El coste de la acumulación de lodos y fango en la EDAR.

Antecedentes.

Uno de los principales retos para los operadores de las EDAR consiste en mantener en equilibrio el volumen de sólidos acumulados en una planta de tratamiento de aguas residuales. En este post, desde MicroPlanet analizamos principalmente el coste de la acumulación de lodos y fango en la EDAR. Analizaremos el tiempo empleado en la supervisión, el impacto de un volumen inadecuado y el correspondiente coste económico que repercute directamente en la explotación.

¿Sabes lo que cuesta una acumulación excesiva de sólidos en tu planta?

Las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales de fangos activos (EDAR) funcionan con concentraciones de fango activo, (sólidos en suspensión en licor mezcla, MLSS), que varían aproximadamente entre 1 500 y 5 000 mgSS/L.

Ventajas de concentraciones altas de sólidos.

En los biorreactores de membrana (MBR), las concentraciones típicas de MLSS son aún más altas, (de 10 000 a 12 000 mgSS/L). Una concentración más alta podría resultar ventajosa, ya que permite utilizar tanques de aireación más pequeños mientras se realiza el mismo nivel de tratamiento. Por lo tanto, aumentar el MLSS, y convertir potencialmente el lodo activado de modo convencional a MBR, puede permitir a una EDAR enfrentarse a los problemas debidos a una capacidad insuficiente.

Desventajas de concentraciones altas de sólidos.

Sin embargo, incrementar la concentración de MLSS también tiene algunas desventajas. A medida que aumenta la concentración de MLSS, disminuye la eficiencia de la aireación. Por ejemplo, al pasar de una concentración de MLSS de 3 000 mgSS/L a 4 000 mgSS/L, la eficiencia de la aireación disminuye aproximadamente en un 9%.

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Es aceptado que más del 50% de la demanda de energía en una EDAR típica se atribuye a la aireación; por lo tanto, optimizar la oxigenación manteniendo una concentración de MLSS correcta en lugar de aumentar solamente el volumen de lodos, consigue ahorrar energía, y por tanto dinero, de manera significativa en nuestra explotación. La demanda de energía de la aireación está relacionada con la concentración de MLSS a través del factor alfa. El factor alfa se define como la relación existente entre la eficiencia de la aireación en el agua de proceso, (aguas residuales), y el agua limpia, y es indirectamente proporcional al consumo de energía teórico.

Optimización del sistema: proporción de biomasa viva y muerta en lodos.

De esta manera, mantener la concentración de MLSS en niveles óptimos es decisivo tanto para el rendimiento de la depuración como para la eficiencia energética. Es importante reconocer que, si bien la concentración de MLSS se usa a menudo como un sustituto de la biomasa, la proporción de biomasa viva y muerta varía ampliamente dependiendo de varios factores, como la toxicidad y los nutrientes disponibles. Por lo tanto, un mejor parámetro de control del proceso en este caso es la ratio de biomasa activa, (ABR), que se calcula a partir del ATP celular, (de los microorganismos presentes en el reactor), y la concentración de MLSS, para obtener la fracción real de biomasa viva. Es decir, podemos realizar una optimización de lodos reduciendo la concentración de MLSS, (y por lo tanto el consumo de energía), mientras mantenemos el índice de biomasa activa o ABR constante. Esto se consigue mediante la purga de cantidades excesivas de sólidos no biológicos o muertos.

Un ejemplo concreto.

Una planta de tratamiento de aguas residuales de lodos activados convencional opera actualmente con una concentración de MLSS de 4 000 mgSS/L y un índice ABR del 15%. El índice ABR mínimo recomendado para las EDAR de lodos activos urbanos es del 20%.

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Para lograr un ABR del 20%, la concentración de MLSS debería disminuir aproximadamente a 3 000 mgSS/L. Según la investigación realizada por Krampe y Krauth (2003), esta disminución en la concentración de MLSS corresponde a un aumento de aproximadamente el 9% en el factor alfa, y por lo tanto a una reducción del 9% en el consumo de energía de la aireación. Para una planta de tratamiento de aguas residuales de 50 MGD, esto corresponde a un ahorro anual de más de 100.000 $ (Nota). Es decir, que hay claramente un importante retorno de la inversión, asociado directamente a la optimización de lodos en la planta.
(Nota: Asumiendo que: 1 700 kWh/MG, el 52% de la energía se destina a la aireación y una tasa de potencia de $0.07/ kWh).

Esperemos que le haya resultado útil e interesante esta información sobre el coste de la acumulación de lodos en una EDAR. No dude en ponerse en contacto con nosotros si necesita más información sobre la gestión de los sólidos en el tratamiento de aguas residuales. O sobre  los productos y herramientas de control que existen en el mercado para ello. Estamos a su disposición para ayudarle.

Fuente: LuminUltra – Microbial Monitoring.
Fuente original: The Cost of High Solids in Your Wastewater Treatment Plant.
Fuente consultada: Aguasresiduales.info en fecha viernes, 11 de septiembre de 2020.