• No se han encontrado resultados

Publicado en Tecnologia del agua en septiembre de 2001.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Publicado en Tecnologia del agua en septiembre de 2001."

Copied!
15
0
0

Texto completo

(1)

SISTEMA RÁPIDO DE ESTIMACIÓN DE LOS

RENDIMIENTOS EN DEPURACIÓN DE UNA EDAR EN

FUNCIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS

MACROSCÓPICAS Y MICROSCÓPICAS DEL FANGO

ACTIVADO.

Publicado en Tecnologia del agua en septiembre de 2001.

Grupo de Bioindicación de Sevilla

Licenciados en Biología: Eva Rodríguez, Laura Isac, Lola Salas, Elena Gómez

Licenciados en Química: Carmen Jiménez, Natividad Fernández, José María de la Orra

EDAR Ranilla; Sevilla; Tel: 954251151 Fax: 954251151

RESUMEN:

Los estudios microbiológicos del fango activo requieren tiempo, personal especializado y una ardua tarea de identificación y análisis de los resultados que normalmente no está al alcance de todos los laboratorios.

Se plantea la posibilidad de realizar un estudio simplificado del fango activo que genere, en función de las características macroscópicas y microscópicas de éste, un valor de índice de fango que esté directamente relacionado con los porcentajes de reducción de SS, DQO y DBO de la EDAR. Tal índice de fango (IF), además, proporcionaría la posibilidad de obtener un histórico de valores de calidad biológica de forma rápida, comparable y de protocolo sencillo.

PALABRAS CLAVE:

• EDAR: Estación depuradora de aguas residuales • SS: sólidos en suspensión

(2)

• DBO5: demanda biológica de oxígeno por incubación durante cinco días en oscuridad y

a 20ºC.

• IF: índice de fango, obtenido a través de una valoración de las características macroscópicas y microscópicas del fango activado

• % de reducción: porcentaje de eliminación de contaminantes (SS, DQO y DBO) en una EDAR en función de las entradas y salidas.

1.- INTRODUCCIÓN

La necesidad de realizar un control microbiológico en las depuradoras situadas en el ámbito de la ciudad de Sevilla, llevó a los profesionales del sector a reunirse a fin de elaborar un protocolo de análisis microbiológico del fango activo. La elaboración de dicho protocolo analítico se materializó en un índice de biocalidad del fango activo rápido y fácil que respondía a la unificación de criterios de todos los que participaron en su elaboración, que empleado de forma rutinaria en planta, permitiría una información de archivo suficientemente buena como para poder comparar datos temporales y apreciar las diferencias de funcionamiento ocurridas en el proceso de explotación.

Este sistema de análisis surge de la modificación del “Manual de Laboratorio para el análisis de las aguas residuales y lodos de depuración” editado por el Departamento de Agua y Saneamiento del Ayuntamiento de Madrid (1997). El resultado final es un informe biológico con cuatro apartados en los que se recoge:

1.- Evaluación de la calidad de un fango biológico: niveles macroscópico y microscópico.

2.- Evaluación del desarrollo de bacterias filamentosas en un fango activo.

3.- Evaluación de la microfauna presente en el fango activado: valoración cuantitativa, Índice biótico de Madoni e Índice de biodiversidad de Shanon.

4.- Evolución final del fango activado; conclusiones.

Dado que este informe resulta laborioso y necesita de una formación específica alta, el grupo de trabajo decidió profundizar en el primer punto, “Evaluación de la calidad de un fango biológico”. Así pues, a partir de la puntuación de una serie de características

(3)

del fango macroscópicas (observables a través de la V30) y microscópicas (observables a través de un objetivo de 10X), se puede obtener un valor final comprendido entre 0-100 que define la calidad del fango. Este valor se denomina Índice de Fango (IF).

2.- MATERIALES Y MÉTODOS

Para la elaboración de este índice, paso previo lo constituyó la selección de aquellos parámetros que, considerados de interés por el grupo, establecerían y valorarían las características generales del fango. Además, durante un periodo de contraste de resultados, comprendido entre junio de 1998 y septiembre de 1999, en el que todos los participantes observaron y valoraron distintas muestras de reactor biológico, el IF así como el resto de las hojas de trabajo estuvieron sujetas a modificaciones. De forma paralela, este periodo de trabajo en común permitió la unificación de criterios para los componentes del grupo, requisito indispensable para la obtención de resultados comparables.

Los parámetros seleccionados, clasificados como características macro y microscópicas, se detallan a continuación. Como características macroscópicas se entienden aquellas características observables a simple vista sobre el aspecto del fango activado y del clarificado de la V30. Como características microscópicas se definen aquellas características observables a través del microscopio bajo un objetivo de 10X.

Características macroscópicas:

Turbidez: Característica macroscópica del fango activado que valora la turbidez del clarificado de la V30 como:

• Alta: aproximadamente mas de 40 NTU • Media: aproximadamente entre 40-15 NTU • Baja: aproximadamente menos de 15 NTU

‰ Flóculos en suspensión: Característica macroscópica observable en el clarificado de la

V30 que valora la concentración de microflóculos en suspensión como: • Alta: Abundancia de microflóculos

(4)

• Baja: Prácticamente ausencia de microflóculos

‰ Sedimentabilidad: Característica macroscópica observable en la manta de fango

decantada en la V30 que valora la velocidad de sedimentación como:

• Alta: la mayor parte del fango decanta en los 10 primeros minutos del ensayo y el fango esta muy compactado

• Media: la mayor parte del fango decanta entre 10-20 minutos y se observa un ligero esponjamiento

• Baja: la mayor parte del fango decanta después de 20 minutos y se observa un claro esponjamiento

‰ Olor: característica macroscópica del fango activado que se define como agradable o

desagradable, indicando este último situaciones como septicidad, presencia de vertidos, etc.

Características microscópicas:

Las observaciones deben realizarse al menos por duplicado, con el objetivo de 10x y con la muestra viva (sin teñir). La muestra ha de ser lo más fresca posible y es conveniente, previamente, agitar con suavidad el recipiente que la contiene para evitar la ruptura de los flóculos. Las identificaciones bacterianas se han realizado en base al Manual de microorganismos filamentosos en el fango activo (EMASESA, 1997) apoyado con distintos articulos que tratan el tema (Suarez; 1993, Eikelboom; 1975, Rozich; 1982 y Moro; 1998)

‰ Forma: característica que define la morfología externa del flóculo como regular si

aparece de forma redondeada e irregular si difiere de esta configuración.

‰ Tamaño: característica que determina el tamaño medio del flóculo, medido entre las

distancias mas alejadas de éste (Manual de laboratorio, Ayuntamiento de Madrid, 1997). Se definen tres tamaños:

• Pequeño: tamaño menor de 150 µm • Medio: tamaño entre 150 y 500 µm

(5)

• Grande: tamaño mayor de 500 µm

‰ Estructura: característica que define la constitución interna del flóculo (Manual de laboratorio, Ayuntamiento de Madrid, 1997), estableciéndose tres tipos:

• Compacto: no existen prácticamente huecos en la estructura interna del flóculo • Medio: se detectan algunos huecos

• Abierta: existen bastantes huecos dentro del flóculo que rompen la unidad interna.

‰ Textura: característica que alude al grado de cohesión entre las partículas que forman

el flóculo, estableciéndose las categorías “fuerte” y “débil” en función de la ausencia o presencia de disgregación de los flóculos, respectivamente, tras punción sobre el cubreobjetos(Manual de laboratorio, Ayuntamiento de Madrid, 1997).

‰ Cobertura: característica que valora si la unión de todos los flóculos presentes en el

ocular de 10X cubren menos del 10 % de su superficie, del 10-50 % o más del 50 %.

‰ Filamentos en el flóculo: característica que cuantifica el número de filamentos

observables a 10X que sobresalen de la superficie del flóculo. Se definen tres categorías:

• Menos de 5 filamentos por flóculo • Entre 5-20 filamentos por flóculo • Más de 20 filamentos por flóculo

‰ Filamentos en disolución: característica que cuantifica la existencia de filamentos

libres entre los espacios interfloculares del licor mezcla. Si son observables será “baja” mientras que si se observan normalmente será “alta”.

‰ Diversidad de protozoos: característica que cuantifica el número de especies distintas

que son detectables a 10X. Se definen tres rangos: • Menos de 4 especies

(6)

• De 4-7 especies • Más de 7 especies

Tras el período de contraste y una vez establecidos los criterios generales de valoración para todos los componentes del grupo, se pasó a un periodo de recopilación de datos físico-químicos en distintas EDARS. El objetivo de esta fase del trabajo era estudiar el IF en función de las características del influente y las calidades del efluente. El estudio se realizó sobre cuatro EDARs de la ciudad de Sevilla dotadas de fangos activos en el tratamiento biológico, que trabajan a media y alta carga; una de estas plantas, además, fue estudiada en sus dos líneas de agua. Para ello, el IF fue aplicado en el análisis de las características del fango a la vez que se recopilaron los datos referentes a SS, DQO y DBO, tanto del agua de entrada a la depuradora como a la salida. Los análisis se realizaron según los Métodos Normalizados (APHA, AWWA, WPCF).

3.- RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los parámetros seleccionados para constituir el IF, clasificados como características macro y microscópicas, aparecen reflejados en la Tabla I junto con las distintas categorías con las que dichas características pueden ser definidas y sus respectivas puntuaciones.

(7)

CARACTERÍSTICAS MACROSCÓPICAS Turbidez Alta Media Baja 0 4.5 9 Flóculos en suspensión Alta

Media Baja 0 4.5 9 Sedimentabilidad Alta Media Baja 9 4.5 0 Olor Agradable Desagradable 3 0 CARACTERÍSTICAS MICROSCÓPICAS Forma Regular Irregular 4 0 Tamaño Grande Medio Pequeño 4 7 0 Estructura Compacta Media Abierta 18 9 0 Textura Fuerte Débil 4 0 Cobertura < 10% 10-50% >50% 0 7 3.5 Filamentos en flóculos >20 5-20 <5 0 7 14 Filamentos en disolución Alta

Baja

0 3 Diversidad de Protozoos <7 especies

4-7 especies <4 especies

13 7 0

ÍNDICE DE FANGO TOTAL

Como se observa en la Tabla I, las características macroscópicas presentan como valor máximo de puntuación 30 unidades sobre el valor del IF. Las características microscópicas, en cambio, presentan un máximo de puntuación de 70 puntos al considerarse que eran éstas las que definían con mayor exactitud el IF. La suma de puntuaciones para ambos grupos de características se traduce en un valor final de índice de

(8)

fango del que se definen cinco categorías, cada una de las cuales alude a una calidad distinta del fango. Tal clasificación se muestra en la Tabla II.

Tabla II. Categorías de IF

ÍNDICE DE FANGOS: 0-20 pésimo 20-40 malo 40-60 regular 60-80 bueno 80-100 óptimo

Del periodo de estudio en planta se obtuvieron 109 datos, los cuales aparecen reflejados en la tabla III, y a los que se realizó un análisis estadístico de correlaciones. En tal estudio se pretendía buscar una posible relación entre el valor del IF y los parámetros que definen la calidad del efluente (SS, DQO y DBO).

Tabla III Relación de datos obtenidos en el estudio de cada uno de los participantes. Total datos Participante 1 10 Participante 2 38 Participante 3 13 Participante 4 19 Participante 5 29

El análisis de los datos demostró la imposibilidad de obtener una relación directa entre el índice de fango y los SS, DQO y DBO del agua de salida. En cambio, cuando los datos fueron agrupados según la categoría de índice, se pudo encontrar, como se muestra en las figuras 1 y 2, una relación directa entre los porcentajes de reducción de SS y DQO respecto al IF, si bien esta relación se hace más palpable para el caso de los sólidos en suspensión que para la DQO. Los porcentajes de reducción de SS, DQO y DBO que se muestran, respectivamente, en las Figuras 1, 2 y 3, se corresponden con los promedios para cada una de las categorías de fango.

Tal y como se observa en la figura 3, la relación establecida entre la DBO y el índice de fango parece no estar tan clara, al no detectarse diferencia significativa entre los porcentajes de reducción, una vez que los índices de fangos sobrepasan el intervalo de puntuación de 0-20 (calidad pésima). No se ha podido encontrar explicación a esta falta de proporcionalidad entre la calidad del fango estimada mediante el IF y el porcentaje de reducción de DBO. Sin embargo, la extrema variabilidad y escasa reproducibilidad de esta determinación (Fernández, A., 1994, APHA, AWWA, WPCF), junto con la inferioridad de

(9)

datos aportados respecto a lo SS y DQO, hacen que este resultado haya de tomarse con precaución.

(10)

Figura 1. Relación entre el rango de IF y el porcentaje de reducción de SS (n= 109). 70 75 80 85 90 95 % reduc ci ón S S 20-40 40-60 60-80 80-100 Rango de IF

(11)

Figura 2. Relación entre el rango de IF y el porcentaje de reducción de DQO (n = 109). 70 80 90 100 % reducción DQO 20-40 40-60 60-80 80-10 Rango de IF

(12)

Figura 3. Relación entre el rango de IF y el porcentaje de reducción de DBO (n = 67). 70 80 90 100 % Reducción DBO 20-40 40-60 60-80 80-100 Rango de IF

(13)

Es necesario aclarar que no han aparecido valores de IF “pésimo”, con lo que no se ha podido corroborar esta relación de proporcionalidad entre el IF y el porcentaje de reducción de SS y DQO en todo el rango de valores del IF.

Una observación general para las cuatro plantas la han constituido las distintas respuestas que, características macroscópicas y microscópicas, han ofrecido ante la llegada de una punta de carga a la depuradora. Si bien las características macroscópicas se han visto afectadas rápidamente, los valores de microscopía, a parte de verse menos repercutidos, han retardado su respuesta ante este tipo de fenómenos.

Durante el estudio fue curioso observar como cada planta presentaba un valor medio de IF característico de ella y distinto al de las demás, según el cual, un distanciamiento de dicho valor se traducía en anomalías en el funcionamiento normal de la planta, entendidas éstas como empeoramientos en los rendimientos de depuración. Como parte de este comportamiento particular de cada una de las plantas, se encuentran las distintas respuestas de las características macro y microscópicas ante aumentos o disminuciones en los valores de los SS, DQO y DBO en el agua de llegada; comportamientos que en algunas ocasiones han resultado contrapuestos.

4.- CONCLUSIONES

El objetivo primordial de este estudio lo constituía la obtención de un sistema de análisis del fango activo rápido y fácil con el que establecer una categoría de calidad biológica de dicho fango. Tal sistema analítico, representado mediante el Índice de Fango, permitiría tener un histórico de valores en cada planta en la que de forma rutinaria fuera implantado. Actualmente consideramos que este objetivo se ha cumplido.

El parámetro IF parece ser un buen sistema de control rápido para obtener un índice biológico y una aproximación de los rendimientos de depuración en las EDARs. En general, podemos hablar de la definición de Índice de Fango (IF) como un parámetro indicador de la eficacia de la reducción de la DQO y los SS en las EDARs, tomándose con reserva las relaciones que mantiene con la DBO. Una observación general del fango activado que puede durar unos veinte minutos, nos dará idea del estado de éste y de la respuesta esperable de la EDAR.

(14)

5.- BIBLIOGRAFÍA

* APHA, AWWA, WPCF. (1992) “Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales.” Ed. Díaz de Santos, Madrid .

* EIKELBOOM, D.H. ( 1975) : Filamentous organims observed in activated sludge; Water res, 9

* J. SUAREZ, V. LLORENTE Y T. MOGOLLON. (Enero 1993); Microorganismos filamentosos en las EDARS; Ingeniería química, pag 146-151

* JORNADAS PRACTICAS (20-24 Mayo 1996): Observación microcópica del fango activo: Caracterización del flóculo e identificación de microorganismos filamentosos

* DEPARTAMENTO DE AGUA Y SANEAMIENTO DEL AYUNTAMIENTO DE MADRID .Manual de de laboratorio para el analisis de aguas residuales y lodos de depuracion; (1997), 224 pgs

* EMASESA (1997); Microorganismos filamentosos en el fango activo. 199 pgs

* RAFAEL AZNAR ; ( 1990 ) Un problema sin resolver en estaciones de aguas residuales con tratamiento biológico, Saneamiento (pag 51-60)

* ROZICH, F. ET AL. (1982) : Control of algal filamentous bulking at the southerly wastewater treatment plant. Jornal Watter pollution Control Federation; vol 54; nº3

*EIKELBOOM, D.H. (1977): Identification of filamentous organims in bulking activated sludge. Water Tech. 8

*PALOMA MORO. (Junio 1998); Aparición de organismos filamentosos en fangos activos. Ingeniería química. Pag 97-106

(15)

AGRADECIMIENTOS

Queremos dejar constancia de nuestro agradecimiento a EMASESA por su apoyo y potenciación de este tipo de controles biológicos, por cedernos sus instalaciones para nuestras reuniones y por proporcionarnos los medios para la realización de este estudio. Nuestro agradecimiento también para todas las empresas a las que pertenecemos.

Referencias

Documento similar

La determinación molecular es esencial para continuar optimizando el abordaje del cáncer de pulmón, por lo que es necesaria su inclusión en la cartera de servicios del Sistema

Sólo que aquí, de una manera bien drástica, aunque a la vez coherente con lo más tuétano de sí mismo, la conversión de la poesía en objeto -reconocida ya sin telarañas

1) La Dedicatoria a la dama culta, doña Escolástica Polyanthea de Calepino, señora de Trilingüe y Babilonia. 2) El Prólogo al lector de lenguaje culto: apenado por el avan- ce de

La siguiente y última ampliación en la Sala de Millones fue a finales de los años sesenta cuando Carlos III habilitó la sexta plaza para las ciudades con voto en Cortes de

La Ley 20/2021 señala con carácter imperativo los procesos de selección. Para los procesos de estabilización del art. 2 opta directamente por el concurso-oposición y por determinar

En estos últimos años, he tenido el privilegio, durante varias prolongadas visitas al extranjero, de hacer investigaciones sobre el teatro, y muchas veces he tenido la ocasión

que hasta que llegue el tiempo en que su regia planta ; | pise el hispano suelo... que hasta que el

Tome el MacRm media libra de Manecca de puerca ,media Je Manmca de Bac media de A- yre Rolado ,media de Azeyre Violado, y re poMc'tn holla vi- driadaafuegommfo,paza que