Una laguna aireada (o estanque aireado ) es un sistema simple de tratamiento de aguas residuales que consiste en un estanque con aireación artificial para promover la oxidación biológica de las aguas residuales . [1] [2] [3] [4]
Existen muchos otros procesos biológicos aeróbicos para el tratamiento de aguas residuales, como por ejemplo los lodos activados , los filtros percoladores , los contactores biológicos rotativos y los biofiltros . Todos ellos tienen en común el uso de oxígeno (o aire ) y la acción microbiana para reducir los contaminantes presentes en las aguas residuales.
Las lagunas mixtas de suspensión fluyen a través de sistemas de lodos activados donde el efluente tiene la misma composición que el licor mezclado en la laguna. Normalmente, el lodo tendrá un tiempo de residencia o una edad de lodo de 1 a 5 días. Esto significa que la demanda química de oxígeno (DQO) eliminada es relativamente pequeña y, por lo tanto, el efluente es inaceptable para su descarga en aguas receptoras. [5] Por lo tanto, el objetivo de la laguna es actuar como un floculador asistido biológicamente que convierte los orgánicos biodegradables solubles en el afluente en una biomasa que puede sedimentarse como lodo. [5] Por lo general, el efluente se coloca luego en un segundo estanque donde el lodo puede sedimentarse. El efluente luego se puede eliminar desde la parte superior con una baja demanda química de oxígeno, mientras que el lodo se acumula en el suelo y experimenta una estabilización anaeróbica. [5]
Existen muchos métodos para airear una laguna o cuenca:
Los estanques o cuencas que utilizan aireadores de superficie flotantes logran una eliminación del 80 al 90% de DBO con tiempos de retención de 1 a 10 días. [6] Los estanques o cuencas pueden variar en profundidad de 1,5 a 5,0 metros. [6]
En un sistema de aireación superficial, los aireadores cumplen dos funciones: transfieren aire a los estanques requeridos por 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 flotantes de alta velocidad están diseñados para suministrar la cantidad de aire equivalente a 1 a 1,2 kg [[O 2 ]]/ 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, los estanques aireados no alcanzan el mismo nivel de rendimiento que las unidades de lodos activados. [6]
Con aireadores de superficie de baja velocidad, la SOTE (eficiencia estándar de transferencia de oxígeno) es mayor gracias a una mejor capacidad de mezcla. Esta capacidad de mezcla de un impulsor depende en gran medida del diámetro del impulsor. Los aireadores de superficie de baja velocidad presentan un diámetro tan alto. Por lo tanto, la SOTE para aireadores de superficie de baja velocidad es de aproximadamente 2 a 2,5 kg O 2 /kWh. Es por eso que los aireadores de superficie de baja velocidad se utilizan principalmente en el tratamiento de aguas residuales o industriales, ya que las plantas de tratamiento de aguas residuales [ aclaración necesaria ] son más grandes y el ahorro de energía se vuelve muy interesante.
Los procesos de oxidación biológica son sensibles a la temperatura y, entre 0 °C y 40 °C, la velocidad de las reacciones biológicas aumenta con la temperatura. La mayoría de los recipientes con aireación superficial funcionan a temperaturas entre 4 °C y 32 °C. [6]
El aire difundido sumergido es esencialmente una forma de rejilla difusora dentro de una laguna. Hay dos tipos principales de sistemas de aireación difundida sumergida para aplicaciones en lagunas: lateral flotante y lateral sumergido. Ambos sistemas utilizan difusores de burbujas finas o medianas para proporcionar aireación y mezcla al agua de proceso. Los difusores pueden estar suspendidos ligeramente por encima del piso de la laguna o pueden descansar en el fondo. Una línea de aire flexible o una manguera de aire con peso suministra aire a la unidad difusora desde el lateral de aire (ya sea flotante o sumergido). [7]