{"id":131677,"date":"2011-10-07T16:32:01","date_gmt":"2011-10-07T15:32:01","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=131677"},"modified":"2011-10-07T16:32:01","modified_gmt":"2011-10-07T15:32:01","slug":"cotratamiento-de-aguas-residuales-industriales-y-domesticas-mediante-contactores-biologicos-rotativos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2011\/10\/07\/131677","title":{"rendered":"COTRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES Y DOM\u00c9STICAS MEDIANTE CONTACTORES BIOL\u00d3GICOS ROTATIVOS"},"content":{"rendered":"

El tratamiento de las aguas residuales dom\u00e9sticas producidas en plantas industriales sin alcantarillado suele consistir en un tratamiento biol\u00f3gico aerobio, previa separaci\u00f3n de s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n y posterior desinfecci\u00f3n. En cuanto a los residuos industriales l\u00edquidos, no se puede generalizar, ya que el tipo de tratamiento a aplicar depende de muchos factores, entre ellos, calidad y cantidad de contaminantes, uso posterior del agua residual, cauce receptor, etc. Si este \u00faltimo debe ser sometido a un tratamiento biol\u00f3gico, puede analizarse la factibilidad t\u00e9cnica de cotratar ambas aguas residuales, especialmente si significa un ahorro tanto en los costes de inversi\u00f3n como en los de operaci\u00f3n.<\/p>\n

[Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica y Ambiental. URJC]<\/span><\/p>\n

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Las aguas residuales urbanas en t\u00e9rminos generales son aquellas que han sido usadas por el hombre y han quedado contaminadas. La procedencia de estas aguas suele ser de uso dom\u00e9stico, de limpieza p\u00fablica, de la eliminaci\u00f3n de excrementos y de las lluvias. En cuanto a su composici\u00f3n, se caracterizan por variar muy poco tanto cuantitativa como cualitativamente, aunque dependen del desarrollo de la poblaci\u00f3n en cuanto a su alimentaci\u00f3n, nivel de vida e higiene. Su pH suele estar en torno a 7, la DQO entre 320 y 500 mg\/L, el nivel de TOC entre 135 y 215 mg\/L y adem\u00e1s, contienen nutrientes (nitr\u00f3geno y fosforo) a niveles suficientes para la proliferaci\u00f3n de microorganismos para su tratamiento en estaciones depuradoras de aguas residuales. Debido a sus caracter\u00edsticas, estas aguas pueden ser tratadas mediante un sistema biol\u00f3gico de degradaci\u00f3n.<\/p>\n

Por otro lado, las aguas residuales industriales presentan caracter\u00edsticas muy diversas dependiendo tanto de los distintos tipos de industrias, as\u00ed como de la l\u00ednea de fabricaci\u00f3n dentro de la propia industria. En cuanto a su composici\u00f3n, el contenido en materia org\u00e1nica y en sustancias t\u00f3xicas es muy variable, causando que los sistemas de depuraci\u00f3n de aguas industriales sean espec\u00edficos para cada caso concreto, siendo necesario para tratar cada agua un estudio espec\u00edfico de su composici\u00f3n, teniendo en cuenta a la hora de estudiar los par\u00e1metros de an\u00e1lisis de las aguas residuales tanto sus valores medios como instant\u00e1neos. Generalmente la industria trata o dispone separadamente los residuos l\u00edquidos industriales de los dom\u00e9sticos, que es como la normativa ambiental, en general, lo indica. El tratamiento de las aguas residuales dom\u00e9sticas producidas en plantas industriales sin alcantarillado suele consistir en un tratamiento biol\u00f3gico aerobio, previa separaci\u00f3n de s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n y posterior desinfecci\u00f3n. En cuanto a los residuos industriales l\u00edquidos, no se puede generalizar, ya que el tipo de tratamiento a aplicar depende de muchos factores, entre ellos, calidad y cantidad de contaminantes, uso posterior del agua residual, cauce receptor, etc. Si este \u00faltimo debe ser sometido a un tratamiento biol\u00f3gico, puede analizarse la factibilidad t\u00e9cnica de cotratar ambas aguas residuales, especialmente si significa un ahorro tanto en los costes de inversi\u00f3n como en los de operaci\u00f3n.<\/p>\n

Los Contactores Biol\u00f3gicos Rotativos (CBR), tambi\u00e9n denominados biodiscos, son lechos bacterianos de discos colocados en una cuba semicil\u00edndrica. Un sistema de biodiscos est\u00e1 formado por una serie de m\u00f3dulos o discos, cada uno de los cuales constituyen una etapa en la depuraci\u00f3n de las aguas residuales. Son sistemas que basan la retenci\u00f3n de materia org\u00e1nica en el desarrollo de biopel\u00edculas retenidas sobre un soporte m\u00f3vil. Los discos suelen estar fabricados en materiales ligeros como polipropileno o aluminio, de forma que la estructura no pese demasiado. Adem\u00e1s, suelen presentar cierta rugosidad para que los microorganismos se adhieran mejor a su superficie.<\/p>\n

Para aumentar la eficacia de las peque\u00f1as plantas, el reactor biol\u00f3gico se divide en compartimentos o etapas separados mediante tabiques situados en el dep\u00f3sito a fin de variar el volumen de cada etapa seg\u00fan las necesidades. \u00c9stos est\u00e1n parcialmente sumergidos en el agua residual y la otra parte se encuentra en contacto con el aire. La alimentaci\u00f3n de agua residual pasa a trav\u00e9s de los tanques en serie de tal forma que los ejes se mantienen ligeramente por encima de la superficie del agua. Generalmente la parte sumergida en el tanque es un 40 % del disco, tal y como se muestra en la figura 1.<\/p>\n

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Figura 1. Esquema del mecanismo general de funcionamiento de un CBR.<\/strong><\/p>\n

Los discos est\u00e1n recubiertos, por ambos lados, de una pel\u00edcula biol\u00f3gica adherida a su superficie. La rotaci\u00f3n hace que estos microorganismos consuman materia org\u00e1nica en la fase en la que se encuentran sumergidos en el agua residual, mientras que en la fase aerobia consumen ox\u00edgeno de la atm\u00f3sfera. El crecimiento biol\u00f3gico va aumentando hasta llegar a un espesor que puede variar entre 0,2 y 3,0 mm.<\/p>\n

El funcionamiento de los biodiscos se puede diferenciar en cuatro fases en base a los fen\u00f3menos que se producen: i) en primer lugar el sustrato y el ox\u00edgeno se transportan del agua residual a la superficie de la biopel\u00edcula; ii) despu\u00e9s se transportan hacia el interior de la biopel\u00edcula por difusi\u00f3n; iii) posteriormente se produce una oxidaci\u00f3n del sustrato en el interior de la biopel\u00edcula; y iv) por \u00faltimo, hay una eliminaci\u00f3n de los productos de desecho, producidos en la tercera fase, verti\u00e9ndolos al agua residual situada en el dep\u00f3sito. Las poblaciones de microorganismos que se forman en cualquier etapa del proceso reflejan las condiciones ambientales y de carga de esa etapa.<\/p>\n

Una ventaja de estos sistemas de contactores biol\u00f3gicos rotativos, a nivel de depuradora convencional es que los biodiscos tienen peque\u00f1as dimensiones con respecto a las dem\u00e1s etapas que utilizan las estaciones depuradoras de aguas residuales. Adem\u00e1s, los CBR admiten grandes fluctuaciones en la carga hidr\u00e1ulica y en la carga org\u00e1nica, y son capaces de soportar temperaturas exteriores bajas. Tambi\u00e9n es importante destacar que est\u00e1n fabricados por materiales de poco peso, la velocidad de giro de los discos es muy reducida, y por lo tanto, generan un consumo energ\u00e9tico muy bajo.<\/p>\n

Las dificultades que se pueden encontrar en procesos con CBR pueden provenir de diferentes causas. Por un lado, puede existir una excesiva p\u00e9rdida de biomasa, por el proceso natural de los microorganismos en el que la biopel\u00edcula tiende a desprenderse pero en ocasiones este desprendimiento puede ser mayor a lo que ocurre habitualmente. Un motivo que ocasiona este fen\u00f3meno puede estar asociado a las sustancias t\u00f3xicas o inhibidoras contenidas en las aguas residuales a depurar. Otras veces se produce la formaci\u00f3n de una biomasa blanca, probablemente asociada a bacterias filamentosas, estos organismos no afectan de forma inmediata en la depuraci\u00f3n pero pueden provocar una reducci\u00f3n en los rendimientos. La existencia de esta anomal\u00eda puede ser debido a altas concentraciones de \u00e1cido sulfh\u00eddrico.<\/p>\n

La presencia de productos farmac\u00e9uticos en las aguas residuales se considera hoy en d\u00eda un problema muy serio ya que pueden provocar efectos nocivos en la mayor\u00eda de seres vivos que se puedan ver afectados por su presencia. Diversos investigadores han afrontado el tratamiento de aguas residuales procedentes de la industria farmac\u00e9utica. La primera posibilidad para su tratamiento es el uso de procesos convencionales existiendo cuatro formas b\u00e1sicas para eliminar estos compuestos: (i) adsorci\u00f3n selectiva en s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n o extracci\u00f3n en grasas y aceites, (ii) degradaci\u00f3n aer\u00f3bica o anaer\u00f3bica por medio de microorganismos, (iii) degradaci\u00f3n qu\u00edmica (abi\u00f3tica) y (iv) volatilizaci\u00f3n. Estas sustancias pueden seguir tres rutas: la sustancia es completamente mineralizada a di\u00f3xido de carbono y agua, la sustancia es lipof\u00edlica y por lo tanto se retiene en los fangos y no es degradada, o bien la sustancia es degradada parcialmente a una sustancia m\u00e1s hidrof\u00edlica que la original y por tanto supera la fase de tratamiento de aguas residuales y es emitida al medio. Sin embargo, este tipo de tratamientos no suelen resultar eficaces para el tratamiento de aguas residuales farmac\u00e9uticas industriales, por lo que se suelen utilizar los procesos de oxidaci\u00f3n avanzada para el tratamiento de estas aguas, bien de manera individual, o acoplados a tratamientos biol\u00f3gicos. Pero lo que no se ha estudiado de manera exhaustiva es el tratamiento conjunto de aguas de origen farmac\u00e9utico con aguas municipales.<\/p>\n

Utilizando un sistema de contactores biol\u00f3gicos rotativos se ha propuesto un proceso de cotratamiento de un agua residual farmac\u00e9utica junto con un agua residual sint\u00e9tica de caracter\u00edsticas similares a un agua residual urbana.<\/p>\n

Este agua industrial posee una alta carga org\u00e1nica, con valores de DQO muy elevados de casi 50 g\/L, y un COT de 10 g\/L. Adem\u00e1s, presenta valores de nitr\u00f3geno total por encima de los valores l\u00edmite que marca la (Ley 10\/93 y Decreto 57\/2005) en la Comunidad de Madrid (125 mg\/L), as\u00ed como una elevada turbidez y conductividad.<\/p>\n

El an\u00e1lisis de biodegradabilidad tipo Zahn-Wellens determin\u00f3 la viabilidad de un tratamiento biol\u00f3gico. De esta manera, se realiz\u00f3 el cotratamiento del agua sint\u00e9tica con un 5 % de aportaci\u00f3n de agua residual de origen farmac\u00e9utico. La elevada carga org\u00e1nica de entrada en los CBR (700 mg\/L de COT) provoc\u00f3 la formaci\u00f3n de una gruesa biopel\u00edcula sobre los mismos como se puede observar en la Figura 2, lo que demuestra que el aumento de la carga org\u00e1nica puede repercutir en los microorganismos de manera notable incrementando su poblaci\u00f3n al tener m\u00e1s carbono para su crecimiento y formaci\u00f3n de estructuras celulares.\u00a0<\/span><\/p>\n

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\ufeff<\/span><\/span><\/span>Figura 2. Detalle de los CBR durante el cotratamiento al 5 %.<\/strong><\/p>\n

\ufeff<\/strong><\/span>El tratamiento biol\u00f3gico del agua residual mediante los CBR result\u00f3 satisfactorio alcanz\u00e1ndose eliminaciones de COT y DQO en torno a un 80 %, lo cual permiti\u00f3 reducir notablemente la carga org\u00e1nica a la salida del tratamiento hasta valores de aproximadamente 80 mg\/L, y a su vez posibilit\u00f3 situar sus valores por debajo del l\u00edmite de emisi\u00f3n permisible por la legislaci\u00f3n de 1750 mg\/L. En cuanto al nitr\u00f3geno total, durante el cotratamiento se produjo una desnitrificaci\u00f3n alcanz\u00e1ndose eliminaciones del nitr\u00f3geno por encima del 60 %, y con valores por debajo del l\u00edmite marcado por la legislaci\u00f3n, lo cual permitir\u00eda el uso de estas aguas para m\u00faltiples fines tras su tratamiento.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El tratamiento de las aguas residuales dom\u00e9sticas producidas en plantas industriales sin alcantarillado suele consistir en un tratamiento biol\u00f3gico aerobio, previa separaci\u00f3n de s\u00f3lidos en suspensi\u00f3n y posterior desinfecci\u00f3n. En cuanto a los residuos industriales l\u00edquidos, no se puede generalizar, ya que el tipo de tratamiento a aplicar depende de muchos factores, entre ellos, calidad y cantidad de contaminantes, uso posterior del agua residual, cauce receptor, etc. Si este \u00faltimo debe ser sometido a un tratamiento biol\u00f3gico, puede analizarse la factibilidad t\u00e9cnica de cotratar ambas aguas residuales, especialmente si significa un ahorro tanto en los costes de inversi\u00f3n como en\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":42,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131677"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/users\/42"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131677"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131677\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":131680,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131677\/revisions\/131680"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131677"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131677"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131677"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}