La filtración biológicamente activada (BAF) es un proceso de tratamiento del agua y de las aguas residuales que combina procesos biológicos y físicos para eliminar la materia orgánica, los nutrientes (como el nitrógeno y el fósforo) y otros contaminantes del agua. A diferencia de los sistemas de filtración convencionales, que funcionan de forma puramente física, la filtración biológicamente activada utiliza la capacidad de los microorganismos para descomponer los contaminantes del agua. Estos microorganismos se colonizan en un medio filtrante especial y forman una biopelícula que descompone eficazmente las impurezas del agua.
Índice
Antecedentes técnicos
En una filtración biológicamente activada el agua fluye a través de un medio filtrante consistente en un material poroso en el que crecen y se multiplican microorganismos. Estos microorganismos metabolizan las sustancias orgánicas y los nutrientes del agua y los convierten en productos finales inocuos, como dióxido de carbono (CO₂), nitrógeno gaseoso (N₂) y agua. El filtro no sólo actúa como barrera física, sino que también proporciona una superficie ideal para que los microorganismos la colonicen.
La filtración biológicamente activada se utiliza a menudo en combinación con otros procesos, como la ósmosis inversa o la filtración por membrana, para minimizar la carga residual antes de la filtración fina y reducir el riesgo de bioincrustaciones.
Foto: Sistema de ósmosis inversa BiosS-Treat de ALMA BHU para recuperar agua de proceso de aguas residuales
Principio funcional
La pieza central de un sistema de filtración biológicamente activado es el medio filtrante, que consiste en materiales sintéticos, arena, tierra de diatomeas o perlas de arcilla preparadas. El medio filtrante sirve de medio de crecimiento para los microorganismos, que colonizan la superficie formando una biopelícula. El agua a tratar pasa por el filtro y los microorganismos descomponen los compuestos orgánicos y los nutrientes contenidos en el agua.
Los procesos biológicos centrales incluyen
Degradación del carbono: Las sustancias orgánicas disueltas en el agua son metabolizadas por los microorganismos y convertidas en dióxido de carbono y agua.
Nitrificación y desnitrificación: En dos procesos biológicos sucesivos, el amonio (NH₄⁺) se convierte primero en nitrato (NO₃-) (nitrificación) y luego se reduce a nitrógeno gaseoso (N₂) en condiciones anóxicas (desnitrificación). Esto contribuye a la eliminación eficaz de los compuestos nitrogenados del agua.
Aplicación de la filtración biológicamente activada
La filtración biológicamente activada se utiliza en diversos ámbitos y aplicaciones industriales, especialmente en el tratamiento de aguas residuales y de aguas de proceso. Generalmente se utiliza como pretratamiento de otras tecnologías como sistemas de ósmosis inversapara reducir la carga residual y minimizar el riesgo de obstrucción de la membrana y de bioincrustación.
Ejemplos de aplicación:
Reciclaje y reutilización del agua: En el tratamiento de aguas industriales, la filtración biológicamente activada se utiliza a menudo para producir agua de proceso a partir de aguas residuales. La degradación selectiva de los residuos orgánicos mejora notablemente la calidad del agua antes de devolverla al ciclo de producción para su reutilización o utilizarla como pretratamiento para sistemas de filtración por membrana.
Industria alimentaria y de bebidas: Las aguas residuales típicas, como los condensados de vapor del procesado de alimentos, contienen contaminantes orgánicos residuales que pueden eliminarse eficazmente mediante filtración biológicamente activada. Esto es especialmente importante para el funcionamiento económico de sistemas de ósmosis inversa en el tratamiento de aguas de proceso.
Tratamiento del agua de refrigeración: la filtración biológicamente activada también puede utilizarse en circuitos de agua de refrigeración para eliminar compuestos orgánicos e inorgánicos que aumentan el riesgo de bioincrustaciones o corrosión.
Soluciones ALMAWATECH: ALMA BHU BAF y ALMA BioFil Compact
ALMAWATECH ofrece dos soluciones especializadas de biofiltración que se utilizan para la filtración biológicamente activada:
1. ALMA BHU BAF
La BAF (filtración biológicamente activada) de ALMA BHU es una solución a gran escala para caudales de agua de hasta 1.000 m³/h. Este sistema es especialmente adecuado para aplicaciones industriales con elevados requisitos de tratamiento de agua y se realiza en construcciones de hormigón. Ofrece un pretratamiento biológico eficaz que reduce el riesgo de bioincrustaciones y prolonga la vida útil de la membrana en los procesos de membrana posteriores.
Foto: Biofiltración ALMA BHU BAF, diagrama del proceso
2 ALMA BioFil Compact
El ALMA BioFil Compact es una solución compacta de biofiltración para caudales de aguas residuales de hasta 100 m³/h. Es ideal para sistemas más pequeños y aplicaciones específicas en las que es necesario eliminar residuos orgánicos y compuestos nitrogenados. Este sistema se utiliza a menudo como pretratamiento para sistemas de ósmosis inversa y ayuda a evitar el ensuciamiento de las membranas y a aumentar la eficacia del proceso de reciclado del agua.
Foto: Sistema de biofiltración ALMA BioFil Compact, diseño 3D
Ventajas de la filtración biológica
Eliminación eficaz de sustancias orgánicas e inorgánicas: La combinación de biodegradación y filtración permite eliminar eficazmente del agua los residuos orgánicos y los compuestos nitrogenados. Esto mejora la calidad del agua y permite el funcionamiento económico de sistemas posteriores como ósmosis inversa o la nanofiltración.
Prevención de las bioincrustaciones: al descomponer específicamente las sustancias orgánicas antes de la filtración por membrana, la filtración biológicamente activada reduce el riesgo de bioincrustaciones. Esto prolonga la vida útil de las membranas y reduce los costes de limpieza.
Menores costes de explotación: Como la filtración biológicamente activada se basa en gran medida en procesos biológicos naturales, el uso de productos químicos es significativamente menor que con los procesos de tratamiento puramente químicos. Esto reduce los costes de funcionamiento y minimiza el impacto sobre el medio ambiente.
Combinabilidad con otras tecnologías: El filtración biológicamente activada puede integrarse perfectamente en los procesos de tratamiento de aguas existentes y puede utilizarse como pretratamiento para procesos de membrana o como una etapa de purificación independiente.
Conclusión
El filtración biológicamente activada es un método probado y sostenible para el tratamiento de aguas residuales y de proceso. Mediante el uso selectivo de microorganismos para eliminar sustancias orgánicas y nutrientes, esta tecnología ayuda a mejorar la calidad del agua y a proteger de la bioincrustación los sistemas aguas abajo, como la ósmosis inversa y la nanofiltración.
Con productos como el ALMA BHU BAF y el ALMA BioFil CompactALMAWATECH ofrece soluciones a medida para diversas aplicaciones y caudales de agua. La filtración biológicamente activada permite un tratamiento del agua rentable y respetuoso con el medio ambiente que satisface los crecientes requisitos de reciclaje del agua y tratamiento del agua de proceso.
