Preguntas y respuestas sobre los aspectos esenciales de la tecnología de tratamiento avanzado de aguas residuales (I)

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Pregunta: En el proceso CAST, el líquido resultante de la deshidratación de los lodos se vierte directamente en la sala de bombeo de agua de entrada. Esto provoca que los niveles de COD y SS en el agua de entrada sean elevados, lo cual afecta negativamente la reacción de denitrificación que ocurre en las piscinas de tratamiento. Dado que en las piscinas previas ya se ha degradado parte de las fuentes de carbono, ¿cómo se puede solucionar este problema?
Respuesta: Este es un problema que actualmente se pasa por alto en las plantas de tratamiento de aguas residuales: el efecto que tiene el líquido resultante de la deshidratación de los lodos al ser devuelto a las piscinas de tratamiento biológico. Dado que antes del deshidratación de los lodos se deben añadir agentes modificadores, como PAC y PAM, algunos de estos agentes son tóxicos. Durante el proceso de deshidratación, estos agentes pueden regresar al tanque de reacción biológica junto con el filtrado. Técnicamente no hay problema en tratar estos filtrados; el problema radica en los costos. Si se utilizan los agentes adecuados para modificar las propiedades del lodo, y si se controla bien la cantidad de esos agentes que se añaden, así como la cantidad de lodo que entra en la máquina de deshidratación, entonces no habrá grandes efectos negativos en el proceso de tratamiento biológico anterior. Una vez más, cabe destacar que la eficacia en la deshidratación de los lodos depende de la gestión integral del proceso de tratamiento de los mismos, incluida la gestión de las piscinas de concentración de lodos. 2. Pregunta: ¿Cómo se determina el “tiempo de residencia del lodo”? ¿Cómo se controla? ¿Se determina a partir de la cantidad de lodo que se elimina, o se utiliza algún otro parámetro para determinar esa cantidad? Respuesta: El tiempo de residencia del lodo, el F/M, etc., no son tanto parámetros de control operativo, sino más bien parámetros relacionados con el diseño del proceso. En el control del proceso, sirven únicamente como parámetros de referencia. En la práctica, la cantidad de lodo que se elimina suele controlarse en función del valor MLSS, además de mediante criterios basados en la experiencia. Cuando el SVI es relativamente estable, también se puede utilizar el SV30 como referencia. 3. Pregunta: Nuestra fábrica utiliza el proceso de estanque de oxidación Carrousel. A veces, la concentración de nitrógeno amónico en el agua que sale del dispositivo es incluso mayor que la del agua de entrada. La concentración de TP en el agua de entrada es de unos 2,5 mg/L, mientras que en el agua que sale es de solo unos 0,2 mg/L. Los tres aeradores funcionan a plena capacidad. No se logra determinar la causa. ¿Qué está pasando? Respuesta: Solo se puede realizar un análisis preliminar basado en la información que usted proporciona. Es posible que haya una gran cantidad de compuestos orgánicos nitrogenados en las aguas residuales; además, el tiempo de reacción podría ser insuficiente. La tasa de amonificación del nitrógeno orgánico es mayor que la tasa de nitrificación del nitrógeno amónico. También es posible que falte fósforo, lo cual afecta la eficacia con la que se elimina el nitrógeno amónico a través de procesos de asimilación. 4. Pregunta: Durante el funcionamiento del sistema, se acumula una capa gruesa de lodo en la superficie del canal de oxidación. Las partículas de lodo, cuyo tamaño es de aproximadamente 1 mm, tienen un color amarillento. Esto provoca que una gran cantidad de lodo flote hacia el tanque de sedimentación; además, el lodo vuelve a ser blanco y las floculaciones salen junto con el agua tratada. Como resultado, el valor SV30 disminuye rápidamente, lo que hace que la eficacia del tratamiento disminuya. La capa de lodo acumulado se reduce o incluso desaparece. Una y otra vez. ¿Cuáles son las causas y las medidas de control? Respuesta: Esto indica que los lodos han perdido su actividad, lo que provoca un aumento en el ESS. Hay dos posibilidades: una es la oxidación del lodo en sí mismo; la otra es la intoxicación por el lodo. Según el fenómeno que describes, es más probable que sea lo primero. Se puede determinar la tasa de consumo de oxígeno, es decir, la relación entre la tasa de consumo de oxígeno endógeno y la tasa de consumo de oxígeno por parte del sustrato, para así tomar medidas adecuadas. 5. Pregunta: ¿Cómo se controla la sección A del método AB? ¿Se realiza un reflujo continuo a la sección A desde el tanque de sedimentación, con un caudal igual? ¿Qué valor debería tener el SV30? ¿Es 5%-10%? Respuesta: La relación de reflujo en la sección A debería ser algo mayor, pero no se debe permitir que el tiempo de permanencia de los lodos en el tanque de sedimentación sea demasiado corto. Aunque la función principal de la sección A es la adsorción, también existe una cierta actividad de degradación biológica. La degradación biológica ocurre principalmente en el tanque de sedimentación; solo al degradar los compuestos orgánicos adheridos a la superficie de los lodos se puede recuperar su capacidad de adsorción. Se debe utilizar MLSS para el control; también se puede emplear SV30 cuando el rendimiento de sedimentación del lodo es estable. La decisión debe tomarse según las condiciones reales. Un porcentaje de sedimentación del 5%-10% es demasiado bajo. 6. Pregunta: Si una planta de tratamiento de aguas residuales no funciona de manera óptima después de un año o dos, ¿sería necesario considerar la posibilidad de reemplazar las bacterias utilizadas en su funcionamiento? ¿En qué se diferencia este proceso del inicio del funcionamiento de la planta? Respuesta: No es necesario reemplazarlas. Si las condiciones de operación permanecen igual, no habrá diferencia al reemplazarlas. Incluso si se introducen cepas bacterianas adecuadas, eso solo servirá para mantener el buen funcionamiento por un tiempo limitado. Lo importante es controlar bien las condiciones de operación. Si hay problemas en el diseño de la planta, es necesario corregirlos de inmediato. 7. Pregunta: Estoy realizando pruebas con aguas residuales industriales. El proceso consiste en hidrólisis + anaerobio + tanque aeróbico 1 + tanque aeróbico 2 + sedimentación. Debido a problemas de instalación, la distribución del aire en las celdas de aireación no es uniforme (se utilizan cabezales de aireación circulares). En cada uno de los dispositivos de aireación hay algo similar a una fuente de agua que se mueve arriba y abajo (con un diámetro de unos 1 metros). Esta distribución irregular del aireación, ¿qué impacto tiene en la eficacia del tratamiento? También se observó que hay poca capa biológica en los materiales utilizados para la aireación. Bajo microscopio se detectaron grandes organismos, pero no se encontraron otros tipos de organismos. La superficie de la capa biológica en los materiales de aireación es de color amarillo claro. En cambio, la capa biológica fuera de la zona de aireación tiene un espesor de 3 cm. ¿Podría explicarme esto? Respuesta: Lo que usted describe no puede considerarse como una distribución irregular del aire; se trata de un fenómeno normal. También dijiste que no hay mucha biopelícula. ¿Cuánta hay exactamente? Sería bueno si la biopelícula cubriera casi por completo el material de relleno. En cuanto a la biopelícula que se encuentra fuera de la zona de aireación, si su espesor llega a los 3 cm, eso significa que hay una acumulación excesiva de biopelícula; es necesario tomar medidas al respecto, como utilizar un flujo de aire intenso para eliminarla o recurrir a métodos de desprendimiento anaeróbico de la biopelícula. 8. Pregunta: Tengo algunas preguntas relacionadas con el tanque de oxidación por contacto. (1) Cuando se vacía el tanque de oxidación por contacto, ¿cuánto tiempo puede sobrevivir el lodo en los materiales de relleno? (2) ¿Es necesario añadir nutrientes cuando disminuye la capacidad de tratamiento del tanque de oxidación por contacto? (3) En cuanto a las burbujas, ¿crees que es efectivo utilizar queroseno para eliminarlas? Si lo es, ¿cuánto se debe añadir? Respuestas: Las respuestas a estas tres preguntas son las siguientes: (1) Al vaciar el tanque de oxidación por contacto, no se trata de cuánto tiempo puede sobrevivir el lodo en los materiales de relleno, sino de evitar que estos materiales se sequen y se compacten. Una vez compactados, resulta difícil que vuelvan a expandirse si se sumergen nuevamente en agua. Es necesario evitar que esto ocurra. (2) La disminución en la capacidad de tratamiento del tanque de oxidación por contacto debe considerarse desde varios ángulos. Uno de ellos es el control del espesor de la biopelícula; si esta es demasiado gruesa, afectará negativamente la capacidad de tratamiento. También es importante no vaciar el tanque rápidamente, ya que de lo contrario, los materiales de relleno cubiertos de biopelícula podrían colapsar o deformarse. (3) Es más efectivo utilizar agua para eliminar las burbujas químicas (no se puede usar agua directamente). No estoy de acuerdo con el uso de queroseno u otros métodos para eliminar las burbujas. 9. Pregunta: A continuación se presentan los valores promedio de las condiciones del agua de entrada, del agua de salida y de los tanques biológicos durante la última semana:
**Agua de entrada**: BOD: 253; COD: 810; pH: 7.9; SS: 286; Colorimetría: 32 veces; Nitrógeno amónico: 28; Nitrógeno total: 64; Fósforo total: 6.0.
**Agua de salida**: BOD: 4.8; COD: 74; pH: 8.1; SS: 12; Colorimetría: 8 veces; Nitrógeno amónico: 7.6; Nitrógeno total: 22.8; Fósforo total: 1.02.
**Tanques biológicos**: MLSS: 4200; MLVSS: 2340; SV%: 47.2; Índice de lodo: 118.9. El tiempo de residencia del lodo es de 35 días. Se utiliza un proceso de tratamiento basado en el método de lodo activo mejorado. Actualmente, la cantidad de agua de entrada es de aproximadamente 25.000 toneladas al día (el diseño original era de 50.000 toneladas). Más del 80% de este agua proviene de aguas residuales industriales; además, hay una pequeña cantidad de lixiviados de residuos de alta concentración. El proceso de tratamiento consiste en una cámara de aireación y sedimentación, una cámara de biotratamiento posterior y una segunda cámara de sedimentación; no se dispone de cámara de contacto ni de cámara de hidrólisis. El tanque bioquímico cuenta con aireación mediante sopladores; se utiliza un sistema de aireación por discos sumergidos en agua profunda. Cuando el agua fluye continuamente, el nivel de oxígeno disuelto no alcanza los 1 mg/L. Una vez que cesa el flujo de agua, el nivel de oxígeno disuelto aumenta gradualmente hasta llegar a unos 4-5 mg/L. El exceso severo de agua que ingresa, junto con las deficiencias en las estructuras relacionadas, ha causado que la carga en los tanques biológicos sea muy alta. Además, el tanque de concentración de lodos es muy pequeño (180 metros cúbicos); por lo tanto, una parte considerable del lodo residual vuelve a ser enviado al cuarto de bombeo de agua. Los problemas que se presentan actualmente son: (1) En los tanques de sedimentación secundaria, a menudo se encuentran partículas de lodo activo en el agua de entrada. ¿Se debe a que el tiempo de sedimentación es insuficiente o a que es difícil que el lodo se asiente? (2) En los tres tanques de sedimentación secundaria se han encontrado colectivos de dípteros acuáticos. Parece que su presencia indica que la calidad del agua es buena. ¿Será que la alta concentración de lodo provoca su proliferación? (3) A veces, en los tanques de sedimentación secundaria se observa una capa fina de lodo flotante. ¿Se debe a que la capacidad de sedimentación del lodo es deficiente, a una ventilación insuficiente en las celdas biológicas, o a que no hay un retorno adecuado del lodo? (4) En las placas triangulares de los tanques de sedimentación secundaria, es fácil que crezcan musgo o algas. ¿Existen métodos para combatir esto? (5) Creo que el lodo está bastante envejecido. Sería necesario reducir el valor de MLSS a entre 3000 y 3500, o incluso menos. También sería conveniente aumentar la cantidad de lodo residual que se elimina, reduciendo así el tiempo de permanencia del lodo en el sistema. ¿Esto afectaría negativamente la resistencia del sistema biológico a los cambios? ¿Mejoraría la calidad del agua salida? Respuesta: El lodo sí está algo envejecido, pero no tanto. El tiempo de permanencia del lodo ya ha alcanzado los 35 días. Según esto, la carga de lodo es inferior a 0.03. Es suficiente controlar los 2/3 de la concentración actual de lodos; se debe reducir gradualmente dicha concentración. Los dafnios no afectan al agua residual, por lo que al tomar muestras para el análisis no se deben incluir dafnios en ellas. También es necesario controlar la capa de lodo en los tanques de sedimentación; el musgo y las algas que se forman en las rejillas triangulares de los tanques de sedimentación secundarios solo pueden eliminarse manualmente. 10. Pregunta: Utilizamos un sistema de tratamiento biológico en dos etapas para las aguas residuales provenientes de la industria petroquímica. En la primera etapa se utiliza un tanque de aireación de mezcla completa y circular; en la segunda etapa, se emplea un tanque de aireación de tipo forced draft. En la primera etapa, el valor de DO es de 0,2 mg/L, mientras que en la segunda etapa es de 5,0 mg/L. Durante este período, el pH del agua de entrada en la etapa de tratamiento biológico primario es de 8.0, mientras que en la salida es de 6.5. En la etapa de tratamiento biológico secundario, el pH es de 5.78, lo cual está por encima del rango establecido de 6-9. ¿Qué está pasando? Respuesta: Es normal que el DO en la etapa primaria sea bajo, debido a una alta carga de lodo. La disminución del pH en la etapa primaria podría deberse a la acidificación causada por esa alta carga. La disminución del pH en la salida de la etapa secundaria podría ser consecuencia del consumo de alcalinidad durante la reacción de nitrificación. Como lo has explicado de forma demasiado simple, yo también solo puedo hacer un análisis y deducciones sencillas Continúa..