En la tecnología del agua y las aguas residuales, el lodo flotante se refiere a la acumulación de partículas orgánicas e inorgánicas ligeras y poco degradables que flotan en la superficie de los clarificadores o reactores debido a su baja densidad. Se debe a un desequilibrio en el proceso de tratamiento y puede mermar considerablemente la eficacia de las depuradoras de aguas residuales y los sistemas de tratamiento de aguas industriales.
Índice
Causas de la formación de lodos flotantes
La formación de lodos flotantes es un fenómeno complejo en el que influyen diversos factores:
Crecimiento excesivo de bacterias filamentosas
- Las bacterias filamentosas (por ejemplo, Nocardia, Microthrix parvicella) forman estructuras filamentosas que conducen a la formación de espumas estables y mantas de lodo flotante.
- Causas del crecimiento de bacterias filamentosas:
- Desequilibrio de nutrientes: Concentraciones elevadas de sustancias orgánicas, nitrógeno o fósforo.
- Deficiencia de oxígeno: las bajas concentraciones de oxígeno disuelto favorecen las condiciones anaeróbicas.
- Temperatura: Las condiciones óptimas de crecimiento para las bacterias filamentosas son 10-25 °C.
Liberación de gases
- Desnitrificación en la clarificación secundaria:
- Formación de burbujas de gas nitrógeno (N2) debida a una desnitrificación incompleta conduce a la flotación de flóculos de lodo.
- Descomposición anaeróbica:
- Formación de metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) por microorganismos anaerobios cuando hay falta de oxígeno.
Sustancias tensioactivas
- Los tensioactivos procedentes de procesos industriales o de aguas residuales domésticas pueden reducir la tensión superficial del agua y favorecer la formación de espuma.
Sustancias hidrófobas
- Grasas, aceites y ceras:
- Sustancias lipofílicas poco degradables que flotan en la superficie del agua.
- Partículas hidrófobas:
- Partículas finas que no sedimentan debido a sus propiedades superficiales.
Efectos de los lodos flotantes
Los lodos flotantes pueden causar considerables problemas operativos y medioambientales:
Deterioro del rendimiento de limpieza
- Propiedades de sedimentación reducidas:
- Los lodos flotantes interrumpen la sedimentación en el decantador secundario, lo que provoca un aumento de la concentración de sólidos en el efluente.
- Sistemas de lodos de retorno:
- Los lodos flotantes pueden volver al tanque de aireación y perjudicar la actividad biológica.
Averías
- Atascos:
- Acumulación de lodos flotantes en rebosaderos, bombas y tuberías.
- Formación de espuma:
- Las piscinas desbordadas pueden provocar desbordamientos y contaminación ambiental.
Contaminación medioambiental
- Aumento del valor de DQO y DBO:
- Las aguas residuales insuficientemente tratadas contaminan las aguas receptoras y las masas de agua.
- Molestias por olores:
- Los procesos de descomposición anaeróbica en los lodos flotantes conducen a la formación de gases de olor intenso como el sulfuro de hidrógeno (H2S).
Diagnóstico y análisis de lodos flotantes
Un tratamiento eficaz requiere una identificación precisa de las causas:
Examen microscópico
- Identificación de bacterias filamentosas:
- Determinación de la especie dominante mediante técnicas de tinción (por ejemplo, tinción de Gram).
- Evaluación de la estructura de los flóculos de lodo:
- Análisis del tamaño, la densidad y la estabilidad de los copos.
Análisis químicos
- Determinación de las concentraciones de nutrientes:
- Medición de compuestos de amonio, nitrato, fosfato y carbono orgánico.
- Contenido en oxígeno:
- Control continuo del oxígeno disuelto en el tanque de aireación y el clarificador secundario.
Parámetros del proceso
- Edad del barro:
- Una edad de los lodos demasiado elevada favorece la proliferación de bacterias filamentosas de crecimiento lento.
- Índice de lodos (IVS):
- Un valor de IVS elevado (>150 mL/g) indica malas propiedades de sedimentación.
Foto: Nuestro tanque de lodos activados ALMA BHU BIO para el tratamiento de aguas residuales contaminadas orgánicamente.
Efectos de los lodos flotantes
Los lodos flotantes pueden tener un impacto negativo significativo en el tratamiento del agua y las aguas residuales:
Mal funcionamiento:
- Obstrucción de bombas, rebosaderos y desagües por lodos flotantes.
- Mayores requisitos de mantenimiento y limpieza.
Reducción de la eficacia de la limpieza:
- Los lodos flotantes pueden afectar a la zona de agua clara de los clarificadores secundarios y aumentar la concentración de sólidos en el efluente.
- Esto aumenta la demanda química de oxígeno (DQO) y la turbidez del agua depurada.
Riesgos higiénicos:
- Los microorganismos patógenos presentes en los lodos flotantes pueden perjudicar la calidad del agua e infringir la normativa medioambiental.
Problemas de olor:
- Sustancias orgánicas y gases como el sulfuro de hidrógeno (H2S\text{H}_2\text{S}) en los lodos flotantes puede provocar olores desagradables.
Tratamiento y prevención de lodos flotantes
Eliminación mecánica
Skimmer:
- Utilización de espumaderas de lodos flotantes o dispositivos especiales que aspiran los lodos de la superficie del agua.
- Unos rascadores mecánicos situados en la superficie de la piscina transportan los lodos flotantes a zonas de eliminación separadas.
Filtro de tamiz:
- Los tamices finos pueden separar los componentes de grasa y aceite antes del tratamiento biológico.
Optimización de procesos
Control de la formación de gas:
- Reducción de la tasa de desnitrificación en el decantador secundario mediante el control de la concentración de lodos de retorno.
- Optimización de la aireación en el reactor aeróbico para limitar la desnitrificación al reactor biológico principal.
Mejora de las propiedades de los flóculos de lodo:
- Garantizar una relación equilibrada de nutrientes (carbono, nitrógeno, fósforo en una proporción de 100:5:1).
- Evitar sustancias tóxicas que puedan interferir en la formación de escamas.
Medidas químicas
Antiespumante:
- Adición de agentes antiespumantes para reducir la espuma superficial y los lodos flotantes.
- Utilización de polímeros orgánicos o emulsiones de silicona.
Precipitante:
- Dosificación de sales de hierro o aluminio para ligar grasas y aceites y mejorar el comportamiento de sedimentación de los lodos.
Pretratamiento de componentes de grasa y aceite
- Separador de grasas:
- Separación de grasas y aceites de las aguas residuales brutas antes del tratamiento biológico.
- Uso en operaciones industriales como la elaboración de alimentos o la restauración.
Clarificación secundaria y gestión de lodos
Control de lodos de retorno:
- Ajuste del volumen de lodos de retorno y del tiempo de retención en el decantador secundario para minimizar la desnitrificación.
Deshidratación de lodos:
- Eliminación y deshidratación periódicas del exceso de lodos para reducir la carga del sistema.
Conclusión
Los lodos flotantes son un problema común en el tratamiento de aguas industriales y municipales y de aguas residuales causado por influencias físicas, químicas y biológicas. Su control y tratamiento eficaces requieren una combinación de medidas preventivas, eliminación mecánica y optimización del proceso. Tecnologías como las trampas de grasa, los sistemas de flotación y los enfoques biológicos innovadores pueden ayudar a minimizar la formación de lodos flotantes y maximizar la eficacia del tratamiento del agua. Para evitar trastornos y problemas medioambientales, es fundamental conocer bien las causas y adoptar las medidas adecuadas.
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