En el mundo actual, donde la industrialización y la urbanización avanzan a un ritmo sin precedentes, la gestión eficaz de las aguas residuales es más crucial que nunca. El tratamiento de las aguas residuales va más allá de una mera cuestión técnica; desempeña un papel fundamental en la salvaguarda de la salud pública, la protección del medio ambiente y el mantenimiento del crecimiento económico. Perfeccionar el tratamiento de las aguas residuales es primordial para la conservación del medio ambiente y la salud pública.Los métodos de tratamiento convencionales suelen requerir cantidades significativas de energía, especialmente durante los procesos de aireación. A medida que aumentan los costes de la energía, estos tratamientos pueden resultar económicamente insostenibles y contribuir a aumentar la huella de carbono. La construcción, el funcionamiento y el mantenimiento de las instalaciones tradicionales de tratamiento de aguas residuales pueden requerir mucho capital. Además, a medida que estas plantas envejecen, su adaptación o modernización para cumplir las nuevas normas o incorporar nuevas tecnologías puede resultar costosa.
El reactor de biopelícula de lecho móvil (MBBR) es una solución de vanguardia en el ámbito de la gestión de aguas residuales. Combina sinérgicamente los puntos fuertes de las metodologías de biopelícula y de lodos activados, ofreciendo una mayor eficacia de tratamiento. Creada en los años ochenta, la tecnología MBBR se ha ganado en los últimos veinte años el reconocimiento mundial como una técnica sencilla, resistente, adaptable y eficiente en términos de espacio, adecuada para el tratamiento de aguas residuales en contextos tanto municipales como industriales. El método emplea un tanque de aireación lleno de soportes de plástico, diseñado para favorecer el crecimiento de biopelículas. Su diseño compacto y su capacidad de tratamiento rentable lo hacen muy ventajoso. Los principales objetivos de la aplicación de los MBBR son el reciclado del agua y la eliminación o recuperación de nutrientes. Esta tecnología se ha ido adoptando cada vez más en diversas partes del mundo.
Conceptos básicos del tratamiento biológico de aguas residuales
El tratamiento biológico de las aguas residuales es un proceso que utiliza microorganismos, principalmente bacterias, hongos y protozoos, para degradar y eliminar los contaminantes orgánicos de las aguas residuales. Este tipo de tratamiento se considera basado en la naturaleza porque se basa en procesos naturales para descomponer los materiales de desecho. Utiliza procesos naturales, minimizando el uso de productos químicos.Es capaz de reducir significativamente los contaminantes orgánicos,adecuado para una amplia gama de aguas residuales, desde aguas residuales municipales a efluentes industriales específicos.
MBBR en el tratamiento de aguas residuales
MBBR que se conoce comúnmente como el popular tratamiento biológico de aguas residuales. El MBBR se desarrolló con el objetivo de abordar ciertos retos comúnmente asociados a otros métodos biológicos de tratamiento de aguas residuales, y ha demostrado ser muy eficaz en la consecución de este objetivo. El MBBR aprovecha las ventajas de los procesos biológicos, en particular el proceso de fangos activados y los medios de biopelícula, al tiempo que mitiga o reduce los inconvenientes típicamente asociados al tratamiento biológico de aguas residuales.
El MBBR es un proceso biológico de tratamiento de aguas muy eficaz que se basa en una combinación de medios de biopelícula y procesos convencionales de lodos activados. Debido a sus numerosas ventajas, el MBBR ha ganado popularidad como método preferido para el tratamiento biológico de aguas residuales. El MBBR emplea soportes de plástico recubiertos de biopelícula para descomponer los residuos. Además de su eficacia en la eliminación de materia orgánica, el MBBR es también un método innovador para la nitrificación y desnitrificación.
Cómo funciona el tratamiento de aguas residuales basado en MBBR
A continuación se ofrece un desglose más detallado del funcionamiento del proceso MBBR. Una forma útil de entender este proceso es considerar los distintos componentes que intervienen en el diseño de los MBBR y que trabajan conjuntamente para hacer posible esta técnica.
Cuenca: El proceso MBBR tiene lugar dentro de una balsa, también denominada reactor o tanque de aireación. El tamaño de este recipiente varía en función de los requisitos de filtración de una instalación específica. Las aguas residuales afluentes entran en esta balsa para su tratamiento y pueden pasar a una segunda balsa para su posterior procesamiento MBBR o para un proceso alternativo de tratamiento del agua. Los tanques de aireación MBBR están abiertos en la parte superior, lo que permite que el agua esté expuesta al aire libre, convirtiéndolo en un proceso de filtración aeróbico.
Medios de comunicación: La cubeta está llena de numerosos trocitos de plástico, conocidos como Medios MBBR o portadores. Estos medios mbbr pueden ocupar entre el 50 y el 70% del volumen del tanque. Su diseño maximiza la superficie disponible para el crecimiento de la biopelícula. Muchos soportes se asemejan a la pasta en forma de rueda y están diseñados para tener una densidad similar a la del agua, lo que les permite mezclarse en todo el fluido en lugar de flotar o hundirse.
Rejilla de aireación: Para facilitar el movimiento eficaz de los medios por todo el tanque, se emplea una rejilla de aireación. Este dispositivo actúa esencialmente como un ventilador situado en el fondo del tanque del reactor. La rejilla de aireación ayuda a mantener los portadores en movimiento, asegurando que entren en contacto con todos los residuos presentes y los descompongan eficazmente. Además, introduce más oxígeno en el tanque.
Tamiz: Al visualizar el sistema MBBR descrito hasta ahora, cabe preguntarse cómo permanecen los medios dentro del tanque, impidiendo que escapen por la salida. Esta preocupación se resuelve mediante un tamiz acoplado al tanque. El material de la malla permite el paso del agua mientras mantiene los soportes plásticos dentro de la cubeta.
Una vez comprendidos estos componentes que hacen posible el MBBR, resulta sencillo entender cómo funciona este proceso. Los microorganismos adheridos a los medios del tanque consumen los residuos del agua, dando como resultado un agua más limpia y segura para su reutilización o eliminación. El tipo específico de microorganismos introducidos en el tanque depende del tipo de residuo que se necesite eliminar.
Como ya se ha mencionado, el MBBR no sólo se ocupa de los residuos generales. También desempeña un papel crucial en los procesos de nitrificación y desnitrificación. La nitrificación implica la conversión de amonio en nitrato, mientras que la desnitrificación se produce cuando se metaboliza el oxígeno, convirtiendo el nitrato en nitrógeno gaseoso. Dado que se trata de procesos biológicos, el MBBR es un excelente facilitador de estas transformaciones.
Una vez más, los objetivos del proceso MBBR determinan los tipos de microorganismos introducidos. Para la desnitrificación, por ejemplo, es más eficaz emplear microorganismos desnitrificantes como Pseudomonas, Paracoccus o Alcaligenes.
Los lodos activados, compuestos esencialmente por bacterias, prosperan en la superficie interior de estos portadores, lo que permite que las bacterias descompongan la materia orgánica de las aguas residuales. Posteriormente, el exceso de lodo se separa de los soportes y fluye junto con el agua tratada hacia el separador final. Este proceso también ayuda a controlar el crecimiento bacteriano excesivo. En cualquier situación que requiera un proceso biológico para mejorar la calidad de las aguas residuales, el MBBR es un método valioso a tener en cuenta.
Proceso MBBR
Un factor crítico en el proceso MBBR (reactor de biopelícula de lecho móvil) es garantizar un contacto constante y frecuente entre los microorganismos adheridos al soporte y los componentes de las aguas residuales de la biopelícula. La calidad y las características de la biopelícula que se forma en la superficie del soporte dependen no sólo de las fuerzas de cizallamiento del tanque, sino también de la composición de los contaminantes del agua residual (sustrato). El crecimiento rápido y vigoroso de la biomasa puede aumentar la contaminación de las aguas residuales debido a la presencia de contaminantes biodegradables. El proceso de instalación es sencillo y no excesivamente complejo.En el tanque de reacción, los portadores pueden moverse adecuadamente bombeando agua a través de un proceso de tratamiento anaeróbico o utilizando mezcladores sumergidos de rotación lenta.Como resultado, las biopelículas se mantienen delgadas, ya que están protegidas de las fuerzas de cizallamiento excesivas dentro de los poros. Es crucial recordar que el oxígeno es esencial para los procesos de biodegradación aeróbica, y las biopelículas finas son vitales para un suministro óptimo de sustrato (contaminantes y nutrientes extraíbles) a los microorganismos.
Los problemas derivados de una reducción de la eficacia de la biodegradación están relacionados principalmente con el grosor de las biopelículas, que reduce la superficie del soporte activo. Afortunadamente, este problema no se da con el MBBR Biochip 25. El proceso MBBR Biochip es único porque garantiza que las biopelículas que intentan crecer fuera de los poros y colonizarlos permanecen delgadas debido a la influencia de las fuerzas de cizallamiento. Esta característica de diseño permite unas tasas de eliminación biológica consistentemente altas y una estabilidad fiable del proceso.
Ventajas del MBBR
La metodología MBBR puede adaptarse a una gran variedad de aplicaciones para lograr los resultados deseados. Algunos de los usos industriales más frecuentes del enfoque MBBR son:
Rápida recuperación tras interrupciones operativas Diseño que ahorra espacio Aumento de la capacidad de tratamiento Mejora de la calidad del tratamiento: eliminación del nitrógeno y la DBO Reducción de la supervisión de los operarios y de la complejidad de los procedimientos Previsión de crecimiento futuro
Además, la aplicación del método MBBR conlleva numerosas ventajas. Algunas de las más notables son:
Facilidad de mantenimiento Escalabilidad sencilla Ventajas económicas en términos de gastos de descarga Acomoda volúmenes sustanciales de aguas residuales Opción rentable Diseño que ahorra espacio, optimizando el espacio de almacenamiento
Las propiedades de la biopelícula que se forma en la superficie del soporte dependen no sólo del tipo y la cantidad de contaminantes presentes en las aguas residuales, sino también de la dinámica del flujo interno del tanque. De este modo, el sistema MBBR garantiza una eliminación biológica fiable de los contaminantes y mantiene la estabilidad del proceso.
