El tratamiento biológico de efluentes, que se basa en microorganismos para descomponer los residuos orgánicos, tiene una larga historia y abarca desde simples fosas corrientes hasta plantas de lodo activado convencionales recorriendo todo el camino hasta llegar a soluciones tecnológicamente avanzadas como MABR.
El tratamiento de efluentes biológico aprovecha la acción de bacterias y de otros microorganismos para limpiar el agua
El tratamiento de efluentes biológico es un proceso que parece simple en la superficie puesto que utiliza procesos naturales para ayudar con la descomposición de sustancias orgánicas, pero de hecho, es un proceso complejo, no totalmente entendido en la intersección de la biología y bioquímica.
Los tratamientos biológicos dependen de las bacterias, nematodos u otros organismos pequeños para descomponer desechos orgánicos usando procesos celulares normales. Los efluentes contienen típicamente una gran diversidad de materia orgánica, tal como basura, desechos y alimentos parcialmente digeridos. También pueden contener organismos patogénicos, metales pesados y toxinas.
El objetivo del tratamiento de efluentes biológico es crear un sistema en el que los resultados de la descomposición sean recogidos fácilmente para la eliminación adecuada. El tratamiento biológico se utiliza en todo el mundo debido a que es eficaz y de más bajo costo que muchos procesos mecánicos o químicos.
El tratamiento biológico generalmente se divide en procesos aeróbicos y anaeróbicos. El término “aeróbico” hace referencia a un proceso en el cual el oxígeno esta presente, mientras que el término “anaeróbico” describe un proceso biológico en el cual el oxígeno esté ausente. Los científicos han sido capaces de controlar y perfeccionar los procesos biológicos aeróbicos y anaeróbicos para lograr la eliminación óptima de las sustancias orgánicas de los efluentes.
El tratamiento biológico de efluentes a menudo se utiliza como un proceso de tratamiento secundario para eliminar el material restante después del tratamiento primario con procesos que incluyen la flotación por aire disuelto (DAF). En el proceso de tratamiento de efluentes primario, los sedimentos y sustancias, tales como el aceite, se eliminan de los efluentes.
Tratamiento Aeróbico de Efluentes
Los procesos aeróbicos de tratamiento de efluentes incluyen tanques sépticos o aeróbicos simples, y zanjas de oxidación; aireación de aerosol y superficie; lodo activado; zanjas de oxidación, filtros de goteo; tratamientos a base de estanques y lagunas; y la digestión aeróbica. Los humedales construidos y varios tipos de filtración también se consideran procesos de tratamiento biológicos. Los sistemas de aireación por difusión se pueden utilizar para maximizar la transferencia del oxígeno y para reducir al mínimo los olores mientras se tratan los efluentes. La aireación proporciona oxígeno a las bacterias provechosas y otros organismos en la medida en que descomponen sustancias orgánicas en los efluentes.
Un ejemplo de larga tradición de un método de tratamiento biológico aeróbico es el proceso de lodo activado, que se utiliza ampliamente para el tratamiento secundario tanto de uso doméstico y de efluentes industriales. Es muy adecuado para tratar corrientes de desechos de alto contenido orgánico o biodegradable y se usa a menudo para tratar efluentes municipales, efluentes generados por fábricas de pulpa y papel o industrias relacionadas con la alimentación, tales como el procesamiento de carne y las corrientes de desechos industriales que contienen moléculas de carbono.
Tratamiento MABR
En los últimos años, los avances tecnológicos han estado transformando los procesos biológicos. Un ejemplo es el reactor de biofilm de membrana aireada (MABR), que refina este proceso para usar un 90% menos de energía para la aireación, típicamente la etapa más intensiva en consumo de energía del tratamiento biológico tradicional. En el tratamiento MABR de Fluence, el aire a presión atmosférica se sopla con suavidad en una membrana enrollada en espiral en un tanque, con aire en un lado de la membrana y licor mezclado en el otro en un único tanque. La nitrificación-desnitrificación se logra mediante un biofilm que se forma sobre la membrana. El resultado es un efluente adecuado para el riego o la liberación en el medio ambiente.
La mayoría de las plantas heredadas en todo el mundo utilizan el tratamiento de lodo activado u otros procesos de tratamiento aeróbico más antiguos. Dichas plantas insumen mucho tiempo y son costosas de reemplazar, o no tienen el espacio necesario para la expansión. Para abordar esta necesidad, Fluence ha creado módulos SUBRE MABR. SUBRE sumerge las matrices de membranas MABR en los tanques existentes de la planta de tratamiento de efluentes para aumentar la eficacia energética, la capacidad y la calidad de los efluentes, todo en la huella existente de la planta.
Fluence también ha paquetizado plantas de tratamiento de efluentes Aspiral™ MABR completas dentro de contenedores de envío estándar, lo que permite un transporte eficiente y una rápida puesta en servicio en prácticamente cualquier región. Las unidades de instalación automática se pueden usar en conjunto para aumentar la capacidad y están diseñadas para bajo mantenimiento y monitoreo remoto.
En solo unos años, MABR se ha desarrollado en una tecnología madura, con amplios proyectos en marcha en China en cumplimiento de los estrictos estándares de efluentes de Clase 1A del país. En los Estados Unidos, Fluence MABR demostró su conformidad con los estándares de efluentes del Título 22 de California durante una demostración de un año en la Universidad de Stanford.
Tratamiento Anaeróbico
En contraste, el tratamiento anaeróbico utiliza bacterias para ayudar a que el material orgánico se deteriore en un ambiente libre de oxígeno. Las lagunas y fosas sépticas pueden utilizar procesos anaeróbicos, pero el tratamiento anaeróbico más conocido es la digestión anaeróbica, que se utiliza para tratar efluentes de la fabricación de alimentos y bebidas, así como efluentes municipales, efluentes químicos y residuos agrícolas.
La digestión anaeróbica impulsa una de las áreas más sólidas de recuperación de recursos: la recuperación de energía. En esta forma de recuperación de energía, también conocida como conversión de desechos en energía, la digestión anaeróbica se utiliza para producir biogás, que se compone principalmente de metano. Los operadores pueden usarlo para generar energía para ayudar a las operaciones de combustible en el camino a convertirse en energía neta cero, o incluso convertir los flujos de residuos en flujos de ingresos.
Tratamiento Adicional
El tipo de tratamiento biológico seleccionado para el tratamiento de efluentes, ya sea aeróbico o anaeróbico, depende de una amplia gama de factores, incluyendo conformidad con regulaciones ambientales sobre la calidad de la descarga.
Los tratamientos biológicos a menudo se complementan con etapas de tratamiento adicionales, que incluyen la cloración y el tratamiento UV, así como una gama de opciones de filtración que incluyen filtración de carbón, ósmosis inversa y ultrafiltración.
Los investigadores continúan buscando maneras de optimizar el tratamiento biológico convencional de efluentes. En un ejemplo, los investigadores finlandeses añadieron sulfato de hierro a los efluentes antes del tratamiento biológico para reducir el fósforo en los efluentes de planta de pulpa difíciles de tratar. Otros investigadores han utilizado la luz ultravioleta para quitar sustancias difíciles tales como residuos químicos y compuestos farmacéuticos. Además, el modelo pionero de aireación de MABR ahorra tanta energía que hace que el tratamiento sea posible en áreas alejadas en fuentes de energía alternativas.
Así pues, mientras que el tratamiento biológico tiene una larga historia, está continuando su evolución en formas que lo hacen más eficaz, eficiente y disponible. Comuníquese con Fluence para obtener información sobre nuestros productos MABR o para aprovechar nuestros 30 años de experiencia en soluciones de conversión de residuos en energía.
