El tratamiento microbiano de aguas residuales consiste en introducir una gran cantidad de cepas microbianas eficaces, lo que promueve la rápida formación de un ecosistema equilibrado en el propio cuerpo de agua. En este ecosistema, no solo existen descomponedores, productores y consumidores, sino que los contaminantes se tratan y utilizan de manera más eficiente, lo que permite la formación de numerosas cadenas alimentarias y la creación de una red trófica interconectada. Se puede establecer un sistema ecológico estable y bien equilibrado si se mantienen las proporciones adecuadas de cantidad y energía entre los niveles tróficos. Cuando una cierta cantidad de aguas residuales ingresa a este ecosistema, los contaminantes orgánicos presentes no solo se degradan y purifican por acción de bacterias y hongos, sino que los productos finales de su degradación, algunos compuestos inorgánicos, se utilizan como fuentes de carbono, nitrógeno y fósforo, y la energía solar se emplea como fuente de energía inicial. , participan en el proceso metabólico de la red alimentaria, y migran y se transforman gradualmente de un nivel trófico bajo a uno alto, para finalmente convertirse en cultivos acuáticos, peces, camarones, mejillones, gansos, patos y otros productos de vida avanzados, y mediante las continuas medidas de las personas se mantiene el equilibrio ecológico integral del cuerpo de agua, se incrementa la belleza y la naturaleza del paisaje acuático y se logra el propósito de prevenir y controlar la eutrofización del cuerpo de agua.
1. Tratamiento microbiano de aguas residualesElimina principalmente los contaminantes orgánicos (DBO, DQO) en estado coloidal y disuelto en las aguas residuales, y la tasa de eliminación puede alcanzar más del 90%, de modo que los contaminantes orgánicos cumplen con el estándar de descarga.
(1) La DBO (demanda bioquímica de oxígeno), también conocida como "demanda biológica de oxígeno", es un indicador indirecto del contenido de materia orgánica en el agua. Generalmente se refiere a la fracción de materia orgánica fácilmente oxidable presente en 1 L de aguas residuales o de la muestra de agua que se va a analizar. Cuando los microorganismos la oxidan y descomponen, el oxígeno disuelto en el agua se consume en miligramos (mg/L). Las condiciones de medición de la DBO generalmente se establecen a 20 °C durante 5 días y 5 noches, por lo que suele utilizarse el símbolo DBO5.
(2) La DQO (demanda química de oxígeno) es un indicador indirecto y sencillo del contenido de materia orgánica en el agua (su unidad es mg/L). Los oxidantes químicos más comunes son el K₂Cr₂O₇ y el KMnO₄. De ellos, el K₂Cr₂O₇ es el más utilizado, y la DQO medida se representa como «DQO Cr».
2. Tratamiento microbiano Las aguas residuales se pueden dividir en sistemas de tratamiento aeróbico y sistemas de tratamiento anaeróbico según el estado del oxígeno en el proceso de tratamiento.
1. Sistema de tratamiento aeróbico
En condiciones aeróbicas, los microorganismos adsorben la materia orgánica del ambiente, la oxidan y la descomponen en materia inorgánica, purifican las aguas residuales y, simultáneamente, sintetizan materia celular. Durante el proceso de depuración de aguas residuales, los microorganismos se presentan en forma de lodos activados y constituyen los principales componentes del biofilm.
Este método es un tratamiento biológico que utiliza biopelículas como principal agente de purificación. La biopelícula es una membrana mucosa adherida a la superficie del soporte y formada principalmente por micelas bacterianas. Su función es similar a la de los lodos activados en el proceso de lodos activados, y su composición microbiana también es parecida. El principio fundamental de la depuración de aguas residuales es la adsorción y descomposición oxidativa de la materia orgánica presente en las aguas residuales por la biopelícula adherida a la superficie del soporte. Según el método de contacto entre el soporte y el agua, el método de biopelícula incluye el método de plataforma giratoria biológica y el método de filtro biológico de torre.
3. Sistema de tratamiento anaeróbico
En condiciones anóxicas, el método que utiliza bacterias anaerobias (incluidas las anaerobias facultativas) para descomponer contaminantes orgánicos en aguas residuales se denomina digestión anaerobia o fermentación anaerobia. Dado que el producto de la fermentación genera metano, también se conoce como fermentación metánica. Este método no solo elimina la contaminación ambiental, sino que también genera bioenergía, por lo que despierta gran interés. La fermentación anaerobia de aguas residuales constituye un ecosistema sumamente complejo, que involucra diversos grupos bacterianos que interactúan entre sí, cada uno con diferentes requerimientos de sustratos y condiciones. La fermentación metánica comprende tres etapas: licuefacción, producción de hidrógeno y ácido acético, y producción de metano.
El tratamiento de aguas residuales se puede dividir en tratamiento primario, secundario y terciario según el grado de tratamiento.
Tratamiento primario: Elimina principalmente los contaminantes sólidos en suspensión de las aguas residuales, y la mayoría de los métodos de tratamiento físico solo cumplen con los requisitos del tratamiento primario. Tras este tratamiento, la DBO se reduce generalmente en un 30%, lo cual no cumple con la normativa de vertido. El tratamiento primario se considera una etapa previa al tratamiento secundario.
El proceso de tratamiento primario consiste en lo siguiente: las aguas residuales crudas, tras pasar por la rejilla gruesa, son elevadas por la bomba de elevación, pasan nuevamente por la rejilla o tamiz y entran en la cámara de desarenado. Allí, las aguas residuales, separadas por la arena y el agua, ingresan al tanque de sedimentación primaria. Este es el tratamiento primario (o tratamiento físico). La función de la cámara de desarenado es eliminar las partículas inorgánicas de alta densidad. Los tipos más comunes de cámaras de desarenado son las de advección, las aireadas, las Dole y las de campana.
Tratamiento secundario: Elimina principalmente los contaminantes orgánicos coloidales y disueltos (DBO, DQO) en las aguas residuales, y la tasa de eliminación puede alcanzar más del 90%, de modo que los contaminantes orgánicos cumplan con el estándar de descarga.
El proceso de tratamiento secundario es el siguiente: el agua que sale del tanque de sedimentación primario ingresa al equipo de tratamiento biológico, que incluye el método de lodos activados y el método de biopelícula (el reactor del método de lodos activados incluye tanque de aireación, zanja de oxidación, etc. El método de biopelícula incluye tanque de filtro biológico, plataforma giratoria biológica, método de oxidación por contacto biológico y lecho fluidizado biológico), el agua que sale del equipo de tratamiento biológico ingresa al tanque de sedimentación secundario, y el efluente del tanque de sedimentación secundario se descarga después de la desinfección o ingresa al tratamiento terciario.
Tratamiento terciario: se ocupa principalmente de la materia orgánica refractaria y la materia inorgánica soluble, como el nitrógeno y el fósforo, que pueden provocar
a la eutrofización de cuerpos de agua. Los métodos utilizados incluyen la desnitrificación biológica y la eliminación de fósforo, la sedimentación por coagulación, el método de tasa de arena, el método de adsorción con carbón activado, el método de intercambio iónico y el método de análisis por electroósmosis.
El proceso de tratamiento terciario es el siguiente: parte del lodo del tanque de sedimentación secundario se devuelve al tanque de sedimentación primario o al equipo de tratamiento biológico, y parte del lodo ingresa al tanque de espesamiento y posteriormente al tanque de digestión. Tras el proceso de deshidratación y secado, el lodo se utiliza finalmente.
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Fecha de publicación: 11 de junio de 2022