesto que van a revelar si determinado proceso biológico no se produce en ausencia de las bacterias específicas del mismo o por qué el grado de población no alcanza el nivel óptimo. En ambos casos será preciso realizar análisis químicos más finos para la detección del agente o agentes tóxicos o inhibidores que han conducido a tal situación. El aspecto microbiológico, en consecuencia, es fundamental en el tratamiento biológico de cualquier tipo de agua residual. Los microorganismos típicos de los procesos aerobios aparecen en la siguiente figura:

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REINO

MIEMBROS REPRESENTATIVOS Rotíferos

ANIMAL

Multicelular con tejidos diferenciados

PROTISTAS

Crustaceos PROTISTAS SUPERIORES (células eucariotas, núcleo definido) PROTISTAS INFERIORES (células procariotas, núcleo indefinido)

CARACTERIZACIÓN

Algas Protozoos Hongos Mohos Algas veriazules

Unicelulares o multicelulares sin tejidos diferenciados

Bacterias

Figura 1. Microorganismos típicos de procesos aerobios

Tomando como referencia las fuentes de energía y de carbono, los microorganismos se clasifican en: CLASIFICACIÓN

FUENTE DE ENERGIA Luz

FOTOSINTETICOS AUTOTROFOS

QUIMIOSINTETICOS

HETEROTROFOS

FUENTE DE CARBONO CO2

Reacciones redox inorgánicas

CO2

Reacciones redox inorgánicas

Carbono Orgánico

Figura 2. Clasificación de microorganismos en función de las fuentes de energía y de carbono

Los microorganismos más destacables en el tratamiento aerobio de agua residual son las bacterias,

aunque también son de destacar los protozoos y metazoos, estas especies

pasan a ser descritas seguidamente. • Bacterias. Son protistas inferiores unicelulares cuya participación en el proceso de depuración biológica es fundamental, descomponiendo la materia orgánica biodegradable presente en el agua residual y reproduciéndose de tal forma que dan lugar a agrupaciones de biomasa

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de tamaño variable denominados flóculos. Las bacterias que desempeñan un papel más destacado son las heterótrofas. La diversidad de especies de bacterias presentes en un reactor biológico es variable, dependiendo de la edad del fango y del tipo de tratamiento, el cual favorece el desarrollo de unas y la desaparición de otras. El número de especies puede oscilar entre 1 y 50 pero lo normal es que se sitúe entre 12 y 15. Las bacterias están constituidas aproximadamente por un 80% de agua y un 20% de materia seca, de la cual un 90% es de tipo orgánico y un 10% inorgánico. La fracción inorgánica está constituida por un 50% de P2O5, un 15% de SO3, un 11% de Na2O, un 9% de CaO, un 8% de MgO, un 6% de K2O y un 1% de Fe2O3. Según estudios realizados por S.R. Hoover y N. Porges en el año 1952 la fórmula empírica aproximada correspondiente al tejido celular es C5H7NO2, lo que supone un 53% en peso de carbono. En la siguiente figura, se representa de forma sencilla la estructura de la célula bacteriana.

Membrana Citoplasmatica

Pared Celular

Capsula

Flagelo

Vacuola

Ribosomas Granulos Citoplasmaticos

Nucleo

Corpusculo Metacromatico

Figura 3. Estructura de la célula bacteriana

Microfauna. Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 5

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Formando parte de la biomasa se encuentran, además de las bacterias, una serie de organismos unicelulares como los protozoos, y pluricelulares como los metazoos. Estos pueden permanecer anclados al flóculo, o bien, estar en movimiento libre desplazándose por la fase líquida. Su alimento básico son partículas orgánicas presentes en el agua residual y bacterias aisladas; lo que, por otra parte, resulta beneficioso porque contribuye a mejorar la calidad de los efluentes. La presencia o ausencia de determinadas especies, así como la abundancia de algunas de ellas, está relacionada con la eficacia del proceso de depuración. En condiciones óptimas de funcionamiento la microfauna debe ser diversa, existiendo un equilibrio entre las distintas especies. El elevado, desarrollo de alguna de ellas es indicativo de la presencia de agentes que favorecen a una y afectan negativamente a otras. En estas circunstancias, el reactor opera en condicione irregulares. A continuación se relaciona el número de individuos por litro, principalmente protozoos ciliados con la bondad del funcionamiento de la planta depuradora: CONCENTRACIÓN

FUNCIONAMIENTO

C ≥ 107 individuos/l.

Depuración óptima

C ≈ 107 individuos/l

Depuración normal

C ≤ 107 individuos/l

Depuración en descenso

Las características microbiológicas de un proceso de depuración que discurre en condiciones óptimas son: Concentración de protozoos y metazoos igual o superior a 106 individuos por litro. Predominio de ciliados y ausencia casi total de flagelados. Especies de ciliados bien diversificadas y sin predominio de ninguna en particular. Amebas, rotíferos y nematódos en cantidades limitadas. Otros organismos dignos de mención son los hongos, que pueden predominar sobre las bacterias a pH bajos y cuando hay déficit de nitrógeno o concentraciones de oxígeno disuelto bajas. Los Hongos son capaces de metabolizar casi todos los compuestos orgánicos conocidos pero en condiciones ambientales óptimas no pueden competir con las bacterias. Por otro lado también pueden aparecer algas, que no estabilizan la materia orgánica, sino que emplean los productos finales (CO2, NH3) para sintetizar nuevas células en presencia de luz solar, liberando oxígeno como producto final. Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 6

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Las bacterias son los organismos más habitualmente encontrados en el tratamiento biológico de aguas residuales. Por lo que a la hora de hablar de crecimiento microbiano nos vamos a centrar en el estudio del crecimiento bacteriano. Cuando en un reactor con abundante contenido en materia orgánica introducimos una siembra de microorganismos puros, manteniendo en el medio unas condiciones óptimas de oxígeno disuelto, pH, temperatura y nutrientes. Nos encontramos que la evolución del número de bacterias en el interior del reactor presenta una evolución temporal tal como muestra la siguiente figura. 30

Log. nº de células

Fase estacionaria Fase de retardo

25 20 15 10 5

Fase de muerte Fase de crecimiento logarítmico

0 .

5.

10. Tiempo 15.

20.

25.

Figura 4. Fases en el desarrollo bacteriano

La curva, puede subdividirse, más o menos, en cuatro zonas distintas: I. Fase de retardo. Es la fase inicial, donde se produce la aclimatación de los microorganismos a las nuevas condiciones. Se caracteriza por un pequeño crecimiento celular. II. Fase de crecimiento logarítmico. Se caracteriza por un gran aumento de la velocidad de crecimiento celular y por la gran capacidad de procesamiento de alimento. III. Fase estacionaria. Al final de la etapa anterior la disponibilidad de alimento se hace cada vez menor, con lo que la velocidad de crecimiento disminuye, hasta que se alcanza la fase estacionaría, en la que las células han agotado el sustrato o los nutrientes necesarios

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para su crecimiento. Se caracteriza porque el crecimiento de nuevas células se equilibra con la muerte de las células viejas y por tanto no existe variación en el número de individuos. IV. Fase de muerte logarítmica o endógena. En esta fase la muerte de los microorganismo excede a su producción, con lo que el numero de individuos se ve disminuido en el tiempo. Se caracteriza porque los microorganismos se ven obligados a metobolizar su propio protoplasma. Cada microorganismo posee su propia curva de crecimiento temporal, en función del sustrato, nutrientes, pH, temperatura, niveles de oxígeno disuelto. Esto tiene importancia en las plantas de tratamiento, ya que en ellas existe una gran diversidad de microorganismos, cada uno de ellos con su propia curva. En prácticamente todo cultivo bacteriano tiende a operarse en unas condiciones tales que los microorganismos se encuentren en fase de crecimiento logarítmico, para lo cual es necesario que los microorganismos permanezcan en el sistema el tiempo necesario para su reproducción. Este periodo depende de la tasa de crecimiento, que está directamente relacionada con la tasa de utilización de residuo. 1.3. SISTEMAS DE AIREACIÓN. TIPOS Para que las bacterias puedan vivir y trabajar, es decir, depurar, necesitan entre otros aspectos: alimento que es aportado por la contaminación del agua; agitación, para facilitar el movimiento y el contacto; y por último, el oxígeno. Los dos últimos, movimiento y oxígeno, los proporcionan los elementos de aireación. Es fácil entender que estos elementos son muy importantes. Se pueden distinguir dos grandes grupos de sistemas de aireación: a) Aireadores mecánicos: tienen un elemento giratorio que dispersa el aire en el seno del agua. Se dividen en: •

Aireadores de eje vertical, también llamados turbinas.



Aireadores de eje horizontal (superficiales o sumergidos).



Aireadores de aspiración con rotor sumergido.



Eyectores.

b) Aireadores por difusión: inyectan el aire a presión por debajo de la superficie del agua. Entre ellos encontramos: Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 8

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Aireadores sumergidos.



Aireación con difusores alimentados con soplantes.

Los aparatos de aireación mecánica agitan la superficie del agua que está en contacto con el aireador, produciendo olas y pulverizaciones, mediante el movimiento de una rueda de paletas, mezcladores, rotores o cualquier otro sistema que haga salpicar el agua en el aire o entrar el aire en el agua, de forma que ésta pueda absorber el oxígeno. Los sistemas de difusión de aire utilizan un aparato denominado difusor, cuyo fin es atomizar la corriente de aire procedente de la soplante en pequeñas burbujas que pasan a la mezcla. Cuanto más pequeñas sean las burbujas, mayor es la transferencia de oxígeno debido a la mayor superficie de contacto entre las burbujas y el agua. La aireación por aire consiste en inyectar el aire a presión en la masa de líquido, mediante dispositivos apropiados. Estos se dividen en tres grandes grupos, en función del tamaño de las burbujas que se producen. •

Burbujas gruesas (∅ ∅> 6mm): el aire se inyecta directamente por tubos verticales, o mediante difusores de grandes orificios.



Burbujas de tamaño medio (∅ ∅ 4 a 6mm): puede reducirse el tamaño de las burbujas mediante diversos dispositivos: válvulas, pequeños orificios, etc.



Burbujas finas (∅ ∅< 3mm): emitidas por difusión del aire a través de cuerpos porosos.

Rendimiento de oxigenación El rendimiento de oxigenación nominal de un sistema dado está influenciado por varios factores: •

Naturaleza de los difusores y su disposición.



Profundidad de inyección. En el límite de 2.5 a 8 m, se admite que el rendimiento es proporcional a la profundidad de la inmersión.



Caudal de aire. En los sistemas de burbujas gruesas y medianas, el aumento de caudal se traduce por una mejora del rendimiento. En los sistemas de burbujas finas, se produce una mayor coalescencia de las burbujas y el rendimiento, generalmente tiende a disminuir.



Sección transversal del depósito. Cuando es demasiado grande la relación superficie/profundidad del aparato, puede disminuir el rendimiento de oxigenación. Los sistemas de aireación tienen un doble fin: -

aportar a los microorganismos de los fangos activados el oxígeno que necesitan;

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-

provocar una agitación y una homogeneidad suficientes para que se asegure un contacto íntimo entre el medio viviente, los elementos contaminantes y el oxígeno que se introduce.

Están constituidos por un aparato, o un conjunto de aparatos, situados en un depósito de volumen y forma determinados, y destinados a disolver en el agua un cierto peso de oxígeno, generalmente tomado del aire. Los sistemas de introducción de aire en un tanque de agua residual, son mediante difusores porosos sumergidos o boquillas, y mediante agitadores mecánicos. 1.4. OPERACIÓN DE SISTEMAS DE LODOS ACTIVADOS De todos los procesos aerobios, el proceso de lodos activados es quizá el de más amplio uso para el tratamiento de aguas residuales, domesticas e industriales, habiendo surgido con el tiempo variaciones del sistema básico, las cuales les confieren al tratamiento gran versatilidad. este proceso fue desarrollado por primera vez en Inglaterra en 1914 por Andern y Lockett; y fue llamado así porque suponía la producción de una masa activada de microorganismos capaz de estabilizar un residuo por vía aerobia. El principio básico del proceso es el de poner en contacto el efluente con una población microbiana mixta, en forma de suspensión floculenta en un sistema aereado y agitado, ver figura. La materia en suspensión y la coloidal se eliminan rápidamente del efluente por adsorción y aglomeración en los flóculos biológicos.

F, Si

(F-W), SSTe, Se

V, SST, Se

W, SSTw, Se Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 10

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Figura 5. Esquema de un proceso de fangos activos con recirculación.

El proceso supone la presencia de dos etapas: en la primera, y cuando se preparan adecuadamente las condiciones del medio, se producen las reacciones microbianas en toda la masa del agua; y en la segunda, etapa, puramente física, se consigue la separación del agua y de las partículas que constituyen la masa bacteriana, generalmente se realizan por sedimentación. Parte de esta masa se utiliza para mantener el equilibrio necesario, relación masa orgánica/masa de microorganismos, para que prosiga la reacción, mientras que otra parte, considerada en exceso, no es necesaria para el equilibrio y se retira del sistema constituyendo el subproducto del proceso, los fangos. Existen una serie de normas referentes, esenciales en el diseño y operación de estos procesos: Reactor o aireador: Se ha visto que esta unidad, la esencial del sistema, se le requiere suministrar, a través de los lodos de retorno, una determinada masa microbiana para que actúe sobre el sustrato biodegradable. Por otra parte, de acuerdo a la eficacia esperada para el sistema, es necesario suministrar una determinada cantidad de oxígeno molecular para asegurar que la biodegradabilidad del sustrato orgánico se verifique como un proceso esencialmente aerobio. Este oxígeno es suministrado, generalmente, a través del oxígeno contenido en el aire atmosférico. Este contenido, por ello, debe ser tomado en cuenta al determinar el volumen de aire que debe ser inyectado al sistema o el grado de agitación (turbulencia) que debe provocarse en él, para asegurar los requerimientos exigidos a este respecto por el sistema de operación. El volumen del reactor, por otra parte, debe ser tal que permita un determinado período de contacto para que la acción de la biomasa sea efectiva para transformar el sustrato aplicado. Este volumen, es función, y directamente proporcional, al caudal a través y sustrato aplicados (DBO) al sistema; e inversamente proporcional a la carga másica y a la concentración de los sólidos volátiles de aireación contenidos en el reactor. Separador o sedimentador final. Este debe estar diseñado de forma tal que garantice una adecuada separación de los lodos activados que llegan, procedentes del aireador. En otras palabras, que permita obtener una concentración de sólidos en los lodos separados, capaz de garantizar valores adecuados para la concentración de sólidos de retorno, que a su vez satisfagan una adecuada concentración de los sólidos activos de aireación. Esto se Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 11

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logra al obtener una determinada densidad de los lodos activados mostrada por el índice volumétrico de lodos, y una buena selección del volumen de recirculación de los lodos hacia el reactor. Lodos de retorno. El caudal de reciclo normalmente utilizado es un 25 por 100 del caudal a través de la planta. Las bombas para los lodos de retorno se recomienda diseñar con una capacidad variable para cubrir variaciones del caudal entre un 10 por 100 y 50 por 100 del caudal de diseño. Una descripción de la dinámica natural del proceso de lodos activados requiere una definición de las variables de proceso que reflejen la capacidad y velocidad de utilización de sustancias orgánicas bajo varias condiciones de operación. Con el empleo de parámetros la actividad y cinética microbiana del proceso, tanto en condiciones estacionarias como de tránsito, puede ser debidamente definida. Uno de los más importantes controles del proceso de lodos activados es la cantidad de lodo activado que es retirado del reactor. La cantidad de lodo activado eliminado del proceso afecta a lo siguiente: - Calidad del efluente - Velocidad de crecimiento de los microorganismos - Consumo de oxígeno -Sedimentación de los lodos -Cantidades necesarias de nutrientes - Presencia de espumas - Posibilidad de nitrificación El objetivo de la eliminación de fangos es mantener un balance entre los microorganismos que hay en aireación y la cantidad de comida de entrada. Cuando los microorganismos

eliminan

la

DBO

(materia

orgánica

biodegradable

por

los

microorganismos) del agua residual, la cantidad de lodos activados se incrementa (los microorganismos crecen y se multiplican). La velocidad a la cual estos microorganismos crecen es llamada velocidad de crecimiento y es definido como el incremento en la cantidad de lodos activados que tiene lugar en un día. El objetivo de la eliminación de lodos es eliminar justo la cantidad de microorganismos que crecen superior a la velocidad de muerte de los microorganismos. Esto permite que la cantidad total de lodos activados en el proceso Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 12

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permanezca constante. Esta condición es llamada “estado estacionario”, condición deseada para la operación. Sin embargo el “estado estacionario” puede ser solo aproximado debido a las variaciones en la naturaleza y cantidad de comida suministrada y en la población microbiana. El objetivo de un proceso de control es aproximarse al “estado estacionario” controlando los parámetros de operación: F/M, edad del lodo, concentración VSS, etc. La mejor forma de control de proceso producirá una alta calidad del efluente, lo cual cumple los requisitos de descarga con un resultado de tratamiento constante a mínimo coste. Velocidad de consumo de oxígeno específica (VCOD)



Oxigeno consumido × 1000 (mgO2/g ⋅ h ) SSV

Cuando la materia orgánica biodegradable es consumida por una masa de microorganismos, en medio aerobio, se produce: Por una parte, un consumo de oxígeno por estos microorganismos para sus necesidades energéticas, su reproducción por división celular (síntesis de la materia viva) y su respiración endógena (autooxidación progresiva de su masa celular). Por otra parte, un exceso de materias vivas e inertes llamadas fangos en exceso. La VCOD mide la cantidad de oxígeno utilizada por los microorganismos. Es una medida de la actividad biológica. Altos valores de OUR indican una gran actividad biológica. Bajos valores indican baja actividad biológica. El empleo de la VCOD es de gran utilidad para el control del proceso ya que responde a las fluctuaciones de la velocidad de carga del influente y al disturbio provocado por materiales tóxicos. Experimentalmente se ha demostrado que la VCOD se incrementa cuando la carga orgánica del influente se incrementa. La VCOD refleja inmediatamente la presencia de cambios bruscos de carga que el tradicional F/M no hace. Por tanto, la VCOD puede ser un temprano aviso de condiciones anormales. Esto dará algo de tiempo al operador para ajustar la operación del sistema, por ejemplo desviando el flujo a ser tratado, incrementar el flujo de aire, ajustar la extracción de lodos. Tema 7: Fangos activos. Bases del proceso y tipos. Dimensionamiento de aireación prolongada Página 13

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Relación comida a microorganismos, Intensidad de Carga (F/M)



Caudal × DQOentrada (KgDQO/KgSSV.dia ) Volumen × SSV

El control F/M es usado para asegurar que el proceso de lodos activados esta siendo cargado a la velocidad en que los microorganismos son capaces de usar la mayoría de la comida suministra por el agua residual que está siendo tratada. Si demasiada o poca comida es suministrada para la cantidad de microorganismos, puede dar lugar a problemas operacionales y la calidad del efluente puede bajar. Hay una serie de factores importantes que deben ser recordados en el cálculo de F/M: La cantidad de comida suministrada. Es la parte de arriba de la formula. Son los Kg de DQO introducidos al reactor por día. La cantidad de microorganismos puede ser representada por la cantidad de VSS. Idealmente, los microorganismos vivos o activos deberían simplemente ser contados, pero esto no es factible, y estudios han demostrado que la medida de VSS es una buena aproximación de la concentración de microorganismos en los TSS.

Tiempo de residencia celular (edad del fango)



Vreactor × SST (dias ) (Qpurga × SSTpurga + Qefluente × TSSef )

Usando este parámetro, el operador puede controlar la relación F/M. Es decir, puede calcular la cantidad de lodo activado que debería ser eliminado de una manera lógica. Básicamente, el tiempo de residencia celular (TRC) expresa el tiempo aproximado que un microorganismo pasará en el proceso de lodos activados. El valor de TRC deberá ser seleccionado para suministrar las mejoras cualidades del efluente. Este valor debería corresponder a la relación F/M para la cual el proceso fue diseñado. Por ejemplo un proceso diseñado para trabajar a valores de F/M bajo(