En una planta de tratamiento de aguas residuales A²/O, el clarificador secundario es mucho más que un tanque para separar los lodos del agua.
Lo que sucede con los lodos sedimentados tiene un efecto directo sobre el proceso biológico.
Parte del lodo regresa a los tanques biológicos como lodo activado de retorno (RAS). Otra parte se elimina como lodo activado residual (WAS).
Estos dos flujos pueden provenir del mismo clarificador, pero tienen finalidades completamente diferentes.
Comprender esta diferencia es esencial para operar un sistema A²/O correctamente.
1. ¿Qué sucede en el clarificador secundario?
Luego de pasar por las zonas anaeróbica, anóxica y aeróbica, el licor mezclado ingresa al clarificador secundario.
El propósito del clarificador es permitir que los lodos activados se sedimenten mientras el agua clarificada sale a través del sistema de recolección de efluentes.
Una ruta de flujo simplificada es:
Proceso biológico A²/O → Clarificador secundario → Efluente clarificado
En el fondo del clarificador, los lodos sedimentados se recogen y se dividen entre los sistemas de lodos de retorno y de lodos residuales.
Esto crea dos caminos separados:
RAS:devuelve la biomasa al proceso biológico.
ERA:Elimina el exceso de biomasa del sistema.
2. Devolución de lodos activados: mantenimiento de la biomasa en el sistema
La ruta típica del flujo RAS en un proceso A²/O convencional es:
Clarificador secundario → Bomba RAS → Tanque anaeróbico
La descripción de la EPA del proceso convencional A²/O muestra que RAS regresa a la cabecera de la zona anaeróbica junto con el afluente secundario.
¿Por qué es esto necesario?
Porque el proceso de tratamiento biológico depende de una población de microorganismos.
Si los lodos activados simplemente salieran de la planta con el efluente clarificado, la concentración de biomasa en los tanques biológicos disminuiría gradualmente.
RAS previene esto al devolver los microorganismos asentados al frente del proceso biológico.
En un sistema A²/O, el lodo devuelto también contiene PAO, que son importantes para la eliminación biológica del fósforo.
Por tanto, el flujo RAS afecta a más que MLSS. También influye en la población biológica y las condiciones en las que se produce la eliminación del fósforo.
3. ¿Existe una relación RAS estándar?
No existe un porcentaje único de RAS que sea correcto para cada planta de A²/O.
El flujo de lodo de retorno puede expresarse como un porcentaje del flujo de entrada, pero la configuración adecuada depende de las condiciones operativas reales.
Los operadores pueden considerar:
Concentración de MLSS
Características de sedimentación de lodos
Manta de lodos del clarificador secundario
Concentración de lodos de retorno
Carga hidráulica
Requisitos del proceso biológico.
Rendimiento del clarificador
Por lo tanto, un porcentaje fijo de RAS no debería sustituir la supervisión del proceso.
Si el RAS es demasiado bajo, los sólidos pueden acumularse en el clarificador y el MLSS en el proceso biológico puede disminuir.
Si el RAS es innecesariamente alto, la energía de bombeo aumenta y es posible que el clarificador y el proceso biológico no funcionen con mayor eficacia.
La configuración correcta es aquella que mantiene estable el inventario de sólidos y el desempeño del clarificador bajo las condiciones reales de la planta.
4. Residuos de lodos activados: por qué algunos lodos deben abandonarse
RAS mantiene la biomasa en el sistema.
WAS elimina el exceso de biomasa.
Los microorganismos crecen continuamente durante el tratamiento biológico. Si no se elimina el exceso de sólidos, la cantidad de biomasa en el sistema puede seguir aumentando y la edad del lodo puede llegar a ser demasiado alta para las condiciones operativas previstas.
Una ruta WAS típica es:
Clarificador secundario → Bomba de lodos residuales → Almacenamiento/espesamiento de lodos → Deshidratación de lodos
Dependiendo de la planta, los lodos pueden ser tratados mediante un filtro prensa, un filtro prensa de cinta, una centrífuga u otro sistema de deshidratación.
Por lo tanto, el desperdicio de lodos no es simplemente un paso de eliminación. Es una importante operación de control de procesos.
5. Tuberías auxiliares: las líneas pequeñas siguen siendo importantes
La tubería de proceso principal recibe la mayor atención, pero también son importantes varios sistemas auxiliares.
Drenaje del Tanque
Se pueden instalar líneas de drenaje en el fondo de tanques biológicos y clarificadores para:
Mantenimiento
Limpieza
Inspección
Eliminación de lodos
Deshidratación de tanques
El sistema de drenaje debe proporcionar una ruta segura para las aguas residuales o lodos hasta un punto de tratamiento o manipulación adecuado.
Dosificación de químicos
Algunas plantas de A²/O utilizan dosificación química para complementar el tratamiento biológico.
Se puede agregar una fuente de carbono externa cuando las aguas residuales no contienen suficiente carbono biodegradable para la desnitrificación requerida.
La precipitación química de fósforo también se puede utilizar cuando la eliminación biológica de fósforo por sí sola no puede alcanzar de manera confiable la concentración requerida de TP del efluente.
El lugar de dosificación depende del objetivo del tratamiento, el producto químico utilizado, las condiciones de mezcla y la configuración general de la planta. No existe un único punto de dosificación adecuado para todas las plantas de A²/O. La guía de la EPA señala que la adición de productos químicos se puede utilizar junto con la eliminación biológica de fósforo para lograr concentraciones de fósforo más bajas y más confiables.
9. El flujo de lodos y efluentes A²/O en una sola imagen
El flujo aguas abajo completo se puede simplificar de la siguiente manera:
tanque aeróbico
↓
clarificador secundario
↙ ↘
RAS Efluente clarificado
↓ ↓
tanque anaeróbico Tratamiento avanzado / Desinfección
↓
Descargar
Al mismo tiempo:
Lodos del clarificador secundario → Bomba WAS → Manejo de lodos → Deshidratación → Eliminación final de lodos o reutilización
Este sencillo diagrama explica por qué el clarificador secundario está estrechamente conectado tanto con el proceso biológico como con el sistema de manejo de lodos.