La edad de los lodos, también conocida como tiempo de residencia de los lodos (SVZ) o tiempo medio de residencia celular (MCRT), describe el tiempo medio de residencia de la biomasa biológica (microorganismos) en un tanque de aireación. Indica cuánto tiempo permanecen los microorganismos en el sistema de lodos activados antes de ser vertidos como exceso de lodo. La edad de los fangos es un parámetro de control clave en el tratamiento biológico de aguas residuales, en particular en el proceso de fangos activosya que influye mucho en los procesos microbianos, la composición de la biomasa y la eficacia de la degradación.
Índice
Importancia de la edad de los lodos en la práctica
Control de procesos en el tratamiento biológico de aguas residuales:
- La edad de los lodos determina la composición de la población de microorganismos en el tanque de aireación.
- Una edad baja de los lodos favorece el crecimiento de microorganismos de crecimiento rápido y fácilmente degradables.
- Una edad elevada de los fangos favorece la degradación de compuestos orgánicos difíciles de descomponer y la nitrificación por bacterias de crecimiento lento como Nitrosomonas y Nitrobacter.
Optimización del rendimiento de la limpieza:
- La eficacia de la degradación orgánica y de la eliminación de nitrógeno depende directamente de la edad de los lodos.
- Una edad de los lodos bien controlada garantiza un control estable del proceso y el cumplimiento de los límites legales.
Producción de lodos:
- La edad de los lodos influye en la cantidad de lodo en exceso que se acumula en la planta.
- Una mayor edad de los lodos conlleva una menor producción de lodos en exceso, ya que se descompone internamente más biomasa.
Cálculo de la edad de los lodos
La edad del lodo se calcula como la relación entre la biomasa presente en el sistema y la biomasa eliminada diariamente. Indica cuántos días permanece una partícula de biomasa en el sistema de lodos activados.
Edad de los lodos = masa de biomasa en el tanque de aireación (kg MS) / eliminación diaria de lodos (kg MS/d)
- MS: materia seca de la biomasa.
- Unidad: Días.
Influencia de la edad de los lodos en el tratamiento biológico de las aguas residuales
Degradación orgánica (degradación de la DBO)
- Para la degradación de sustancias orgánicas fácilmente degradables (demanda bioquímica de oxígeno, DBO) se suele utilizar una edad de los lodos de entre 2 y 8 días.
- Con baja edad de los lodos:
- Crecimiento rápido de microorganismos heterótrofos.
- Mayor producción de lodos en exceso.
Eliminación de nitrógeno (nitrificación y desnitrificación)
- Las bacterias nitrificantes de crecimiento lento son necesarias para la nitrificación completa, que requiere una edad de los lodos más larga (normalmente de 12 a 20 días).
- Alta edad del barro:
- Fomento de Nitrosomonas (oxidación del amonio) y Nitrobacter (oxidación del nitrito).
- Mejora de la eliminación de nitrógeno en combinación con zonas de desnitrificación.
Eliminación de fósforo
- La eliminación biológica del fósforo requiere la promoción de organismos acumuladores de polifosfatos (PAO), que se desarrollan de forma óptima a una edad moderada de los lodos (aprox. 5-10 días).
Eliminación de sustancias difíciles de descomponer
- Las bacterias y los hongos de crecimiento lento que pueden descomponer compuestos orgánicos complejos o tóxicos requieren una edad de los lodos elevada (> 20 días).
Foto: Tanque de lodos activados de nuestro proceso ALMA BHU BIO
Optimización operativa de la edad de los lodos
La determinación y el control de la edad de los lodos es un aspecto central de la gestión operativa de las plantas de tratamiento biológico de aguas residuales. Para optimizar la edad de los lodos se pueden utilizar diversas medidas:
Vertido excesivo de lodos
- La eliminación del exceso de lodo es el principal mecanismo de control de la edad del lodo.
- Una mayor tasa de eliminación de lodos reduce la edad de los lodos, mientras que una menor tasa de eliminación la aumenta.
Control de lodos de retorno
- Los lodos de retorno contienen una elevada concentración de biomasa activa y, por tanto, influyen en la edad de los lodos.
- Un aumento de la tasa de retorno puede estabilizar la edad de los lodos.
Influencia de la temperatura
- Las temperaturas más altas aceleran el crecimiento de microorganismos y requieren una edad de los lodos más baja.
- A bajas temperaturas (por ejemplo, en invierno), se requiere una mayor edad de los lodos para mantener la actividad biológica.
Fluctuaciones de carga
- Las fluctuaciones de la carga orgánica (DBO, DQO) o de la concentración de nitrógeno requieren un ajuste de la edad de los lodos para garantizar la estabilidad del proceso.
Problemas con la edad incorrecta de los lodos
Una edad de los lodos que no esté ajustada de forma óptima puede provocar problemas considerables durante el funcionamiento:
Edad de los lodos demasiado baja
- Descomposición insuficiente de sustancias orgánicas y escaso rendimiento de limpieza.
- Inhibición de la nitrificación, ya que las bacterias nitrificantes de crecimiento lento no pueden establecerse suficientemente.
- Aumento del exceso de producción de lodos, lo que conlleva mayores costes de eliminación.
Edad de los lodos demasiado elevada
- Reducción de la actividad de la biomasa debido al envejecimiento de los microorganismos.
- Riesgo de proliferación de bacterias filamentosas, lo que provoca malas propiedades de sedimentación de los lodos (bulking sludge).
- Acumulación de sustancias orgánicas poco degradables y sustancias tóxicas.
Edades ejemplares de los lodos en la práctica
Conclusión
La edad de los lodos es una de las variables centrales de control en el tratamiento biológico de las aguas residuales. Influye directamente en el rendimiento de la depuración, la composición de la biomasa y el exceso de producción de lodos. Un ajuste óptimo de la edad de los lodos garantiza un tratamiento eficaz de las aguas residuales y minimiza los costes de explotación y la contaminación ambiental. Por lo tanto, la supervisión y el ajuste continuos de la edad de los lodos son esenciales para garantizar un control estable y eficaz del proceso.
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