Envejecimiento de lodos versus envenenamiento por lodos
Estos dos problemas pueden producir síntomas similares pero tienen causas muy diferentes.
| Problema | Causa típica | Desarrollo |
|---|---|---|
| Intoxicación por lodos | Las sustancias tóxicas o inhibidoras ingresan al sistema biológico. | Generalmente repentino |
| Envejecimiento de lodos | Edad excesiva de los lodos, baja relación F/M, desperdicio insuficiente de lodos, etc. | Gradual y crónico |
Comprender esta diferencia es importante porque las medidas correctivas son completamente diferentes.
Cómo confirmar el envejecimiento de los lodos con indicadores de laboratorio
Las observaciones visuales proporcionan sólo un diagnóstico preliminar. Los datos de laboratorio deben utilizarse junto con observaciones de campo para realizar una evaluación más confiable.
Edad del lodo (SRT)
Un nivel significativamente altotiempo de retención de lodos (SRT)es uno de los indicadores más importantes.
Cuando los lodos permanecen en el sistema biológico durante un período excesivamente largo sin un desperdicio suficiente, gradualmente se acumulan biomasa vieja y sólidos inertes.
Relación FM/M
Un muy bajoProporción de alimentos-a-microorganismos (F/M)generalmente indica que no hay suficiente materia orgánica biodegradable en relación con la cantidad de biomasa en el sistema.
Por ejemplo, una relación F/M por debajo de aproximadamente0,05–0,1 kg DBO₅/(kg MLSS·d)puede indicar condiciones de carga extremadamente bajas, dependiendo del proceso y diseño del tratamiento.
MLSS
Un nivel anormalmente altoMLSSLa concentración puede deberse a la acumulación continua de lodos.
Sin embargo, un valor alto de MLSS no significa necesariamente que el sistema contenga una gran cantidad de biomasa activa. Una parte importante puede consistir en biomasa muerta y sólidos inertes.
SVI
Un muy bajoÍndice de volumen de lodos (SVI)puede indicar lodos excesivamente densos y compactos.
Un SVI por debajo de aproximadamente50–70 ml/gpuede estar asociado con lodos densos y de rápida sedimentación y puede ocurrir en condiciones opuestas a la acumulación típica de lodos.
Relación MLVSS/MLSS
Una disminución continuaRelación MLVSS/MLSSindica que la proporción de biomasa activa o volátil está disminuyendo en relación con el total de sólidos en suspensión.
Esto puede indicar una acumulación creciente de biomasa muerta y material inorgánico inerte.
Cinco causas principales del envejecimiento de los lodos
1. Desperdicio insuficiente de lodos
No descargar el exceso de lodo de manera oportuna permite que el lodo viejo se acumule continuamente, lo que hace que la edad real del lodo exceda el rango de diseño del proceso.
2. Carga de afluente baja y prolongada
Durante períodos de producción reducida, fluctuaciones estacionales o bajo flujo de aguas residuales domésticas, la carga orgánica afluente puede llegar a ser muy baja.
Los microorganismos reciben alimentos insuficientes y permanecen en una condición de inanición crónica, lo que acelera la respiración endógena y el envejecimiento de los lodos.
3. Aireación excesiva
Para lograr una mejor calidad del efluente, los operadores a veces aumentan excesivamente la aireación y mantienen el OD por encima.3 a 4 mg/ldurante largos períodos.
La aireación excesiva puede aumentar el consumo de energía y la respiración endógena y puede contribuir al deterioro de la estructura de los flóculos de lodo en condiciones prolongadas de carga baja-.
4. Baja temperatura
Durante las estaciones frías, las tasas de crecimiento y reproducción microbiana disminuyen.
Si no se ajusta adecuadamente el desperdicio de lodos, la edad efectiva de los lodos puede aumentar. La nueva biomasa crece más lentamente mientras los lodos viejos permanecen en el sistema, lo que agrava aún más el problema del envejecimiento.
5. Circulación excesiva de lodos de retorno
Una proporción de lodos activados de retorno (RAS) excesivamente alta puede hacer que los lodos viejos circulen repetidamente entre el clarificador secundario y el tanque de aireación.
Si el desperdicio de lodos es insuficiente, esta circulación no elimina la biomasa envejecida del sistema. En cambio, el lodo viejo continúa acumulándose, creando un ciclo que agrava el envejecimiento del lodo.
Cómo corregir el envejecimiento de los lodos: 5 pasos prácticos
1. Aumentar el desperdicio de lodos y reducir la SRT
La solución más fundamental es eliminar gradualmente el exceso de lodos envejecidos.
El desperdicio continuo de lodos a un ritmo controlado permite sustituir los lodos viejos e inertes por nueva biomasa.
No retire una gran cantidad de lodo de repente.Una reducción brusca del MLSS puede desestabilizar el sistema biológico e incluso provocar el fracaso del tratamiento.
En su lugar, aumente gradualmente el desperdicio de lodos y ajuste el SRT hacia el rango de diseño de proceso apropiado.
2. Optimizar la aireación y controlar el OD
Evite la aireación excesiva.
Para muchos procesos aeróbicos convencionales de lodos activados, mantener el OD alrededor2,0 a 2,5 mg/len la zona aeróbica puede ser apropiado, aunque el valor óptimo depende del proceso específico, la carga, los requisitos de nitrificación y los objetivos de efluentes.
El objetivo no es simplemente maximizar el suministro de oxígeno sino proporcionar suficiente oxígeno para el tratamiento biológico sin aireación innecesaria.
3. Mejorar la relación F/M
Cuando el sistema opera bajo una carga orgánica baja prolongada, se deben revisar las condiciones de operación.
Cuando la configuración del proceso lo permita, se puede ajustar el volumen de aireación efectivo. Cuando la fuente de carbono afluente es extremadamente baja, se puede considerar una fuente de carbono externa apropiada, como acetato de sodio o metanol, para respaldar la actividad biológica.
Cualquier adición de carbono externo debe basarse en los requisitos reales del proceso y controlarse cuidadosamente.
4. Optimice la proporción de lodos de retorno
La proporción de lodo activado de retorno debe ajustarse de acuerdo con las características de sedimentación del lodo, la profundidad del manto de lodo, los requisitos de MLSS y el rendimiento del clarificador.
Un control adecuado de RAS puede ayudar a mantener la concentración de biomasa deseada y al mismo tiempo evitar la circulación innecesaria de lodos.
5. No utilice floculantes para ocultar el problema
Cuando el efluente se vuelve turbio, agregar una gran cantidad de floculante puede mejorar temporalmente la claridad del agua al forzar la sedimentación de las partículas finas.
Sin embargo, esto no resuelve el problema biológico subyacente.
Si el envejecimiento del lodo no se resuelve, las malas características del lodo y la calidad inestable del efluente pueden regresar repetidamente.
Por lo tanto, la prioridad debería serrestaurar lodos biológicos saludables, en lugar de simplemente tratar el síntoma visible.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el envejecimiento de lodos en el tratamiento de aguas residuales?
El envejecimiento del lodo ocurre cuando el lodo activado permanece en el sistema biológico durante demasiado tiempo, a menudo en condiciones de baja carga orgánica. La biomasa va perdiendo actividad paulatinamente, mientras se acumulan sólidos muertos e inertes.
¿Cuáles son los principales signos de lodos envejecidos?
Los signos típicos incluyen color oscuro del lodo, sedimentación rápida pero densa, sobrenadante turbio, lodo flotante fino, floculación deficiente, SVI bajo, MLSS alto con una relación MLVSS/MLSS decreciente y deterioro gradual de la eliminación de DQO y amoníaco.
¿Puede la aireación excesiva provocar el envejecimiento de los lodos?
La aireación excesiva puede contribuir al deterioro de los lodos, especialmente en condiciones prolongadas de carga baja-. Mantener OD innecesariamente alto aumenta el consumo de energía y puede promover la respiración endógena. Por lo tanto, la aireación debe adaptarse a la demanda real de oxígeno del proceso.
¿Cómo se recuperan los lodos activados envejecidos?
El enfoque principal es aumentar gradualmente el desperdicio de lodos, reducir el exceso de SRT, optimizar la operación de OD y RAS y restaurar una relación F/M adecuada. Se debe evitar la eliminación de lodos a gran escala- porque una reducción repentina del MLSS puede desestabilizar el sistema biológico.
¿El SVI bajo es siempre un signo de envejecimiento de los lodos?
No. Un SVI bajo indica lodo denso y de rápida sedimentación, pero por sí solo no prueba el envejecimiento del lodo. El SVI debe evaluarse junto con SRT, F/M, MLSS, MLVSS/MLSS, la calidad del efluente y la apariencia real del lodo.
¿Se deben agregar floculantes cuando los lodos envejecidos causan efluentes turbios?
Los floculantes pueden mejorar temporalmente la eliminación de sólidos, pero no resuelven el problema biológico subyacente. La prioridad debería ser identificar y corregir la causa del envejecimiento de los lodos.
Aplicación de equipos en sistemas de lodos activados
Mantener lodos activados saludables también depende de una mezcla estable, la transferencia de oxígeno y la circulación de lodos.
Mezcladores sumergiblespuede ayudar a mantener una mezcla uniforme en tanques biológicos, prevenir la deposición excesiva de sólidos y mejorar el contacto entre los microorganismos y las aguas residuales. La mezcla adecuada es particularmente importante en zonas anóxicas y anaeróbicas donde la aireación excesiva no es deseable.
Bombas sumergibles de recirculaciónSe puede utilizar para la circulación interna de lodos o aguas residuales, ayudando a mantener el flujo requerido entre diferentes zonas de tratamiento biológico.
Equipo de aireación, incluidos los difusores-de burbujas finas y los sistemas de aireación por chorro, suministran el oxígeno que necesitan los microorganismos aeróbicos. El sistema de aireación debe seleccionarse y controlarse según la demanda real de oxígeno en lugar de simplemente funcionar a su máxima capacidad.
La selección del equipo y la estrategia operativa deben basarse en última instancia en las características de las aguas residuales, las dimensiones del tanque, el proceso de tratamiento, el MLSS, la demanda de oxígeno y la calidad requerida del efluente.
