El proceso de lodos activados es un tipo de proceso de tratamiento biológico de aguas residuales para tratar aguas residuales industriales o cloacales mediante aireación y un flóculo biológico compuesto por bacterias y protozoos . Es una de las varias alternativas de tratamiento biológico de aguas residuales en el tratamiento secundario , que se ocupa de la eliminación de materia orgánica biodegradable y sólidos suspendidos. Utiliza aire (u oxígeno ) y microorganismos para oxidar biológicamente los contaminantes orgánicos, produciendo un lodo residual (o flóculo ) que contiene el material oxidado.
El proceso de lodos activados para eliminar la contaminación carbonosa comienza con un tanque de aireación donde se inyecta aire (u oxígeno) en las aguas residuales. A continuación, se introduce un tanque de sedimentación para permitir que los flóculos biológicos (el manto de lodos) se sedimenten, separando así los lodos biológicos del agua tratada clara. Parte de los lodos residuales se reciclan en el tanque de aireación y el resto se retira para su posterior tratamiento y eliminación definitiva.
Los tipos de plantas incluyen plantas compactas, zanjas de oxidación, tratamiento vertical/de pozo profundo, cuencas de aireación superficial y reactores discontinuos secuenciales (SBR). Los métodos de aireación incluyen aireación difusa, aireadores de superficie (conos) o, en raras ocasiones, aireación con oxígeno puro.
Puede producirse una acumulación de lodos que dificulta la sedimentación de los lodos activados y, con frecuencia, tiene un impacto negativo en la calidad final del efluente. El tratamiento de la acumulación de lodos y la gestión de la planta para evitar que vuelva a ocurrir requiere una gestión experta y puede requerir la dotación de personal a tiempo completo en la planta para permitir una intervención inmediata. [1] Un nuevo desarrollo del proceso de lodos activados es el proceso Nereda , que produce un lodo granular que sedimenta muy bien. [2] [3]
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El proceso de lodos activados es un proceso biológico utilizado para oxidar la materia biológica carbonosa , oxidando la materia nitrogenada (principalmente amonio y nitrógeno ) en la materia biológica y eliminando nutrientes (nitrógeno y fósforo).
El proceso aprovecha los microorganismos aeróbicos que pueden digerir la materia orgánica presente en las aguas residuales y agruparse mediante floculación, atrapando las partículas finas a medida que lo hacen. De este modo, se produce un líquido relativamente libre de sólidos suspendidos y material orgánico, y partículas floculadas que se sedimentan fácilmente y pueden eliminarse. [4]
El diseño general de un proceso de lodos activados para la eliminación de contaminación carbonosa incluye los siguientes elementos:
El tratamiento de la materia nitrogenada o fosforada consiste en la adición de un compartimento anóxico dentro del tanque de aireación para realizar el proceso de nitrificación-desnitrificación de manera más eficiente. En primer lugar, el amoniaco se oxida a nitrito, que luego se convierte en nitrato en condiciones aeróbicas (compartimento de aireación). A continuación, las bacterias facultativas reducen el nitrato a gas nitrógeno en condiciones anóxicas (compartimento anóxico). Además, los organismos utilizados para la absorción de fósforo (organismos acumuladores de polifosfatos) son más eficientes en condiciones anóxicas. Estos microorganismos acumulan grandes cantidades de fosfatos en sus células y se sedimentan en el clarificador secundario. El lodo sedimentado se elimina como lodo activado residual o se reutiliza en el tanque de aireación como lodo activado de retorno. Siempre se debe devolver una parte del lodo a los tanques de aireación para mantener una población adecuada de organismos.
El rendimiento de los PAOs (organismos acumuladores de polifosfatos) se reduce entre un 70 y un 80% en condiciones aerobias. Si bien el fósforo puede eliminarse antes del tanque de aireación mediante precipitación química (adición de iones metálicos como: calcio, aluminio o hierro), la eliminación biológica del fósforo es más económica debido al ahorro de productos químicos.
El proceso implica la introducción de aire u oxígeno en una mezcla de aguas residuales o aguas residuales industriales ( aguas residuales ) tamizadas y tratadas primariamente combinadas con organismos para desarrollar un flóculo biológico que reduce el contenido orgánico de las aguas residuales . Este material, que en el lodo sano es un flóculo marrón, está compuesto en gran parte de bacterias saprotróficas pero también tiene un importante componente de flora protozoaria compuesta principalmente por amebas , Spirotrichs , Peritrichs incluyendo Vorticellids y una variedad de otras especies que se alimentan por filtración. Otros componentes importantes incluyen Rotíferos móviles y sedentarios . En lodos activados mal gestionados, puede desarrollarse una variedad de bacterias filamentosas mucilaginosas -incluyendo Sphaerotilus natans , Gordonia , [5] y otros microorganismos- que producen un lodo que es difícil de sedimentar y puede dar lugar a que el manto de lodo se decante sobre los vertederos en el tanque de sedimentación para contaminar gravemente la calidad del efluente final. Este material a menudo se describe como hongo de aguas residuales, pero las verdaderas comunidades de hongos son relativamente poco comunes.
La combinación de aguas residuales y masa biológica se conoce comúnmente como licor mixto . En todas las plantas de lodos activados, una vez que las aguas residuales han recibido un tratamiento suficiente, el exceso de licor mixto se descarga en tanques de sedimentación y el sobrenadante tratado se escurre para someterse a un tratamiento adicional antes de su descarga. Parte del material sedimentado, el lodo , se devuelve a la cabeza del sistema de aireación para volver a sembrar las nuevas aguas residuales que ingresan al tanque. Esta fracción del flóculo se llama lodo activado de retorno (RAS).
El espacio necesario para una planta de tratamiento de aguas residuales se puede reducir utilizando un biorreactor de membrana para eliminar parte de las aguas residuales del licor mezclado antes del tratamiento. Esto da como resultado un producto de desecho más concentrado que luego se puede tratar mediante el proceso de lodos activados.
Muchas plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan bombas de flujo axial para transferir licor mixto nitrificado desde la zona de aireación a la zona anóxica para la desnitrificación. Estas bombas suelen denominarse bombas de reciclado de licor mixto interno (bombas IMLR). Las aguas residuales sin tratar, el RAS y el licor mixto nitrificado se mezclan mediante mezcladores sumergibles en las zonas anóxicas para lograr la desnitrificación.
El lodo activado es también el nombre que se le da al material biológico activo producido por las plantas de lodos activados. El lodo sobrante se denomina "lodo activado excedente" o "lodo activado residual" y se elimina del proceso de tratamiento para mantener en equilibrio la relación "alimento/biomasa" (F/M) (donde biomasa se refiere al lodo activado). Este lodo de depuradora se mezcla normalmente con lodo primario de los clarificadores primarios y se somete a un tratamiento adicional de lodos , por ejemplo, mediante digestión anaeróbica , seguido de espesamiento, deshidratación, compostaje y aplicación a la tierra.
La cantidad de lodos de depuradora producidos a partir del proceso de lodos activados es directamente proporcional a la cantidad de aguas residuales tratadas. La producción total de lodos consiste en la suma de lodos primarios de los tanques de sedimentación primaria, así como lodos activados residuales de los biorreactores. El proceso de lodos activados produce alrededor de 70-100 gramos por metro cúbico (1,9-2,7 oz/cu yd) de lodos activados residuales (es decir, gramos de sólidos secos producidos por metro cúbico de aguas residuales tratadas). Se considera que 80 gramos por metro cúbico (2,2 oz/cu yd) es una cantidad típica. [6] Además, se producen alrededor de 110-170 gramos por metro cúbico (3,0-4,6 oz/cu yd) de lodos primarios en los tanques de sedimentación primaria que utilizan la mayoría de las configuraciones de proceso de lodos activados (pero no todas). [6]
El método general de control del proceso consiste en monitorear el nivel de la capa de lodos, el SVI (índice de volumen de lodos), el MCRT (tiempo medio de residencia celular), la F/M (relación de alimento a microorganismo), así como la biota del lodo activado y los principales nutrientes DO ( oxígeno disuelto ), nitrógeno , fosfato , DBO ( demanda bioquímica de oxígeno ) y DQO ( demanda química de oxígeno ). En el sistema de reactor/aireador y clarificador, la capa de lodos se mide desde el fondo del clarificador hasta el nivel de sólidos sedimentados en la columna de agua del clarificador; esto, en plantas grandes, se puede hacer hasta tres veces al día.
El SVI es el volumen de lodo sedimentado ocupado por una masa dada de sólidos de lodo seco. Se calcula dividiendo el volumen de lodo sedimentado en una muestra de licor mixto, medido en mililitros por litro de muestra (después de 30 minutos de sedimentación), por el MLSS (sólidos suspendidos de licor mixto), medido en gramos por litro. [7] [8] El MCRT es la masa total (en kilogramos o libras) de sólidos suspendidos de licor mixto en el aireador y clarificador dividida por el caudal másico (en kilogramos/libras por día) de sólidos suspendidos de licor mixto que salen como WAS y efluente final. [7] [8] El F/M es la relación entre el alimento suministrado a los microorganismos cada día y la masa de microorganismos mantenidos bajo aireación. Específicamente, es la cantidad de DBO alimentada al aireador (en kilogramos/libras por día) dividida por la cantidad (en kilogramos o libras) de sólidos suspendidos volátiles de licor mixto (MLVSS) bajo aireación. Nota: Algunas referencias utilizan MLSS (sólidos suspendidos volátiles de licor mixto) por conveniencia, pero se considera que MLVSS es más preciso para la medición de microorganismos. [7] [8] Nuevamente, debido a la conveniencia, generalmente se utiliza DQO, en lugar de DBO, ya que la DBO demora cinco días para obtener resultados.
Para asegurar una buena sedimentación bacteriana y evitar problemas de sedimentación causados por bacterias filamentosas, las plantas que utilizan aire atmosférico como fuente de oxígeno deben mantener un nivel de oxígeno disuelto (OD) de aproximadamente 2 mg/L en el tanque de aireación. En sistemas de oxígeno puro, los niveles de OD suelen estar en el rango de 4 a 10 mg/L. Los operadores deben monitorear el tanque para detectar bacterias con bajo contenido de OD, como S. natans, tipo 1701 y H. hydrossis, que indican condiciones de bajo contenido de OD por la elevada turbidez del efluente y lodos activados oscuros con malos olores. Muchas plantas tienen equipos de monitoreo en línea que miden y registran continuamente los niveles de OD en puntos específicos dentro del tanque de aireación. Estos analizadores en línea envían datos al sistema SCADA y permiten el control automático del sistema de aireación para mantener un nivel de OD predeterminado. Ya sea que se genere automáticamente o se tome manualmente, es necesario un monitoreo regular para favorecer a los organismos que se sedimentan bien en lugar de los filamentos. Sin embargo, el funcionamiento del sistema de aireación implica encontrar un equilibrio entre el oxígeno suficiente para un tratamiento adecuado y el costo energético, que representa aproximadamente el 90% del costo total del tratamiento. [9]
Con base en estos métodos de control, la cantidad de sólidos sedimentados en el licor mezclado se puede variar desechando lodos activados (WAS) o devolviendo lodos activados (RAS). [ cita requerida ] El lodo activado de retorno está diseñado para reciclar una parte del lodo activado del clarificador secundario de regreso al tanque de aireación. Por lo general, incluye una bomba que extrae la parte de regreso. La línea RAS está diseñada considerando el potencial de obstrucciones, sedimentación y otros problemas relacionados que logran afectar el flujo del lodo activado de regreso al tanque de aireación. Esta línea debe manejar el flujo requerido de la planta y tiene que estar diseñada para minimizar el riesgo de sedimentación o acumulación de sólidos.
El amonio puede tener efectos tóxicos sobre los organismos acuáticos. La nitrificación también se produce en los cuerpos de agua, lo que provoca una disminución del oxígeno. Además, el nitrato y el amonio son nutrientes eutócicos (fertilizantes) que pueden perjudicar los cuerpos de agua. Por estas razones, es necesaria la nitrificación y, en muchos casos, la eliminación del nitrógeno.
Para eliminar el nitrógeno se requieren dos pasos especiales:
a) Nitrificación: oxidación del nitrógeno amónico y del nitrógeno ligado orgánicamente a nitrato. La nitrificación es muy sensible a los inhibidores y puede provocar un valor de pH en agua poco tamponada. [10]
La nitrificación se lleva a cabo en los siguientes pasos:
Esto da como resultado:
La nitrificación está asociada a la producción de ácido (H+). Esto pone a prueba la capacidad tampón del agua o puede producirse un cambio en el valor del pH que perjudique el proceso.
b) Desnitrificación: Reducción del nitrógeno nítrico a nitrógeno molecular, que se escapa de las aguas residuales a la atmósfera. Este paso puede ser llevado a cabo por microorganismos que se encuentran comúnmente en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, estas solo utilizan el nitrato como aceptor de electrones si no hay oxígeno disuelto presente.
Por tanto, para que se produzca la desnitrificación en el proceso de lodos activados es necesaria una fuente de electrones, un reductor, capaz de reducir la cantidad suficiente de nitrato a N2. Si en las aguas residuales sin tratar hay muy poco sustrato, se puede añadir artificialmente. Además, la desnitrificación corrige el cambio de concentración de H+ (desplazamiento del valor de pH) que se produce durante la nitrificación. Esto es especialmente importante en aguas con una amortiguación deficiente.
La nitrificación y la desnitrificación se contradicen en gran medida en lo que respecta a las condiciones ambientales requeridas. La nitrificación requiere oxígeno y CO2. La desnitrificación sólo se produce en ausencia de oxígeno disuelto y con un suministro suficiente de sustancias oxidables.
Existen distintos tipos de plantas de lodos activados. [11] Entre ellas se incluyen:
Existe una amplia gama de tipos de plantas empaquetadas, que a menudo sirven a pequeñas comunidades o plantas industriales que pueden utilizar procesos de tratamiento híbridos que a menudo implican el uso de lodos aeróbicos para tratar las aguas residuales entrantes. En dichas plantas, se puede omitir la etapa de sedimentación primaria del tratamiento. En estas plantas, se crea un flóculo biótico que proporciona el sustrato requerido. Las plantas empaquetadas son diseñadas y fabricadas por empresas de ingeniería especializadas en dimensiones que permiten su transporte al lugar de trabajo en carreteras públicas, típicamente ancho y alto de 3,7 por 3,7 metros (12 pies × 12 pies). La longitud varía según la capacidad, y las plantas más grandes se fabrican en piezas y se sueldan en el lugar. Se prefiere el acero a los materiales sintéticos (por ejemplo, plástico) por su durabilidad. Las plantas empaquetadas son comúnmente variantes de aireación extendida , para promover el enfoque de "instalar y olvidar" requerido para pequeñas comunidades sin personal operativo dedicado. Existen varias normas para ayudar con su diseño. [12] [13] [14]
Para utilizar menos espacio, tratar residuos difíciles y flujos intermitentes, se han producido varios diseños de plantas de tratamiento híbridas. Estas plantas a menudo combinan al menos dos etapas de las tres etapas de tratamiento principales en una etapa combinada. En el Reino Unido, donde una gran cantidad de plantas de tratamiento de aguas residuales atienden a pequeñas poblaciones, las plantas en paquete son una alternativa viable a la construcción de una gran estructura para cada etapa del proceso. En los EE. UU., las plantas en paquete se utilizan típicamente en áreas rurales, áreas de descanso en las carreteras y parques de caravanas. [15]
Las plantas de empaque pueden denominarse de alta carga o de baja carga . Esto se refiere a la forma en que se procesa la carga biológica. En los sistemas de alta carga, la etapa biológica se presenta con una alta carga orgánica y luego el material orgánico y floculado combinado se oxigena durante algunas horas antes de volver a cargarse con una nueva carga. En el sistema de baja carga, la etapa biológica contiene una carga orgánica baja y se combina con el floculado durante períodos más prolongados.
En algunas zonas, donde hay más terreno disponible, las aguas residuales se tratan en grandes zanjas redondas u ovaladas con uno o más aireadores horizontales, normalmente llamados aireadores de cepillo o de disco, que impulsan el licor mezclado alrededor de la zanja y proporcionan aireación. [11] Se trata de zanjas de oxidación, a menudo denominadas por los nombres comerciales del fabricante, como Pasveer, Orbal o Carrousel. Tienen la ventaja de que son relativamente fáciles de mantener y son resistentes a las cargas de choque que a menudo se producen en comunidades más pequeñas (es decir, a la hora del desayuno y por la noche).
Las zanjas de oxidación se instalan comúnmente como tecnología de "instalación y olvido", con parámetros de diseño típicos de un tiempo de retención hidráulica de 24 a 48 horas y una edad del lodo de 12 a 20 días. Esto se compara con las plantas de lodos activados nitrificantes que tienen un tiempo de retención de 8 horas y una edad del lodo de 8 a 12 días.
Cuando la tierra escasea, las aguas residuales pueden tratarse mediante la inyección de oxígeno en una corriente de lodo de retorno presurizado que se inyecta en la base de un tanque de columna profundo enterrado en el suelo. Estos pozos pueden tener hasta 100 metros (330 pies) de profundidad y están llenos de licor de depuradora. A medida que las aguas residuales ascienden, el oxígeno forzado a disolverse por la presión en la base del pozo se libera en forma de oxígeno molecular, lo que proporciona una fuente de oxígeno altamente eficiente para la biota de lodos activados. El oxígeno ascendente y el lodo de retorno inyectado proporcionan el mecanismo físico para mezclar las aguas residuales y los lodos. El lodo y las aguas residuales mezclados se decantan en la superficie y se separan en componentes de lodo y sobrenadante. La eficiencia del tratamiento de pozos profundos puede ser alta.
Los aireadores de superficie suelen tener una eficiencia de aireación de 0,5 a 1,5 kg O 2 /kWh (1,1 a 3,3 lb O 2 /kWh), la aireación difusa de 1,5 a 2,5 kg O 2 /kWh (3,3 a 5,5 lb O 2 / kWh). Los de pozo profundo afirman tener una eficiencia de 5 a 8 kg O 2 /kWh (11 a 18 lb O 2 /kWh).
Sin embargo, los costos de construcción son altos. Deep Shaft ha tenido la mayor aceptación en Japón, [16] debido a los problemas de superficie. Deep Shaft fue desarrollado por ICI , como un derivado de su proceso Pruteen. En el Reino Unido se encuentra en tres sitios: Tilbury, Anglian Water, tratando un agua residual con una alta contribución industrial; [17] Southport, United Utilities, debido a problemas de espacio de tierra; y Billingham, ICI, nuevamente tratando efluentes industriales, y construido (después de los pozos de Tilbury) por ICI para ayudar al agente a vender más.
DeepShaft es un proceso patentado y con licencia. El licenciatario ha cambiado varias veces y actualmente (2015) Noram Engineering [18] lo comercializa.
La mayoría de los procesos de oxidación biológica para el tratamiento de aguas residuales industriales tienen en común el uso de oxígeno (o aire) y la acción microbiana. Los tanques de aireación superficial logran una eliminación del 80 al 90% de la DBO con tiempos de retención de 1 a 10 días. [19] Los tanques pueden tener una profundidad de entre 1,5 y 5,0 metros (4,9 a 16,4 pies) y utilizan aireadores accionados por motor que flotan en la superficie de las aguas residuales. [19]
En un sistema de balsas aireadas, los aireadores cumplen dos funciones: transfieren el aire a las balsas que requieren las reacciones de oxidación biológica y proporcionan la mezcla necesaria para dispersar el aire y poner en contacto los reactivos (es decir, oxígeno, aguas residuales y microbios). Normalmente, los aireadores de superficie flotante están diseñados para suministrar la cantidad de aire equivalente a 1,8 a 2,7 kilogramos de O2 / kWh (4,0 a 6,0 lb de O2 / kWh). Sin embargo, no proporcionan una mezcla tan buena como la que se logra normalmente en los sistemas de lodos activados y, por lo tanto, las balsas aireadas no alcanzan el mismo nivel de rendimiento que las unidades de lodos activados. [19]
Los procesos de oxidación biológica son sensibles a la temperatura y, entre 0 y 40 °C (32 y 104 °F), la velocidad de las reacciones biológicas aumenta con la temperatura. La mayoría de los recipientes con aireación superficial funcionan a temperaturas entre 4 y 32 °C (39 y 90 °F). [19]
Los reactores secuenciales por lotes (SBR) tratan las aguas residuales en lotes dentro del mismo recipiente. Esto significa que el biorreactor y el clarificador final no están separados en el espacio, sino en una secuencia cronometrada. La instalación consta de al menos dos tanques equipados de manera idéntica con una entrada común, que puede alternarse entre ellos. Mientras un tanque está en modo de sedimentación/decantación, el otro está aireando y llenándose.
El licor de las aguas residuales se introduce en tanques profundos con sistemas de aireación con rejilla difusora que se fijan al suelo. Son como la piedra difusora de aire que se utiliza en los acuarios de peces tropicales , pero a una escala mucho mayor. Se bombea aire a través de los bloques y la cortina de burbujas que se forma oxigena el licor y también proporciona la acción de mezclado necesaria. Cuando la capacidad es limitada o las aguas residuales son inusualmente fuertes o difíciles de tratar, se puede utilizar oxígeno en lugar de aire. Normalmente, el aire se genera mediante algún tipo de soplador de aire.
Tubos montados verticalmente de hasta 1 metro (3,3 pies) de diámetro que se extienden desde justo por encima de la base de un tanque de hormigón profundo hasta justo debajo de la superficie del licor de depuradora. Un pozo típico puede tener 10 metros (33 pies) de altura. En el extremo de la superficie, el tubo tiene forma de cono con paletas helicoidales unidas a la superficie interior. Cuando se gira el tubo, las paletas hacen girar el licor hacia arriba y hacia afuera de los conos, extrayendo nuevo licor de depuradora de la base del tanque. En muchas plantas, cada cono está ubicado en una celda separada que se puede aislar de las celdas restantes si es necesario para el mantenimiento. Algunas plantas pueden tener dos conos por celda y algunas plantas grandes pueden tener 4 conos por celda.
Los sistemas de aireación de lodos activados con oxígeno puro son recipientes de reactores de tanque sellado con impulsores de tipo aireador de superficie montados dentro de los tanques en la interfaz de la superficie del licor de carbono y oxígeno. La cantidad de oxígeno arrastrado, u OD (oxígeno disuelto), se puede controlar mediante un control de nivel ajustado por vertedero y una válvula de alimentación de oxígeno controlada por oxígeno de gas de ventilación. El oxígeno se genera en el sitio mediante destilación criogénica de aire, adsorción por oscilación de presión u otros métodos. Estos sistemas se utilizan donde el espacio de la planta de aguas residuales es limitado y se requiere un alto rendimiento de aguas residuales, ya que los altos costos de energía implican la purificación del oxígeno.
Un nuevo desarrollo del proceso de lodos activados es el proceso Nereda , que produce un lodo granular que sedimenta muy bien (el índice de volumen de lodo se reduce de 200-300 a 40 mililitros por gramo (192-288 a 38 US fl oz/oz)). Se crea un nuevo sistema de reactor de proceso para aprovechar este lodo de sedimentación rápida y se integra en el tanque de aireación en lugar de tener una unidad separada en el exterior. [2] Alrededor de 30 plantas de tratamiento de aguas residuales Nereda en todo el mundo están operativas, en construcción o en diseño, y varían en tamaño desde 5.000 hasta 858.000 personas equivalentes. [3]
Puede producirse una acumulación de lodos que dificulta la sedimentación de los lodos activados y, con frecuencia, tiene un impacto negativo en la calidad final del efluente. El tratamiento de la acumulación de lodos y la gestión de la planta para evitar que vuelva a ocurrir requiere una gestión especializada y puede requerir la dotación de personal a tiempo completo en la planta para permitir una intervención inmediata. [1]
La descarga de contaminación industrial tóxica en plantas de tratamiento diseñadas principalmente para tratar aguas residuales domésticas puede crear alteraciones en el proceso. [20]
El proceso de lodos activados es un ejemplo de un proceso más tecnológico, más intensivo en energía o "mecanizado" que es relativamente caro en comparación con otros sistemas de tratamiento de aguas residuales. Puede proporcionar un nivel de tratamiento muy alto. [21] : 239
Las plantas de lodos activados dependen completamente de un suministro eléctrico para alimentar los aireadores y transferir los sólidos sedimentados de vuelta a la entrada del tanque de aireación y, en muchos casos, para bombear los lodos residuales y el efluente final. En algunas plantas, las aguas residuales sin tratar se elevan mediante bombas hasta la cabecera de la planta para proporcionar una caída suficiente a través de la planta para permitir una altura de descarga satisfactoria para el efluente final. Las tecnologías alternativas, como el tratamiento con filtros percoladores, requieren mucha menos energía y pueden funcionar únicamente por gravedad.
El proceso de lodos activados fue descubierto en 1913 en el Reino Unido por dos ingenieros, Edward Ardern y WT Lockett, [11] que estaban realizando investigaciones para el Departamento de Ríos de la Corporación de Manchester en Davyhulme Sewage Works . En 1912, Gilbert Fowler , un científico de la Universidad de Manchester , observó experimentos que se llevaban a cabo en la Estación Experimental Lawrence en Massachusetts que involucraban la aireación de aguas residuales en una botella que había sido recubierta con algas. Los colegas ingenieros de Fowler, Ardern y Lockett, [11] experimentaron en el tratamiento de aguas residuales en un reactor de extracción y llenado , que produjo un efluente altamente tratado. Airearon las aguas residuales de forma continua durante aproximadamente un mes y pudieron lograr una nitrificación completa del material de muestra. Creyendo que el lodo se había activado (de manera similar al carbón activado ), el proceso se denominó lodo activado . No fue hasta mucho después que se comprendió que lo que en realidad había ocurrido era un medio para concentrar organismos biológicos, disociando el tiempo de retención de líquidos (idealmente, bajo, para un sistema de tratamiento compacto) del tiempo de retención de sólidos (idealmente, bastante alto, para un efluente bajo en DBO5 y amoníaco).
Sus resultados se publicaron en su influyente artículo de 1914, y el primer sistema de flujo continuo a gran escala se instaló en Worcester dos años después. Tras la Primera Guerra Mundial , el nuevo método de tratamiento se extendió rápidamente, especialmente en los EE. UU., Dinamarca , Alemania y Canadá . A finales de la década de 1930, el tratamiento con lodos activados se convirtió en un proceso de tratamiento biológico de aguas residuales muy conocido en aquellos países donde los sistemas de alcantarillado y las plantas de tratamiento de aguas residuales eran comunes. [22]
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