Tratamientos anaeróbicos

También podemos considerar en los procesos anaerobios que consiste en una serie de procesos microbiológicos que ocurren dentro de un recipiente hermético, que realizan la

digestión de la materia orgánica con producción de metano. Pueden intervenir diferentes tipos de microorganismos, pero es desarrollado principalmente por bacterias. Ejemplos de tratamientos anaeróbicos son los tanques sépticos y los reactores anaerobios que tratan el agua en un sistema

sin luz, oxígeno ni movimiento. Las ventajas principales serían que generalmente requiere de instalaciones menos costosas, y no hay necesidad de suministrar oxígeno, por lo que el proceso es más barato y el requerimiento energético es menor. Produce una menor cantidad de lodos (el 20% en comparación con un sistema de lodos activos).

Por otro lado, su desventaja seria que es más lento que el tratamiento aeróbico, es decir, requiere un mayor tiempo de contacto o retención hidráulica, así como más tiempo de

aclimatación, lo que impide el tratamiento de grandes volúmenes de aguas servidas (Bach. Heidy Stephany Victoria Díaz Pérez, 2015).

En términos generales, se registran tres generaciones de reactores anaerobios, las cuales se caracterizan porque en cada generación se reduce el tiempo de retención hidráulico (TRH) y mejora el contacto entre el lodo y el sustrato, lo cual significa menores volúmenes de reactor, costos más bajos, sistemas más estables y de más fácil operación (Bach. Heidy Stephany Victoria Díaz Pérez, 2015).

5.2.4.3.1 Reactores de primera generación.

“El tiempo de retención celular es igual al TRH, por lo que se requieren TRH muy altos, existe un contacto inadecuado entre la biomasa y la materia orgánica - Lagunas Anaerobias, Tanque Séptico, Tanque Imhoff” (Bach. Heidy Stephany Victoria Díaz Pérez, 2015).

CONSTRUCCIÓN DE UN REACTOR TIPO BATCH 44

Figura 5 Tanques de digestión anaeróbica Fuente (Johnny Torres Medina, 2016)

Figura 6 Sistemas anaeróbicos: primera generación

Fuente (Johnny Torres Medina, 2016)

5.2.4.3.2 Reactores de segunda generación.

Se caracterizan por el hecho de que tienen mecanismos para retención de los lodos,

independizando el tiempo de retención celular del TRH. Los dos mecanismos más aplicados son: Inmovilización del lodo por adhesión a material sólido - Filtros anaerobios de flujo ascendente y descendente; Separación líquido-sólido del efluente, con el retorno de los sólidos separados al reactor – RAFA o UASB, el cual usa un Sedimentador interno.

Figura 7 Sistemas anaeróbicos: segunda generación

Fuente (Johnny Torres Medina, 2016)

5.2.4.3.3 Reactores de tercera generación.

“Para optimizar el contacto entre el sustrato y la biomasa, esta se adhirió con partículas de arena, alúmina o plástico, las cuales se expanden - Reactores de lecho fluidizado o expandido” (Bach. Heidy Stephany Victoria Díaz Pérez, 2015).

CONSTRUCCIÓN DE UN REACTOR TIPO BATCH 46

Fuente (Johnny Torres Medina, 2016)

5.2.4.3.4 Eutrofización.

Es un proceso que se puede dar de forma natural, pero que puede estar también provocado por la acción del hombre, mediante vertidos ricos en fósforo y nitrógeno. Estos compuestos se

encuentran, principalmente, en las excretas y los detergentes, aunque también puede haber contribución de la escorrentía agrícola.

“Estos compuestos estimulan el crecimiento desmedido de microflora que puede causar problemas al alterar los caracteres organolépticos y dificultar los tratamientos, restringiendo, así, la utilización de estas aguas” (Salazar, 2013).

Figura 9. Efectos de la eutrofización sobre la vida béntica marina

Fuente (Triplenlace, 2012)

El reactor anaerobio es el elemento clave que nos permitirá eliminar el exceso de fósforo en el agua, de modo que estos nutrientes sean asimilados por las bacterias y se obtenga así un agua limpia de estos elementos.

5.2.4.3.5 Causas.

Existen varios causantes de la eutrofización derivados de la actividad humana. El más importante a nivel global es la agricultura debido al uso de fertilizantes, fundamentalmente nitratos, que a menudo se usan sin el cuidado y la mesura adecuados y acaban en las aguas superficiales o subterráneas por lixiviación y arrastre desde de esos fertilizantes desde las tierras en las que se emplearon. La agricultura produce una eutrofización de carácter eminentemente difuso, subiendo la concentración de nutrientes en zonas amplias de lagos, ríos, marismas, estuarios y zonas costeras (TRIPLENLACE, 2012).

Otra actividad rural con una gran incidencia en la eutrofización es la ganadería. Los

excrementos de los animales son ricos en nutrientes, sobre todo en los de carácter nitrogenado (amonio). Si no se gestionan de forma adecuada pueden acabar produciendo vertidos a las aguas próximas que cuando se producen suelen tener un carácter puntual.

Del modo similar a la ganadería los residuos urbanos pueden producir eutrofización, aunque en este caso hay que añadir el posible uso de detergentes con fosfatos que son unos de los nutrientes que pueden originar la eutrofización y de consecuencias especialmente perniciosas en las aguas.

La actividad industrial también puede ser origen de nutrientes que puedan producir focos de eutrofización puntual. En el caso de la industria se pueden producir vertidos tanto de productos nitrogenados como fosfatados entre otros muchos tóxicos. Al igual que la eutrofización causada por los residuos de origen urbano tienen un carácter eminentemente puntual, afectando, cuando se producen, a zonas concretas con mucha intensidad (TRIPLENLACE, 2012).

CONSTRUCCIÓN DE UN REACTOR TIPO BATCH 48 5.2.4.3.6 Efectos.

Los efectos de la eutrofización se producen a nivel local y regional normalmente. Desde un punto de vista sistémico, aumenta la producción primaria (fotosíntesis), aumenta la biomasa, pero disminuye la diversidad y quedan alteradas drásticamente la composición, estructura y dinámica de los ecosistemas afectados.

Efectos más específicos son por ejemplo la desecación de lagunas por el depósito durante largas temporadas de sedimentos y restos orgánicos sobre los que crece la vegetación,

transformándose la laguna en pantano y luego en bosque o pradera. Este proceso se lleva a cabo durante largos periodos de tiempo a menudo de forma natural y se denomina colmatación (TRIPLENLACE, 2012).

Mientras, para la eliminación de nitratos el proceso es diferente, ya que es necesario un procedimiento de alternancia de etapa anaerobia y aerobia. En el caso de los nitratos, se produce una amonificación de los elementos orgánicos del nitrógeno al tratar el agua en la primera etapa (anaerobia) del proceso, por lo que se necesita proceder a la nitrificación, en una segunda etapa, donde las protagonistas son las bacterias aerobias. Una vez conseguido esto, se lleva a cabo la desnitrificación biológica, que permite eliminar los nitratos a través de las bacterias anaerobias, que actúan de nuevo consiguiendo que el nitrato se transforme en CO2 y N2, ya descompuesto en estos elementos son aireados a la atmósfera (Agua, 2016).