Alternativas de lagunas de aireación de aguas residuales

 Alternativas de lagunas de aireación de aguas residuales

¿Qué son las lagunas de aireación de aguas residuales?

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Las lagunas de aireación comprenden el proceso mediante el cual se utilizan tanto el oxígeno como el mezclado para el tratamiento de aguas residuales para crear un entorno de tratamiento aeróbico. Mediante una aireación adecuada y un tiempo de retención de entre 20 y 40 días, las lagunas aireadas son capaces de producir efluentes de menos de 10 mg / L de DBO, SST y, en climas más cálidos, amoníaco / nitrógeno por debajo de 10 mg / L. El propósito de este artículo es describir brevemente y evaluar diferentes tecnologías de lagunas de aireación en términos de aireación,

instalación, operación y mantenimiento.

Según una hoja informativa de la EPA, el propósito de la aireación en el tratamiento de aguas residuales es doble: 1) suministrar el oxígeno necesario a los microorganismos metabolizadores; y 2) mezclar para que los microorganismos entren en contacto con la materia orgánica disuelta y suspendida (EPA 1999). Esta definición es quizás la consideración más importante al evaluar las tecnologías de lagunas de aireación porque la efectividad de un sistema de aireación de aguas residuales depende directamente de su capacidad para airear y mezclar. Sin una aireación adecuada, una laguna de aireación no cumplirá con los requisitos de control de los efluentes; en ese punto, los costos de instalación, operación y mantenimiento serán de menor importancia.

Difusor De Burbuja Fina Tipo Disco
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  Hay dos categorías generales en las que se incluyen los sistemas de lagunas de aireación. Uno es la aireación superficial y se caracteriza por equipos mecánicos que flotan en la superficie del agua; el otro es aireación difusa que libera burbujas desde un punto típicamente ubicado en o cerca del fondo de una laguna. Este artículo considerará la aireación superficial mecánica, la aireación difusa de burbuja fina y gruesa y un difusor de aireación que combina la burbuja fina y gruesa en una unidad portátil.

Aireación superficial

Los aireadores mecánicos de superficie están anclados a la orilla y situados en la superficie del agua mediante flotadores. Allí mezclan y airean el líquido mediante el uso de una hélice montada en un motor. Esta hélice mueve rápidamente las aguas residuales circundantes, lo que facilita la introducción de aire ambiental. Los tamaños de motor para aireadores de superficie van desde 2.5 caballos de fuerza hasta más de 100 caballos de fuerza.

La ventaja de los aireadores de superficie es que son portátiles y, por lo tanto,
fáciles de instalar simplemente flotando el aireador en su ubicación. Además, son relativamente económicos en términos de costos de capital iniciales. Sin embargo, la aireación superficial mecánica, a 1,25-2,25 libras de oxígeno por caballo de fuerza hora, se considera menos eficiente en energía que la aireación difusa (EPA 2002). Teniendo en cuenta que la aireación representa el 60-80% del consumo en la mayoría de las instalaciones, los sistemas de aireación obsoletos e ineficientes son un candidato principal para el reemplazo (EPA 2006). Hoy en día, los aireadores mecánicos todavía se utilizan en miles de instalaciones de aguas residuales, pero están perdiendo terreno frente a los competidores que ofrecen una mayor eficiencia y menores requisitos de mantenimiento.

Además de la eficiencia de transferencia de oxígeno relativamente baja de los
aireadores de superficie, su ubicación en la superficie del agua tiene dos desventajas. Primero, los aireadores de superficie tienen una capacidad limitada para mezclar a menos de 6' por debajo de donde están ubicados. Como resultado, la acumulación de lodos se produce inevitablemente en el fondo, lo que puede, entre otras cosas, restar volumen a la laguna, disminuyendo así el tiempo de retención y evitando el proceso de tratamiento. En segundo lugar, se sabe que los aireadores de superficie tienen altos requisitos de mantenimiento debido a que tienen un motor cerca de la superficie del agua. Esto es especialmente cierto en climas más fríos

Aireación de burbuja gruesa

También conocidos como difusores de burbuja gruesa, los difusores de burbuja gruesa reciben su nombre por el tipo de burbuja que producen. Los sistemas de difusión de burbujas gruesas se componen de decenas a cientos de difusores de burbujas gruesas, cada uno conectado a una línea de suministro de aire de PVC o acero inoxidable fijado al fondo de la laguna. El aireador de burbujas gruesas más común para lagunas es lo que se conoce como tubo estático. Cuando se liberan grandes burbujas en la parte inferior del tubo, crean un efecto por el cual el agua se extrae de debajo del tubo estático y se empuja hacia la superficie.

La principal ventaja de esta tecnología es su diseño robusto y su capacidad de mezcla. Primero, la circulación y la turbulencia creadas por el tubo estático aseguran que toda la columna de agua se mezcle adecuadamente y que la acumulación de lodo sea limitada. En segundo lugar, el hecho de que no haya partes móviles en el agua y los orificios sean menos propensos a obstruirse hace que esta sea una solución eficiente.

Sin embargo, aunque son más eficientes que los aireadores de superficie, con eficiencias de aireación entre aproximadamente 2-3 libras de oxígeno por caballo de fuerza hora, los difusores de burbujas gruesas son un 40-50% menos eficientes que sus primos difusores de burbujas finas. Además, una rejilla de cabezal de aireación fija los hace bastante laboriosos y difíciles de instalar y de difícil acceso para el mantenimiento en caso de que algo salga mal.

Aireación de burbuja fina

La tecnología de burbuja fina es una forma de aireación que introduce aire en el agua a través de burbujas muy pequeñas (o finas) (<2 mm de tamaño). Miles de burbujas finas promueven la transferencia de oxígeno al agua debido a la gran superficie colectiva que cubren y su baja flotabilidad, lo que maximiza el contacto aire-agua. Los sistemas típicos de difusores de burbujas finas para lagunas suministran aire desde un tubo flexible conectado a un tubo lateral de aire. La principal ventaja de la tecnología de burbuja fina es su alta eficiencia, capaz de proporcionar 6-7 lb / O2 hp-h, lo que la hace un 40-60% más eficiente que cualquier otra solución de aireación de laguna. Además, existen muchas tecnologías de burbujas finas diseñadas específicamente para modernizar los sistemas de lagunas con relativa facilidad sin vaciar la laguna o instalar tuberías fijas, lo que hace que la instalación sea relativamente rentable.

Hay dos desventajas principales de los sistemas de burbujas finas para lagunas. Primero, debido a que las burbujas finas son tan pequeñas, no pueden crear una cantidad significativa de turbulencia y mezcla, lo que puede provocar la acumulación de lodo y posibles problemas de tratamiento con el tiempo. En segundo lugar, todos los difusores de burbujas finas requieren un mantenimiento regular ya que están sujetos a ensuciamiento / obstrucción. El ensuciamiento es el proceso por el cual las bacterias se acumulan alrededor e inciden en los orificios donde se difunde el aire. Dependiendo del tipo de difusor de burbuja fina que se utilice, ya sean tubos perforados, discos o tubos de EPDM, es necesario realizar una limpieza periódica.

Lo recomendable es combinar difusores de burbuja fina y gruesa, con la finalidad de prevenir la sedimentación de lodos mediante el mezclado llevado a cabo con los difusores de burbuja gruesa, y además hacer más eficiente la aireación mediante los difusores de burbuja fina.

Importante: Si requieres difusores de burbuja fina o gruesa o aireadores superficiales, escríbenos en el recuadro superior derecho