Flotación para la separación de biomasa: sustitución del tratamiento y la depuración posteriores

No solo para aguas residuales críticas, sino también como alternativa en tanques de aireación o tanques de tratamiento final sobrecargados en la depuración de aguas residuales municipales e industriales

Los tanques de tratamiento final desarrollan la importante función de separar el lodo activado y, con diámetros parcialmente superiores a los 50 metros, fluyen principalmente horizontalmente. El lodo puede depositarse dentro y el agua depurada prácticamente libre de sólidos fluye a través de un canal. El control y la supervisión de tales etapas de separación se sigue llevando a cabo mayoritariamente de forma visual a través de una medición visual cíclica de profundidad. Cuando se indica que la altura del nivel del lodo se encuentra fuera del rango de regulación, por el contario, se suele tomar la medida de ajustar la proporción del lodo de retorno o de aumentar la cantidad de desagüe del lodo excedente. En caso de que estas medidas resulten inefectivas, en muchos casos, solo queda la costosa dosificación de precipitantes y floculantes o de otros medios auxiliares para descartar problemas operacionales debidos a la salida permanente de biomasa y partículas en suspensión finas.

Estos problemas operacionales causados por la mala sedimentación del lodo activado se deben principalmente a tanques de tratamiento final sobrecargados, a fuertes fluctuaciones en las condiciones de afluencia, a cambios en las condiciones de los nutrientes debidos a vertidos industriales y a la separación ineficaz de la grasa y otras partículas flotantes.

Además, del anterior 1 mg/L en sustancias filtrables, la salida de material sólido aumenta la concentración en DQO aprox. de 0,8 a 1,4 mg/L, así como la concentración de fosfato aprox. de 0,02 a más de 0,04 mg/L.


Lodo activado: ¿dejar que se deposite o flote?

Los microorganismos que desarrollan los procesos biológicos en tanques de aireación se asientan dentro de flóculos de lodo activado, así como en sustancias en suspensión y sustancias sólidas finamente distribuidas que, a su vez, se adsorben en los flóculos de lodo activado. Debido a esta propiedad de las bacterias, estas pueden separarse del agua residual depurada mediante procesos de sedimentación.

Una diferencia de densidad lamentablemente solo relativamente baja entre los flóculos de lodo activado y el agua residual depurada resulta en una velocidad de hundimiento baja y, como consecuencia, tanques de tratamiento final voluminosos que requieren grandes superficies de tanque de tratamiento final para el proceso de separación. O resumiendo de manera simplificada: la eficacia de separación de un tanque de tratamiento final queda limitada por la lenta velocidad de hundimiento de los flóculos de lodo activado.

Circuito depurado de la flotación sin precipitados

Como alternativa al tanque de tratamiento final, se presenta el proceso de flotación con capacidad de separación mejorada adicionalmente. Mediante la acumulación de burbujas de gas de solo unas pocas milésimas de milímetro en flóculos de lodo activado y los precipitados más finos, estos aglomerados de sustancias gaseosas y sólidas se convierten en mucho más ligeros en densidad que el agua y, de este modo, suben relativamente rápido a la superficie del agua de un tanque de flotación. Estas pequeñas burbujas de gas aparecen debido al principio de descarga de presión. Para ello, se introduce aire a presión en un flujo de agua reciclada, se diluye completamente en ella y, a continuación, se vuelve a liberar mediante la descarga de presión dentro de una célula de flotación. Debido al pequeño tamaño de las burbujas, pueden transportarse incluso precipitados hasta la superficie del tanque de flotación que no pueden separarse dentro del tiempo de permanencia en un tanque de tratamiento final.


Mejora del balance del proceso y del balance energético de toda la instalación

Los sólidos que ascienden junto a las burbujas de gas se espesan en la superficie del tanque de flotación hasta un 5 % de su contenido en sólidos y pueden devolverse al sistema como lodo de retorno. De manera alternativa, existe la posibilidad de retirar el lodo espesado como lodo excedente y de administrarlo en los siguientes pasos de tratamiento.

La alimentación de una flotación de lodo puede producir hasta 5 m³ de lodo activado por m² de superficie y hora. En la práctica, se consiguen valores de desagüe considerablemente mejores con necesidades de espacio sustancialmente menores para el tanque de flotación en lugar del tanque de tratamiento final. Los costes energéticos ligeramente superiores para el funcionamiento de la descarga de presión se relativizan debido a la mejora de todo el proceso.

El proceso de flotación es idóneo especialmente para la readaptación, en caso de espacio disponible limitado, o el fortalecimiento de instalaciones ya existentes sin necesidad de efectuar grandes obras de construcción. También se utilizan cada vez más flotaciones como tercera fase para el llamado «pulido/reducción P».
 

La flotación por aire disuelto HDF y HDF S de HUBER: dos diseños diferentes para sus necesidades individuales

HDF S 8 para la separación de lodo activado de hasta 80 m³/h

Como fabricante de instalaciones de flotación (HDF) con años de experiencia a sus espaldas, mayoritariamente en la limpieza industrial previa, HUBER ahora también ha desarrollado con éxito y utilizado flotaciones eficientes para la separación de lodo activado (HDF S). Estas nuevas instalaciones HDF S se diferencian de las instalaciones HDF tradicionales fundamentalmente por su diseño especial. En vez de tanques de estructura alta con paquete de láminas integrado, se utilizan tanques de una sola pieza con equipos de guía de flujo y un equipo de evacuación adaptado para la separación de lodo activado. La alternativa todavía relativamente poco conocida al tratamiento posterior goza de una demanda creciente en el mercado. Varios clientes de diferentes sectores ya han reconocido las ventajas que presenta la flotación de lodo activado frente al tratamiento posterior convencional y, tras la exitosa instalación y puesta en marcha, se benefician del aumento significativo de la seguridad de proceso y de la reducción de los costes de funcionamiento.

https://www.huber.de//es/huber-report/ablage-berichte/industry/flotacion-para-la-separacion-de-biomasa-sustitucion-del-tratamiento-y-la-depuracion-posteriores.html