Bulking en aguas residuales

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».

Tipos de bacterias filamentosas en aguas residuales

En una depuradora de aguas residuales pueden aparecer diferentes tipos de bacterias filamentosas. Estas bacterias se caracterizan por su forma alargada y filamentosa. Suelen causar problemas en el proceso de tratamiento de aguas residuales, especialmente en sistemas de lodos activados.

La presencia de estas bacterias filamentosas puede afectar negativamente el proceso de tratamiento de aguas residuales. Por ese motivo, requieren medidas correctivas como cambios en la operación de la planta o el uso de productos químicos específicos para controlar su crecimiento. El primer paso siempre es reconocerlas para actuar adecuadamente.

Algunos de los tipos de bacterias filamentosas más comunes en depuradoras de aguas residuales son:

✅ Microthrix parvicella: Esta bacteria forma filamentos finos y rígidos que pueden causar problemas de flotación en los clarificadores. También puede causar problemas en la eliminación de fósforo y en la sedimentación de los lodos.

✅ Nocardia spp: La hemos visto anteriormente. Estas bacterias forman filamentos gruesos y ramificados. Dificulta la sedimentación de fangos.

✅ Tipo 021N: Esta bacteria forma filamentos muy finos y flexibles. Pueden causar problemas en la sedimentación de los lodos, en la clarificación del agua y enla clarificación del agua.

✅ Haliscomenobacter hydrossis: Esta bacteria forma filamentos finos y flexibles. Reduce la clarificación del agua y la eliminación de nitrógeno.

✅ Thiothrix spp: Estas bacterias forman filamentos gruesos y ramificados. Ocasionan problemas de flotación en los decantadores y espesadores de fangos.

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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