La DQO es un parámetro técnico utilizado en el tratamiento de aguas residuales industriales, especialmente en procesos biológicos. Describe la cantidad de compuestos orgánicos, medidos como DQO (demanda química de oxígeno), que pueden degradarse por unidad de volumen de un reactor biológico en un periodo de tiempo definido. La carga de DQO suele indicarse en kg DQO/m³-d (kilogramo DQO por metro cúbico de volumen de reactor y día).
Este parámetro es especialmente importante para el diseño y dimensionamiento de las plantas de tratamiento biológico de aguas residuales, ya que describe la carga orgánica de un sistema en relación con su volumen. Un control cuidadoso de la carga volumétrica de la DQO es crucial para garantizar un tratamiento biológico óptimo de las aguas residuales, ya que influye significativamente en la degradación de las sustancias orgánicas por los microorganismos.
Índice
Antecedentes técnicos
En los procesos biológicos de tratamiento de aguas residuales, como el proceso de fangos activados o procesos anaerobios para la producción de biogáslas sustancias orgánicas de las aguas residuales son descompuestas por microorganismos. Estos microorganismos necesitan oxígeno para oxidar los compuestos orgánicos y convertirlos en biomasa, dióxido de carbono y agua. La velocidad de este proceso depende de varios factores, como la cantidad de materia orgánica (DQO), la concentración de microorganismos (concentración de lodos) y el volumen disponible del reactor.
La carga de DQO indica cuánta materia orgánica puede degradarse por metro cúbico de volumen de reactor al día. Es, por tanto, una medida de la intensidad del proceso de degradación biológica. Un sistema biológico bien diseñado consigue un equilibrio entre la carga orgánica aportada y la capacidad del sistema para degradar dicha carga.
Importancia de la carga de la sala DQO en la práctica
La carga espacial de DQO es un parámetro de diseño crítico en el diseño de plantas biológicas de tratamiento de aguas residuales, ya que influye directamente en la eficiencia y el dimensionamiento de la planta:
Actividad biológica óptima:
- Una carga excesiva de DQO puede provocar una sobrecarga del sistema biológico, ya que los microorganismos no son capaces de descomponer completamente las sustancias orgánicas. Esto provoca un aumento de la DQO en el efluente y un tratamiento ineficaz de las aguas residuales.
- Por otra parte, una carga de la sala de DQO demasiado baja conduce a una infrautilización de la planta, lo que aumenta innecesariamente los costes de funcionamiento y provoca un uso ineficaz de las capacidades biológicas.
Producción de lodos:
- La carga espacial de la DQO también influye en la cantidad de lodo en exceso que se produce. A mayor carga espacial, se forma más biomasa (lodos), lo que aumenta las necesidades de tratamiento de lodos.
Demanda de oxígeno:
- Como los microorganismos necesitan oxígeno para oxidar las sustancias orgánicas, la carga de la sala de DQO también influye en las necesidades de oxígeno del sistema. Una carga mayor requiere una aireación más intensiva para mantener el proceso biológico.
Aplicación de la carga de la sala COD
El cálculo de la carga espacial de la DQO se utiliza para dimensionar el volumen del tanque de un reactor, el retorno de fangos, los sistemas de aireación y otros componentes críticos en el tratamiento biológico de aguas residuales. Los ámbitos típicos de aplicación son
1. proceso de fangos activados:
En este caso, la carga de la sala de DQO se utiliza para dimensionar los tanques de aireación y determinar la concentración óptima de lodos.
Foto: Tanque de aireación clásico de nuestra ALMA BHU Bio
2. tratamiento anaeróbico de aguas residuales
Los reactores anaerobios se utilizan a menudo en las industrias alimentaria y de bebidas, las centrales lecheras, las fábricas de papel y las plantas de biogás para descomponer las sustancias orgánicas de las aguas residuales y, al mismo tiempo, generar energía en forma de biogás. Los reactores típicos para procesos anaerobios son
Reactores UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket):
El reactor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) es una tecnología de reactor anaerobio caracterizada por el tratamiento eficaz de las aguas residuales y la producción de biogás. Las aguas residuales fluyen en un principio de contracorriente desde el fondo hasta la parte superior del reactor, donde se encuentran con una capa de lodos formada por microorganismos anaerobios granulados. Estos microorganismos descomponen las sustancias orgánicas de las aguas residuales en condiciones anaeróbicas y producen biogás, que consiste principalmente en metano y dióxido de carbono.
Especificaciones técnicas:
- Dirección del flujo: De abajo a arriba (flujo ascendente)
- Tiempo de permanencia hidráulica: Normalmente entre 6 y 12 horas
- Tasa de carga orgánica: Hasta 10 kg DQO/m³-d
- Gama de temperaturas: puede funcionar tanto en zonas mesófilas (30-40°C) como termófilas (50-60°C)
- Producción de gas: de 0,25 a 0,35 m³ de biogás por kg de DQO degradada
Foto: Representación esquemática de nuestro reactor ALMA BIO UASB
Reactores EGSB (lecho de lodo granular expandido):
El reactor EGSB (lecho de lodo granulado expandido) es una evolución del reactor UASB y se caracteriza por un mayor caudal y una mejor mezcla. En el reactor EGSB, las aguas residuales se canalizan a través de la capa de lodos granulados a mayor velocidad, lo que reduce el tiempo de retención hidráulica y aumenta la carga orgánica. Esta mejora de la circulación del fluido y de la expansión del lecho de fangos hace que el reactor sea más eficaz, especialmente en el caso de aguas residuales con una carga orgánica muy elevada.
Especificaciones técnicas:
- Dirección del flujo: De abajo arriba, similar al reactor UASB, pero con una velocidad de flujo mayor.
- Tiempo de retención hidráulica: Normalmente entre 1 y 6 horas, dependiendo de la composición del agua residual.
- Tasa de carga orgánica: Hasta 30 kg DQO/m³-d
- Altura del reactor: los reactores EGSB suelen ser más altos que los UASB, lo que permite separar mejor los lodos y las aguas residuales.
- Producción de gas: Similar al reactor UASB, con una producción de gas de alrededor de 0,3 a 0,35 m³ de biogás por kg de DQO degradada.
Foto: Representación esquemática de nuestro reactor ALMA BHU BIO EGSB
Reactores de mezcla de gases:
- En nuestro ALMA BHU GMR (reactor de mezcla de gases), las aguas residuales se tratan eficazmente en condiciones anaeróbicas, por lo que el reactor se desarrolló especialmente para aguas residuales con altas concentraciones de calcio. La avanzada tecnología de mezcla de gases del GMR de ALMA BHU garantiza una mezcla óptima de los gases de reacción en las aguas residuales, lo que mejora en gran medida la degradación biológica y la precipitación del calcio.El reactor ofrece una solución especialmente eficaz para las aguas residuales difíciles de tratar por su alto contenido en calcio. No sólo reduce la carga orgánica de las aguas residuales, sino que también permite la precipitación selectiva de calcio, lo que evita la formación de depósitos en los sistemas aguas abajo. Esto garantiza un funcionamiento estable y reduce significativamente los costes de mantenimiento. El ALMA BHU GMR es, por tanto, ideal para aplicaciones industriales en las que las altas concentraciones de calcio en las aguas residuales constituyen un reto clave.
Foto: Fotos de nuestro reactor anaeróbico de mezcla de gases ALMA BHU GMR
Conclusión
La DQO es un parámetro decisivo en el tratamiento biológico de aguas residuales que describe la cantidad de compuestos orgánicos que pueden degradarse por unidad de volumen de un reactor. Tiene una influencia significativa en la eficiencia, el dimensionamiento y los costes de funcionamiento de una planta de tratamiento de aguas residuales. Con las soluciones personalizadas de ALMAWATECH, las empresas pueden tratar sus aguas residuales de forma eficaz y controlar de forma óptima la carga de DQO para cumplir los requisitos legales y los objetivos operativos.
