AGUAS RESIDUALES DEFINICIONES

LODOS ACTIVADOS: DEFINICION, CLASIFICACION Y TIPOS

plantas de tratamiento de aguas
LODOS ACTIVADOS: DEFINICION, CLASIFICACION Y TIPOS

El proceso de lodos activados es un proceso biológico conocido como bioproceso, el cual permite desarrollar una depuración de origen natural donde los microorganismos presentes en el mismo, tratan el agua contaminada y la convierten a su estado natural mediante procesos anaerobios por medio de aireación prolongada y la recirculación de fangos activos que eliminan las sustancias biodegradables disueltas en las aguas residuales.


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El proceso de lodos activados es un proceso biológico conocido también como bioproceso, el cual permite desarrollar una depuración de origen natural donde los microorganismos presentes en el mismo, permiten depurar el agua contaminada a su estado natural por medio de procesos anaerobios mediante la aireación prolongada y la recirculación de fangos activos que eliminan las sustancias biodegradables disueltas en las aguas residuales.

¿Qué Es La Depuración Biológica?

La depuración mediante fangos o barros activados, es un proceso de tipo biológico empleado para el tratamiento convencional de aguas residuales ya sean de tipo doméstico o urbano, y el cual consiste en el desarrollo de un cultivo bacteriano disperso en forma de flóculo en un depósito agitado, aireado y alimentado con el recurso a tratar, que es capaz de metabolizar y transformar a nutrientes los agentes biológicos presentes en el agua.

La agitación que se realiza durante este proceso, evita la sedimentación y permite homogenizar la mezcla que contiene los flóculos bacterianos con el agua residual a tratar.  La aireación durante la depuración, tiene por objeto, suministrar las concentraciones de oxígeno necesarias para la supervivencia y desarrollo tanto de las bacterias como el resto de los microorganismos aerobios presentes, ya que estos, con ayuda de nutrientes tales como nitrógeno, fósforo y oligoelementos, son los encargados de realizar el proceso de depuración biológica.

La depuración biológica es un proceso donde los microorganismos presentes en los lodos activados tratan el agua residual.

La depuración biológica es un proceso donde los microorganismos presentes en los fangos activados tratan el agua residual.

Clasificación y Tipos de Lodos Activados

El tratamiento de depuración biológica de aguas residuales, genera diversos tipos de lodos dentro de cada uno de los procesos individuales que ocurren en el mismo; A continuación, se definirán, describirán y clasificarán cada uno de los tipos de lodos que se generan durante este proceso biológico.

  • Clasificación De Los Lodos Según La Etapa Del Tratamiento Del Agua Residual Donde Se Hayan Generado

Lodos Crudos:

Se conocen como lodos crudos a aquel tipo de fango que no ha sido tratado ni estabilizados, y el cual puede ser extraído de manera directa de los estanques de sedimentación presentes en las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) antes que el proceso de descomposición haya avanzado.  Generalmente este tipo de material se conoce como lodos sin digerir.

Lodos Primarios:

Este tipo de fangos se generan a partir de la decantación primaria mediante el proceso de separación por gravedad de los sólidos en suspensión presentes en el agua residual; la cantidad de lodo primario que se produce mediante dicho proceso, se encuentra ligada a parámetros tales como el volumen del agua tratada, la concentración de sólidos suspendidos presentes en el recurso y la eficiencia del sistema de decantación responsable del tratamiento.

Características Generales de los Lodos Primarios
  • Color: Café a gris.
  • Consistencia: Limosa.
  • Altamente Fermentables y putrescibles, generando mal olor con facilidad.
  • Humedad variable entre 93 y 99 %.
  • Concentración de sólidos totales: 4 a 10 %.
  • Concentración de sólidos volátiles: 60 a 80 %.

Lodos Biológicos, Secundarios O Activos:

Estos materiales se generan durante los procesos realizados en las estaciones de depuración de aguas residuales (EDAR) y son separados mediante decantación secundaria; se encuentran conformados por biomoléculas tales como polisacáridos, proteínas, bacterias y microorganismos, los cuales son los responsables de la cantidad y las características que presentan este tipo de fangos dado que dichas características varían con el metabolismo y grado de crecimiento de los mismos.

Existen una serie de factores, tanto de diseño como ambientales, que influyen considerablemente en la generación de estos lodos, los factores más importantes son los siguientes:

  • Existencia de procesos de nitrificación: la nitrificación genera no sólo la oxidación de la materia orgánica del carbono, sino también la del nitrógeno, por lo que se produce un aumento nitrógeno eliminado en el recurso a tratar y en los fangos.
  • La composición del agua a tratar: aguas residuales con mayores concentraciones de materia orgánica, producen mayor cantidad de lodos.
  • Temperatura: Al tener un aumento considerable en la temperatura del medio generador de los fangos secundarios, se produce una mayor velocidad de reacción y, por tanto, una mayor producción de los mismos.
Características Generales de los Lodos Secundarios
  • Color: Café oscuro
  • Materia orgánica parcialmente estabilizada, generando menos olores.
  • Humedad alta, valores entre 98,5 y 99,5 %.
  • Concentración de sólidos totales: 0,5 a 2 %.
  • Concentración de sólidos volátiles: 70 a 80 %
Los lodos secundarios son generados a partir de procesos de decantación secundaria en las EDAR.

Los lodos secundarios se generan a partir de procesos de decantación secundaria en las EDAR.

Lodos Mixtos:

Los lodos de tipo mixto, son la mezcla que se produce a partir de los fangos primarios y secundarios o activos, los cuales son tratados por medio de la línea de fangos presentes en las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR).

Lodos Químicos, Físico-Químicos O Terciarios:

Este tipo de material se genera en casos donde a la línea de agua residual se le aplican tratamientos químicos o físico – químicos; por lo general, estos lodos se producen a partir de la adición al recurso de sales de hierro o aluminio y cal, los cuales se añaden para mejorar el rendimiento en la reducción de concentraciones de materia orgánica en suspensión presente en el agua, eliminar determinados compuestos inorgánicos disueltos presentes, o precipitar fósforo.

Las características de los fangos químicos se ven afectadas por factores como la química del agua tratada, el potancial de hidrógeno (pH), la mezcla con el reactivo adicionado, el tiempo de reacción y la capacidad de floculación del sistema. La adición de cal en el recurso a tratar mejora el espesamiento y la deshidratación del lodo, mientras que la presencia de sales de hierro y aluminio en los lodos primarios, provoca una disminución de su capacidad de espesamiento y deshidratación.

Características Generales de los Lodos Químicos
  • Color: Café oscuro a negro
  • Velocidad de descomposición menor debido a la fracción inorgánica presente.
  • Mayor generación de lodos debido al uso de productos químicos en el tratamiento de aguas residuales.
  • Fácilmente se pueden deshidratar.
  • Concentración de sólidos totales: 0,5 a 10 %.
  • Concentración de sólidos volátiles: 50 a 70%.
Esquema de clasificación de los diversos tipos de lodos según el proceso de tratamiento de aguas residuales empleado.

Esquema de clasificación de los diversos tipos de lodos según el proceso de tratamiento de aguas residuales que se emplea.

  • Clasificación Según El Tipo De Tratamiento En La Línea De Lodos

Una vez que el material se somete a tratamientos específicos de la línea de fangos, se conocen como lodos tratados, deshidratados, secados y compostados.  A continuación, se describirán y se definirán cada uno de estos tipos de fangos.

Lodos tratados:

Este tipo de fangos, procede de estaciones depuradoras de aguas residuales domésticas o urbanas o de aguas residuales de origen industrial con presencia de componentes similares a los que presentan las aguas residuales domésticas y con bajas concentraciones de elementos contaminantes; el tratamiento de los lodos tratados, incluye tanto tratamientos biológicos, físicos y químicos, como tratamientos térmicos, para posteriormente ser almacenados a largo plazo, de manera que se pueda reducir de forma significativa, la capacidad de fermentación que estos fangos poseen y con ello los inconvenientes sanitarios que se pueden producir al momento de ser empleados.

Los lodos tratados, provienen de estaciones depuradoras de aguas residuales de origen doméstico o urbano.

Los lodos tratados, provienen de estaciones depuradoras de aguas residuales de origen doméstico o urbano.

Lodos deshidratados y Lodos Secados:

Los lodos deshidratados y los secados, son dos tipos de fangos que son sometidos antes de su uso a procesos de pérdida de agua mediante técnicas ya sean físico – químicas o térmicas.  El contenido de humedad que este tipo de fango debe presentar para poder ser clasificado como fango deshidratado, debe ser inferior a ochenta por ciento (80%), mientras que el contenido de humedad para los lodos secados debe ser inferior al setenta por ciento (70%).

El contenido de humedad no debe superar el 80% para que sean clasificados como lodos deshidratados y 70% para clasificarlos como lodos secados.

El contenido de humedad no debe superar el 80% para que se clasifiquen como lodos deshidratados y 70% para clasificarlos como lodos secados.

Lodos compostados:

Este tipo de fangos, ideales para actividades agrícolas donde son empleados como abono para plantas, son sometidos a procesos de transformación biológica aerobia para posteriormente ser fermentados mediante compostaje, con el objetivo de obtener un producto estable y no fitotóxico apto para su uso.

La principal aplicación de los Lodos compostados es en actividades agrícolas en el uso de los mismos como abono para plantas.

La principal aplicación de los lodos compostados es en actividades agrícolas en el uso de los mismos como abono para plantas.

  • Clasificación De Los Lodos Según El Origen Del Efluente A Tratar

Los lodos son aquellos subproductos que se generan a partir de los procesos de tratamiento de las estaciones depuradoras de aguas residuales (PTAR); son importantes por ser una fuente potencial de materia orgánica y de energía y dependen del volumen de aguas residuales que los produzcan.  Dependiendo de la fuente generadora de las aguas residuales, los fangos se clasifican en dos categorías:

Lodos urbanos:

Las aguas residuales domésticas o urbanas, también conocidas como aguas negras, son aguas que se generan en aglomeraciones urbanas mediante los vertidos realizados a partir de las actividades humanas, también son conformadas por aguas procedentes de actividades comerciales, actividades industriales que no generen grandes concentraciones de elementos contaminantes en el recurso y actividades agrícolas que sea realizadas en el interior del casco urbano.  El tratamiento de este tipo de aguas residuales, genera un subproducto conocido como lodos urbanos, los cuales provienen principalmente de lagunas de oxidación o plantas depuradoras.

  • Composición característica de los lodos urbanos:

La tabla que se muestra a continuación, indica las concentraciones características que este tipo de materiales puede presentar:

ParámetroTipo de Lodo Según La Etapa de Tratamiento
PrimariosSecundariosQuímicos
Sólidos Suspendidos30 – 3618 – 2931 – 40
Contenido de Agua (%)92 – 96 97,5 – 9894 – 97
Sólidos Suspendidos Volátiles70 – 8080 – 9055 – 65
Grasas (% S. S)12 – 163 – 54 – 12
Proteínas (% S. S)4 – 1420 – 3010 – 20
Carbohidratos (% S. S)8 – 106 – 85 – 8
pH5,5 – 6,56,5 – 7,56,8 – 7,6
Fósforo (% S. S)0,5 – 1,51,5 – 2,51,5 – 2,5
Nitrógeno (% S. S)2 – 51 – 63 – 7
Bacterias Patógenas (Número más probable por 100 ml)103 – 105100 – 100010 – 100
Organismos Parásitos (Número más probable por 100 ml)8 – 121 – 301 – 3
Metales Pesados (% S. S)0,2 – 20,2 – 20,2 – 2
Cantidad de Fango (l/hab)0,701,700,90
Los lodos urbanos son generados a partir de aguas residuales domésticas o aguas negras procedentes de zonas urbanas.

Los lodos urbanos se generan a partir de aguas residuales domésticas o aguas negras procedentes de zonas urbanas.

Lodos industriales:

Este tipo de material se genera a partir de aguas residuales procedentes de actividades industriales, como, por ejemplo, industrias alimenticias, papeleras, industrias de procesamiento y extracción de metales, entre otras; generalmente, este tipo de aguas presenta concentraciones de sustancias tóxicas, elementos pesados, iones metálicos, productos químicos, hidrocarburos y detergentes, los cuales producen que el recurso se encuentre más contaminado en comparación con las aguas residuales de origen doméstico.

Los lodos industriales, como su nombre lo indica, se generan a partir de aguas residuales producidas en este tipo de ambientes.

Los lodos industriales, como su nombre lo indica, se generan a partir de aguas residuales producidas en este tipo de ambientes.

Componentes De Los Lodos

El principal componente de los diversos tipos de fangos, es el contenido de microorganismos presentes en los mismos; estos organismos utilizan los nutrientes del recurso para su desarrollo y crecimiento celular contribuyendo de esta forma con la limpieza del agua residual.  A continuación, se indican los principales componentes que conforman los fangos activos:

  • Bacterias

Las bacterias, son microorganismos unicelulares, que utilizan los nutrientes para su propia reproducción sin la necesidad de una fuente térmica; estos organismos, son bio – reductores y cumplen con la función de degradar la materia orgánica, permitiendo la estabilización de residuos orgánicos presentes en las plantas de tratamiento.  Las bacterias son las responsables del crecimiento de los lodos en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

  • Agua, Materia Seca y Concentraciones de Elementos

El contenido de agua que se encuentra presente en los lodos activos, depende de factores como el tipo de lodo y el tipo de estabilización que se emplea en los mismos.  La materia seca, presente en los lodos, se conforma por materia orgánica e inorgánica.  Además, los fangos presentan un contenido de elementos traza que son extraídos de las aguas residuales y quedan concentrados en el material; la tabla que se muestra a continuación indica los porcentajes de concentración de los elementos más importantes que componen los fangos.

ElementoConcentración (%)
Carbono50 – 70
Hidrógeno6,5 – 7,3
Oxígeno21 – 24
Nitrógeno15 – 18
Fósforo1 – 1,5
Sulfuros0 – 2,4

Elementos presentes en los fangos activos.

LODOS ACTIVADOS: DEFINICION, CLASIFICACION Y TIPOS
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    (3.5)
3.5

Sobre el Autor

Fibras y Normas de Colombia S.A.S.

Fibras y Normas de Colombia es una empresa que ha sido fundada desde el 2004 y se ha encargado de suministrar agua potable a todos los rincones del país, con la finalidad de llevar hasta los lugares mas recónditos el beneficio de este magnifico recurso natural. Ademas, enfatizamos las prioridades de las personas y nos involucramos en proyectos educativos para compartir los conocimientos en la ciencia del tratamiento de aguas, para impartir nuevas tecnologías que favorezcan el desarrollo de la omnisciencia.

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