DEPURACIÓN
DE AGUAS EN BIODISCOS
Los tratamientos de
aguas residuales se encuentran hoy en día en un alto grado de desarrollo. Para
una población estándar, una depuración consistente en un tratamiento primario
con operaciones de desbastes y desengrasantes, secundario con decantadores y
terciario con tratamiento biológico, y una línea de fangos es suficiente para
obtener unos resultados finales de alta calidad. Como en cualquier otro
terreno, todas las técnicas conocidas sufren pequeñas innovaciones y mejoras
que optimizan los procesos. Uno de estos casos es el contactor biológico
rotativo o, comúnmente conocido como biodisco. Este sistema tiene aplicación
como tratamiento secundario de todo tipo de aguas con carga orgánica. Su
principal ventaja es el bajo consumo de energía y fácil mantenimiento. Surgen a
principios del siglo XX, desarrollándose definitivamente, tanto en las aguas
residuales industriales como urbanas, en los años 50, en Alemania. Su
funcionamiento se basa en la rotación de un disco semisumergido en el agua a
tratar. Este movimiento provoca la transferencia de oxígeno entre la atmósfera
y la flora microbiana aeróbica adherida a los rellenos contenidos en los
discos. Esta, a través de procesos bioquímicos, degrada y elimina la materia
orgánica, consiguiendo la depuración del agua.
BIODISCO
En la actualidad,
para usos urbanos, se emplea como una solución adecuada para pequeños núcleos
de población; entre 2.000 y 5.000 habitantes equivalentes, ya que los costes de
construcción y de mantenimiento de depuradoras comunes pequeñas, referidos a
número de habitantes, pueden ser superiores que los de las instalaciones
mayores. En aguas residuales industriales, son diversos los casos donde se
emplean. Además, se han realizado otras experiencias con los biodiscos en el
tratamiento de aguas residuales; ubicación en decantadores, convirtiendo la
parte superior en reactor biológico, y conservando la función de decantación en
la zona inferior, así como su incorporación en reactores de plantas de fangos
activados, con el objetivo de incrementar su capacidad. Las principales
ventajas que presenta este sistema, encuadrado en las denominadas tecnologías
blandas, deriva de su simplicidad; ausencia de personal especializado para el
mantenimiento y control del proceso, no es necesario controlar el oxígeno
disuelto en el depósito de tratamiento, da un nivel mínimo de ruidos, espumas,
aerosoles y olores, las dimensiones de los depósitos son menores que los
utilizados por otros procesos, el consumo energético es muy reducido y permite
acometer un proceso de nitrificación-desnitrificación con garantía de buen
funcionamiento. Al comienzo de su uso, los materiales empleados en la
fabricación de los discos fueron hierro fundido, asbesto cemento y tambores
huecos con rellenos diversos. Actualmente existen varios materiales, destacando
el poliestireno expandido de alta densidad y el polietileno. Los discos que hoy
en día se emplean suelen ser de 3 metros de diámetro, y espesores de
aproximadamente 1.5 milímetros, montándose paralelamente sobre un eje
transversal con separaciones entre 20 y 25 milímetros. La cantidad de discos
montados sobre un mismo eje dependerá de la necesidad de tratamiento, del caudal
y carga contaminante del efluente.
El eje se instala
por encima del nivel del agua, sumergiendo entre un 40 y un 50% de la
superficie del disco, asegurando que sucesivamente, toda la superficie quede
completamente sumergida en el agua residual y posteriormente en el aire. De
este modo, la película biológica que se forma sobre ellos queda,
alternativamente sumergida y expuesta al aire, permitiendo a los
microorganismos tomar el oxígeno del aire y los nutrientes del agua. Esta
velocidad de giro varía entre 1 y 2 revoluciones por minuto. Para poder emplear
este tipo de técnica de forma óptima, el efluente debe presentar una
contaminación por materia orgánica, no contendrá grasas ni sólidos en
suspensión que sedimentan y atascan el sistema, para lo cual será necesario un
pretratamiento y una decantación primaria. Asimismo, estará libre de elementos
tóxicos o inhibidores de los procesos biológicos. Los rellenos interiores de
los biodiscos sirven para aumentar la superficie de contacto entre el disco y
el agua, o lo que es lo mismo, aumentar el número de flora microbiana capaz de
entrar en contacto con el agua residual. Son diversos los diseños existentes,
casi tantos como firmas comerciales que los fabrican, pero en general, son
cilindros u otras formas geométricas, en los que se busca, con un peso mínimo,
un máximo de superficie por unidad de volumen. La flora bacteriana adosada a
este relleno crecerá poco a poco formando una capa sobre el relleno. Cuando el
espesor de esta capa sea grande, los organismos más profundos, en contacto con
los discos mueren por falta de nutrientes y de oxígeno. El movimiento de
rotación, cambios de sentido y, en general, el movimiento con el agua,
provocarán su desprendimiento y arrastre hacia los procesos de decantación
secundarios, para ser sometida a algún tratamiento de fangos. En este sentido,
existen modelos comerciales con sistemas que provocan este desprendimiento;
inyectores de aire, agua, aditivos químicos, control de velocidad o sentido de
giro, etc. En lo que respecta al diseño de este tipo de instalaciones, deben
dimensionarse para soportar la carga punta a tratar, lo cual puede suavizarse
con la instalación de tanques previos de homogeneización. Si es posible, con el
objetivo de mejorar la flexibilidad de la planta, es conveniente disponer de
varias líneas paralelas de tratamiento. Para ayudar a su diseño, existen
experiencias de fabricación de plantas piloto con discos de pequeño diámetro,
pero los parámetros obtenidos no son extrapolables a las instalaciones
industriales debido al efecto de, entre otros, la temperatura y la velocidad de
giro.Los problemas que presentan estas instalaciones derivan principalmente de
un exceso de carga orgánica, que provoca posteriormente una oxigenación
insuficiente, el desarrollo de una película biológica excesiva que provoque
malos olores y bajo rendimiento del proceso. Esto puede evitarse con la
inyección de aire al agua residual. En resumen, este tipo de instalaciones,
para pequeños núcleos de población o para industrias con efluentes con carga
orgánica, es una solución válida que, sobre todo, para buenos rendimientos.
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