En el curso de mantenimiento edar vemos los principales aspectos de la operación y mantenimiento de una depuradora de aguas residuales. El bulking en aguas residuales es un problema que surge frecuentemente en las EDAR de España

El jefe de planta es el máximo responsable de solucionarlo y para ello contará con la ayuda de su equipo y por los recursos materiales de la EDAR. El equipo de personal que integra una EDAR está formado por un jefe de planta, jefe de laboratorio, jefe de mantenimiento y operadores. El número de personas que forman el equipo es variables y está determinado por el tamaño de la EDAR y su complejidad técnica.

En estaciones depuradoras de aguas residuales de tamaño grande suelen incorporarse al equipo otros perfiles como: responsable de seguridad y salud, responsable de calidad y medio ambiente, y adjunto al jefe de planta.
El conjunto del personal dedicado a la operación de la EDAR tiene como principal objetivo lograr alcanzar una calidad del efluente superior a lo especificado en el contrato de la explotación. Esto no es tarea fácil. Si bien son muchos los problemas que pueden surgir, en este articulo, vamos a tratar algunos de los más habituales

El bulking filamentoso en EDAR

El Bulking es una de las patologías más frecuentes en las depuradoras de aguas residuales, hasta el punto de aparecer en el 50% de las EDARs en España de forma temporal o permanente.
Un fango voluminoso es aquel que posee malas características de sedimentación y de compactibilidad. Los tipos principales de fango voluminoso son: el fango creado por el crecimiento de organismos filamentosos, y el fango originado por el agua ligada al flóculo, donde las células bacterianas que lo componen se inflan por la adición de agua hasta tal punto que reducen su densidad y no sedimentan.

Las causas del bulking en EDAR

Las causas principales causas del bulking en una depuradora de aguas residuales son:

  • las características físicas y químicas del agua residual: fluctuaciones del caudal, pH, temperatura, grado de septicidad, contenido de nutrientes y naturaleza de los componentes
  • las limitaciones del diseño de la EDAR: capacidad de suministro de aire, diseño del clarificador, limitaciones de la capacidad de bombeo del fango de retorno, formación de cortocircuitos y un mal grado de mezclado
  • la mala operación de la planta: escasez de oxígeno disuelto en el tanque de aireación, sobrecarga de materia orgánica de los tanques de aireación y operación del decantador secundario

Soluciones para reducir el bulking en aguas residuales

Algunas de las soluciones recomendadas son:

  • Reducir el pH: un pH ligeramente bajo, de 6 a 6,5, favorece el bulking, mientras que el pH alto, de 8,5 a 9,5, disminuye el riesgo.
  • Adición de floculantes: con esta medida se busca favorecer la sedimentación del fango. Se suele emplear cloruro férrico, sulfato de alúmina o polielectrolitos.
  • Adición de inhibidores: los más aplicados son el cloro, el ozono o el peroxido de hidrogeno. Esta medida es más peligrosa por lo que e deben aplicar previamente las anteriores, y dejarla como último recurso. Tiene varios inconvenientes, como la peligrosidad de la operación, y la fragmentación de las filamentosas, que requieren varios días hasta su eliminación total.

Otras patologías en EDAR: la nocardia

En EDAR con tratamiento de fangos activados es frecuente la aparición de una espuma viscosa marrón. Esta capa de espuma puede cubrir los tanques de aireación y los decantadores secundarios La formación de esta espuma está asociada a la presencia de un organismo filamentoso de crecimiento lento del grupo de los actinomicetos, normalmente de la familia Nocardia. Esta patología frecuente en depuradoras de aguas residuales provoca problemas de seguridad, efluentes de baja calidad y malos olores.

Causas de aparición de nocardia 

Las causas más probables de aparición de esta patología son:

  • Concentraciones excesivas de sólidos suspendidos en el líquido mezcla debido a una purga de fango insuficiente.
  • Relaciones F/M bajas en los tanques de aireación.
  • Reaireación del fango.
  • Suministro excesivo de aire para cubrir la mayor demanda de oxigeno generada por las elevadas concentraciones de SSLM.

Soluciones para controlar la nocardia en depuradoras

  • Reducción de la edad del fango.
  • Reducción del suministro de aire para reducir el espesor de la capa de la espuma.
  • Implantación de instrumentación para controlar el crecimiento de organismos filamentosos.
  • Inyección de un aditivo químico para provocar la mutación o eliminación de la bacterias.
  • Cloración del fango de retorno.

El método más recomendado para el control de la Nocardia es la reducción de la edad de fango.

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Foaming o espumas filamentosas en edar

Las espumas filamentosas provocan un efecto también conocido como foaming. Este fenómeno es uno de los problemas de funcionamiento más comunes en digestores anaeróbicos.

El foaming es responsable de la reducción del rendimiento del digestor. Esto implica una menor producción de biogás y degradación de sólidos. Al no estabilizar adecuadamente los fangos, se complica su proceso y dificulta la reducción de volumen. Al final repercute en una mayor cantidad de fango para gestionar y un incremento en el coste de la explotación.

Los daños del foaming

Otros problemas del foaming son:

✅ ensuciamiento de las tuberías de recogida de gas

✅ intervenciones de mantenimiento para la limpieza de tuberías de biogás

✅ la mezcla de gas bloques

✅ revestimiento de la pared del digestor con espumas sólidas

✅ proliferación de bacterias patógenas debido a la reducción del volumen activo en el digestor

✅ derrames de espuma generando zonas resbaladizas.

Todos estos son problemas graves que de no corregirse pueden llevar a la inutilización del digestor. Incluso en el peor de los casos ha episodios de explosión como sucedió en una EDAR de Estados Unidos. No se debe subestimar el aspecto de la seguridad de los trabajadores. Por ese motivo, se debe actuar en caso de aparición de este tipo de espumas estables y gruesas

Las causas del foaming

La formación de espuma se produce química o biológicamente. En ambos casos, necesita la dispersión de un gas en un líquido. Las espumas de foaming son causadas principalmente por el exceso de tensioactivos (espumas blancas).

Las espumas químicas tienen muchas aplicaciones industriales como el lavado y limpieza (detergentes), productos farmacéuticos, cosméticos, textiles, curtidurías, agricultura, biotecnología, alimentos, pinturas, microelectrónica, metalurgia, recuperación de aceite y papel.

Si estos productos no se neutralizan en los puntos de origen pueden llegar a la EDAR en cantidades excesivas y crear problemas de foaming.

La presencia de compuestos activos en la superficie de la costra del digestor altera los gradientes de viscosidad, elasticidad y tensión superficial. El crecimiento de bacterias filamentosas particulares es el factor que desencadena el foaming. Estas bacterias se denominan “foam-former”.

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El fango ascendente

A veces, el fango con buenas características de sedimentación sube a la superficie y flota en ella, después de un periodo de sedimentación relativamente corto. La causa de este fenómeno es la desnitrificacion, los nitritos y
los nitratos del agua residual se convierten nitrógeno gaseoso.

Cuando se forma este gas en el fango, una gran parte queda atrapada en la masa del fango. Si se forma suficiente gas la masa se vuelve ligera y sube o flota a la superficie. El fango que sube se puede distinguir porque se observa la presencia de pequeñas burbujas de gas adheridas a los sólidos que flotan.

Los problemas que presenta el fango ascendente se pueden solucionar:

✅ Aumentando el caudal de bombeo del fango activado al retorno.

✅ Disminuyendo el caudal de líquido mezcla en el tanque de sedimentación,
sino, se puede reducir la profundidad del fango en el tanque, aumentando el caudal de extracción de fango activado de retorno.

✅ Aumentando la velocidad del mecanismo colector de fango en los tanques de sedimentación.

✅ Disminuyendo el tiempo medio de retención celular aumentando el caudal de purga de fango.

Una de las causas del fango ascendente es la edad del fango. La edad del fango es la relación entre la masa de fangos existentes en el depósito de aireación y la masa de fangos purgados por unidad de tiempo. Según la edad del fango se tendrá un cultivo más o menos estable con mayor o menor capacidad para degradar la DBO. En cada EDAR, la edad de fango adecuada se encuentra dentro de unos rangos que están relacionados con la carga másica.

Existen formulas para determinar la edad del fango que optimizan los procesos. La edad del fango es diferente para los distintos procesos de tratamiento.

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