La nitrificación es un proceso biológico clave en el ciclo del nitrógeno que desempeña un papel decisivo en el tratamiento de las aguas residuales industriales. En este proceso, el amonio (NH₄⁺ ) es oxidado a nitrato (NO₃- ) por bacterias especiales en dos etapas. Esta oxidación es especialmente importante para eliminar el nitrógeno de las aguas residuales, ya que el amonio puede tener un efecto tóxico en altas concentraciones y contaminar el medio ambiente.
Índice
Antecedentes técnicos y modo de funcionamiento
La nitrificación consta de dos etapas sucesivas que son llevadas a cabo por diferentes grupos de bacterias:
1. oxidación del amonio a nitrito (NO₂-):
- En la primera etapa, las bacterias oxidantes del amonio (AOB) convierten el amonio (NH₄⁺) en nitrito (NO₂-). Un ejemplo de este tipo de bacterias es Nitrosomonas.
- Ecuación de reacción:
2. oxidación del nitrito a nitrato (NO₃-):
- En la segunda etapa, las bacterias oxidantes del nitrito (NOB), como Nitrobacter, oxidan el nitrito a nitrato.
- Ecuación de reacción:
Ámbitos de aplicación
La nitrificación es un paso importante en el tratamiento de aguas residuales industriales y municipales para descomponer los compuestos de nitrógeno y cumplir los requisitos legales de vertido de aguas residuales en masas de agua. Las áreas típicas de aplicación son
- Plantas municipales de tratamiento de aguas residuales: la nitrificación se utiliza a menudo junto con la desnitrificación para minimizar el contenido de nitrógeno en las aguas residuales.
- Aguas residuales industriales: Especialmente en la industria alimentaria y de bebidas, la industria química y la industria farmacéutica, la nitrificación es un proceso crucial para reducir la carga de nitrógeno en las aguas residuales.
Foto: Tanque de desnitrificación y nitrificación de aguas residuales industriales de la industria alimentaria en Chile, planta ALMA BHU BIO
Condiciones de funcionamiento
Para que la nitrificación funcione eficazmente, deben cumplirse determinadas condiciones de funcionamiento:
- Suministro de oxígeno: Como la nitrificación es un proceso aeróbico, debe haber una cantidad suficiente de oxígeno disponible en el reactor. El contenido de oxígeno en el agua debe estar entre 2 - 3 mg/l para garantizar la actividad bacteriana.
- Temperatura: La temperatura óptima para la nitrificación se sitúa entre 15 y 30 °C. Por debajo de 10 °C, el proceso se ralentiza considerablemente.
- Valor del pH: El intervalo ideal de pH se sitúa entre 6,5 y 8,5, ya que la actividad de las bacterias nitrificantes se ve perjudicada fuera de este intervalo.
- Fuentes de carbono: Como la nitrificación consume oxígeno y reduce la alcalinidad, puede ser necesaria una fuente adicional de carbono (como el ácido acético) para estabilizar el valor del pH.
Ventajas de la nitrificación
- Reducción de los compuestos de nitrógeno tóxicos: La conversión de amonio en nitrato reduce los compuestos nitrogenados tóxicos de las aguas residuales, lo que es importante para prevenir la contaminación ambiental.
- Mejora de la calidad del agua: Al reducir el amonio y el nitrito, la nitrificación mejora la calidad del agua depurada que se vierte en ríos, lagos o aguas subterráneas.
- Flexibilidad en el control del proceso: La nitrificación puede combinarse específicamente con la desnitrificación para eliminar completamente el nitrógeno convirtiendo el nitrato en nitrógeno gaseoso, que escapa inofensivamente a la atmósfera.
Soluciones ALMAWATECH para la nitrificación
ALMAWATECH ofrece tecnologías innovadoras para la realización eficiente de la nitrificación en plantas de tratamiento de aguas residuales industriales. Las siguientes soluciones de sistemas en particular están optimizadas para cumplir los requisitos de eliminación de nitrógeno:
ALMA BHU Bio
Nuestra planta de fangos activos activados biológicamente combina la nitrificación y la desnitrificación en un sistema modular diseñado para grandes caudales de aguas residuales. Esta planta puede procesar hasta 500 m³/h de aguas residuales con una elevada carga de nitrógeno. La nitrificación tiene lugar en la etapa aireada, que se regula mediante sistemas de control automático para optimizar el aporte de oxígeno y otros parámetros.
ALMA BioFil Compacto
Este sistema compacto de biofiltración para caudales de aguas residuales más pequeños (hasta 100 m³/h) combina la nitrificación y la desnitrificación en un sistema eficaz. Es ideal como pretratamiento para los sistemas de membrana aguas abajo y reduce los compuestos nitrogenados que podrían provocar incrustaciones en los sistemas de ósmosis inversa.
Foto: Diseño en 3D de nuestro sistema de filtración biológica ALMA BioFil Compact
ALMA BHU BAF
La planta de biofiltración a gran escala en construcciones de hormigón ofrece una nitrificación eficaz para caudales de aguas residuales de hasta 1.000 m³/h. Esta planta utiliza un sistema integrado de zonas aerobias y anóxicas para maximizar la eliminación de nitrógeno. Especialmente adecuada para la industria alimentaria y de bebidas, así como para flujos de aguas residuales municipales.
Foto: Foto de nuestra filtración biológicamente activada, un proceso combinado de limpieza mecánica y biodegradación(ALMA BHU BAF)
Conclusión
La nitrificación es un proceso indispensable para la eliminación del nitrógeno en el tratamiento de las aguas residuales industriales y municipales. Al convertir el amonio en nitrato, contribuye a mejorar la calidad del agua y a reducir la contaminación ambiental. Con las soluciones personalizadas de ALMAWATECH, los procesos de nitrificación pueden integrarse eficazmente en el tratamiento de aguas residuales para cumplir los requisitos legales y reducir los costes de explotación.
