Diseño de Sistemas De Biopelícula para tratamiento aguas residuales

GENERALIDADES

Los procesos biológicos para tratamiento de aguas
residuales denominados de Biopelícula, utilizan un medio
plástico para el desarrollo de microorganismos. En este
tipo de procesos el medio plástico entra en contacto con
el agua residual y crecen microorganismos adheridos a la
superficie, formando una capa de microorganismos que constituye
una película biológica. Estos microorganismos se
alimentan de la materia orgánica disuelta en el agua
residual.

Los sistemas aerobios de Biopelícula más
conocidos son: Biofiltros, Biodiscos, Biofiltros Aereados
Sumergidos (BAS) y Película Fija Sumergida (PFS). Existen
otras variantes.

El sistema de Biofiltro, es una torre empacada con medio
plástico situado sobre un dren elevado, por lo que todo el
medio plástico se encuentra totalmente ventilado. El agua
residual se descarga sobre el Biofiltro, por medio de aspersores
que rocían la superficie superior del lecho empacado.
Todas las gotas escurren por gravedad sobre el medio
plástico y caen libremente después por el dren
mencionado.

El sistema de Biodiscos, está integrado por un
conjunto de discos de plástico que se sostienen por medio
de una flecha de acero que va en el centro de dichos discos. La
parte inferior de los discos está sumergida en un tanque
por el que fluye agua residual y la parte superior se encuentra
en contacto con el aire de la atmósfera. Al girar los
discos se logra que todas las partes de los discos estén
continuamente en contacto con el agua y con el aire. Los
microorganismos que crecen adheridos a la superficie de los
discos tienen oportunidad de alimentarse con la materia
orgánica disuelta en el agua residual (cuando están
abajo) y de tomar el oxígeno del aire para respirar
(cuando están arriba).

El sistema de Biofiltro Aereado Sumergido ( BAS), como
su nombre lo indica es un Biofiltro que se encuentra sumergido en
un tanque por el que fluye agua residual, por lo que todo el
medio plástico se encuentra totalmente dentro del agua y
se inyecta aire al tanque para que se desarrolle el proceso
aerobio. El aire que se suministra por el fondo del tanque, abajo
del medio plástico, asciende entre las separaciones del
medio plástico y entra en contacto con los microorganismos
que forman la película biológica. El aire
proporciona el oxígeno requerido para la
respiración endógena de los microorganismos y para
la oxidación de la materia orgánica que toman como
alimento.

El sistema de Película Fija Sumergida (PFS), es
similar al BAS; la diferencia fundamental es que existe mayor
contacto de la superficie plástica con el agua residual y
el aire inyectado. El medio plástico se encuentra
totalmente sumergido en un tanque por el que fluye agua residual
y está sometido a una aereación intensa, que evita
existan superficies "ociosas", es decir no existen zonas con
bajas tasas de crecimiento de Biopelícula. Las burbujas de
aire difundido provocan un movimiento de convección
forzada, que favorece el número de choques entre el
sustrato(alimento), la película biológica
(microorganismos) y el oxígeno contenido en el aire. En
otras palabras, el mezclado y suministro de oxígeno son
más intensos a los que existe en el sistema
BAS.

En todos los procesos de Biopelícula, los
microorganismos producidos por la oxidación de la materia
orgánica se van adhiriendo inicialmente a las paredes del
medio plástico y posteriormente se forman varias capas
biológicas sobrepuestas. Esto ocasiona que los
microorganismos de la última capa (la exterior) tengan
mayor contacto con el alimento y con el oxígeno del aire;
en cambio, la capa adherida a la superficie plástica (la
interior) cada vez tiene menos contacto con el sustrato y el
oxígeno, por lo que en esta zona se dificulta la
alimentación y respiración; hasta que muere y se
desprende del plástico.

En el caso del Biofiltro, el agua que escurre por
gravedad arrastra la biopelícula parcialmente muerta. En
el caso del Biodisco, la fuerza de fricción que se produce
al girar los discos dentro del agua hace más eficiente el
desprendimiento de la Biopelícula parcialmente muerta. En
el caso de BAS y PFS, el aire al ascender por el medio
plástico, favorece el desprendimiento y arrastre de la
biopelícula parcialmente muerta. A mayor turbulencia mayor
fuerza de arrastre.

En todos los casos, en la superficie plástica que
queda libre al desprenderse la película envejecida, se
inicia el crecimiento de una nueva película. Es un proceso
dinámico repetitivo.

El efluente de los sistemas de Biopelícula, que
contiene flóculos de biopelícula parcialmente
muerta, se conduce a un tanque de sedimentación, en donde,
por la fuerza de gravedad, los flóculos caen al fondo, y
el agua clarificada se obtiene por la parte superior.