La desnitrificación es un proceso biológico que desempeña un papel importante en el tratamiento de las aguas residuales industriales y municipales. Se refiere a la conversión de nitrato (NO₃-) y nitrito (NO₂- ) en nitrógeno gaseoso(N₂), que escapa a la atmósfera. Este proceso lo llevan a cabo bacterias especiales en condiciones anóxicas (es decir, en ausencia de oxígeno), que utilizan el nitrato como aceptor de electrones para su metabolismo cuando no hay oxígeno disponible.
Índice
Antecedentes técnicos y funcionalidad
El ciclo del nitrógeno en las aguas residuales comprende varias etapas en las que los compuestos nitrogenados se convierten mediante procesos microbiológicos. En el primer paso, la nitrificación, las bacterias nitrificantes oxidan el amonio (NH₄⁺) y lo convierten en nitrato. La desnitrificación sigue a este proceso y reduce el nitrato formado de nuevo a nitrógeno gaseoso, que se libera inofensivamente a la atmósfera.
El proceso de desnitrificación se desarrolla en varias etapas:
- Reducción del nitrato (NO₃-) a nitrito (NO₂-): Este primer paso lo llevan a cabo las bacterias desnitrificantes que utilizan el nitrato como aceptor de electrones.
- Reducción del nitrito a óxido nítrico (NO): En el segundo paso, el nitrito se reduce a óxido nítrico.
- Reducción del monóxido de nitrógeno a óxido nitroso (N₂O): Este paso reduce el monóxido de nitrógeno a óxido nitroso.
- Reducción del monóxido de dinitrógeno a nitrógeno gaseoso (N₂): El paso final de la desnitrificación conduce a la formación de nitrógeno gaseoso, que escapa a la atmósfera.
Ámbitos de aplicación en el tratamiento de aguas residuales industriales
La desnitrificación se utiliza con frecuencia en el tratamiento de aguas residuales de la industria alimentaria y de bebidas, la industria química y farmacéutica y en las depuradoras municipales. Estas aguas residuales suelen contener altas concentraciones de nitrato y nitrito, que deben eliminarse de forma segura mediante procesos de degradación biológica para cumplir los límites legales y evitar daños medioambientales.
Requisitos técnicos
Para que la desnitrificación se produzca de forma eficaz se requieren determinadas condiciones de funcionamiento:
- Condiciones anóxicas: El proceso sólo tiene lugar en ausencia de oxígeno libre, por lo que el contenido de oxígeno en el reactor debe controlarse estrictamente.
- Sustratos orgánicos: Las bacterias desnitrificantes necesitan una fuente de carbono para su metabolismo. En muchos casos, se añade metanol o ácido acético como fuente externa de carbono si las aguas residuales no contienen suficiente materia orgánica.
- Valor del pH y temperatura: Lo ideal es que el valor del pH esté entre 6,5 y 8,5, y la temperatura también influye en la eficacia de la desnitrificación. Lo ideal son temperaturas entre 10 °C y 30 °C.
Foto: Tanque de desnitrificación y nitrificación de aguas residuales industriales de la industria alimentaria en Chile, planta ALMA BHU BIO
Ventajas de la desnitrificación
- Eliminación eficaz del nitrógeno: al reducir el nitrato y el nitrito a nitrógeno gaseoso, el contenido de nitrógeno en las aguas residuales se reduce significativamente, lo que facilita el cumplimiento de los requisitos legales.
- Protección del medio ambiente: la desnitrificación evita la eutrofización de las masas de agua, causada por el aumento de las aportaciones de nitrógeno y que puede provocar la proliferación de algas y la deficiencia de oxígeno en las masas de agua.
- Rentabilidad: Como el proceso se basa en procesos naturales y biológicos, los costes de funcionamiento suelen ser inferiores a los de los procesos químicos.
Soluciones ALMAWATECH para la desnitrificación
ALMAWATECH ofrece soluciones innovadoras para la integración de la desnitrificación en los procesos de tratamiento de aguas residuales industriales y municipales. Nuestras plantas de biofiltración y sistemas anaerobios están especialmente diseñados para eliminar eficazmente el nitrógeno:
ALMA BioFil Compacto
Este sistema compacto de biofiltración es ideal para pequeños caudales de aguas residuales de hasta 100 m³/h. Combina zonas anóxicas y aerobias para aplicar eficazmente la desnitrificación. Este sistema es especialmente adecuado como pretratamiento antes de los sistemas de filtración por membrana, como la ósmosis inversa, para reducir los compuestos nitrogenados y minimizar el riesgo de ensuciamiento de las membranas.
Foto: Diseño en 3D de nuestro sistema de filtración biológica ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
Una planta de biofiltración a gran escala en construcción de hormigón para caudales de agua de hasta 1.000 m³/h. Esta planta permite una desnitrificación de alto grado y puede utilizarse en combinación con otros procesos biológicos para garantizar un tratamiento completo de las aguas residuales.
Foto: Foto de nuestra filtración biológicamente activada, un proceso combinado de limpieza mecánica y biodegradación(ALMA BHU BAF)
ALMA BHU Bio
El sitio ALMA BHU Bio es un sistema de lodos activados especialmente desarrollado para grandes caudales de aguas residuales de hasta 500 m³/h. Combina desnitrificación y nitrificación en un sistema eficiente que puede eliminar hasta el 99 % de la materia orgánica biodegradable (DBO). Una característica especial del sistema es la recirculación en la etapa de desnitrificación y una separación final de lodos con recirculación de lodos para garantizar una eliminación continua y eficaz del nitrógeno.
Conclusión
La desnitrificación es un proceso indispensable en el tratamiento de aguas residuales industriales y municipales que contribuye a la reducción de los compuestos nitrogenados y garantiza así el cumplimiento de la estricta normativa medioambiental. Con las tecnologías adecuadas, como las que ofrece ALMAWATECH, estos procesos pueden aplicarse de forma eficiente y rentable para garantizar un tratamiento limpio y sostenible de las aguas residuales.
