Transformación de aguas residuales tóxicas en energía limpia

Facundo Domínguez investiga el potencial de una levadura para eliminar los residuos de la industria textil y convertirlos en lípidos extraíbles.

El investigador argentino Facundo Gabriel Domínguez cree que es posible. Como parte de su beca UNU-BIOLAC, viajó al Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB) en Santiago de Chile para investigar el potencial de la levadura oleaginosa Apiotrichum domesticum JCM9580 en la degradación de colorantes sintéticos y la producción de biocombustibles.

Esta cepa microbiana es capaz de descomponer colorantes azoicos altamente tóxicos —contaminantes comunes en las aguas residuales de la industria textil—, a la vez que acumula lípidos como subproducto de su metabolismo. Estos lípidos podrían aprovecharse para la producción de biocombustibles neutros en carbono, lo que convierte a la levadura en una herramienta de doble propósito para la biorremediación y la energía renovable.

Durante su estancia en Chile, Facundo adaptó un protocolo de purificación enzimática que permitirá dar los dos pasos cruciales siguientes en esta investigación: identificar la ruta bioquímica involucrada en la degradación del colorante y evaluar la toxicidad de los subproductos resultantes.

UNU-BIOLAC agradece al Dr. Hipólito Fernando Pajot (PROIMI-CONICET) y a la Dra. María Elena Lienqueo (CeBiB) su valiosa colaboración para el éxito de esta beca.

Fuente: Universidad de las Naciones Unidas

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 8

Tomado de Water Innovations

Con el creciente énfasis en el control de la corrosión bajo el LCRI, los sistemas de dosificación de fosfato son una inversión crucial para proteger la salud pública.

Costo del Tratamiento

El costo del tratamiento es un factor crítico en el diseño y la selección de un sistema de alimentación de fosfato para lograr el objetivo de tratamiento deseado. Los costos operativos incluyen la compra de productos químicos, el mantenimiento del sistema de alimentación y el monitoreo de la calidad del agua. Además, los sistemas con una química del agua compleja o redes de distribución extensas pueden requerir una mayor dosificación de productos químicos, lo que resulta en un mayor gasto anual. También debe considerarse la necesidad de un tratamiento adicional en la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) para cumplir con los límites de fosfatos. Por lo tanto, se recomienda a las empresas de servicios públicos que evalúen las implicaciones financieras a largo plazo durante la planificación y selección de las estrategias de tratamiento de fosfatos.

Conclusiones

El diseño de un sistema de alimentación de fosfatos para agua potable implica un cuidadoso equilibrio entre la selección de productos químicos en función de los objetivos del tratamiento, las características de la calidad del agua, el dimensionamiento de los equipos, el diseño optimizado de los componentes del sistema y el cumplimiento normativo. Con el creciente énfasis en el control de la corrosión bajo el LCRI, los sistemas de dosificación de fosfatos son una inversión crucial para la protección de la salud pública. En conclusión, las empresas de servicios públicos deben evaluar cuidadosamente sus estrategias de tratamiento de fosfato, considerando las implicaciones financieras y ambientales tanto inmediatas como a largo plazo.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 7

Tomado de Water Innovations

Consideraciones complementarias relacionadas con los sistemas de alimentación de fosfato

Actividad biológica en el sistema de distribución

El fosfato es uno de los nutrientes limitantes para el crecimiento microbiano; por lo tanto, una dosificación excesiva puede provocar el crecimiento biológico. Esto es fundamental para los sistemas de agua que mantienen un residuo de cloramina (monocloramina) y utilizan tratamiento con fosfato, ya que existe un mayor riesgo de actividad biológica dentro del sistema de distribución de agua, lo que puede provocar problemas de calidad del agua, como la reducción de residuos de desinfectante y problemas de sabor y olor.

Para gestionar esto, los sistemas públicos de agua pueden implementar conversiones periódicas de cloro libre (también conocidas como quema de cloro) durante dos o tres semanas, generalmente dos veces al año, para suprimir el crecimiento biológico.

Aumento de la Carga en las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales

Los fosfatos utilizados en el tratamiento de agua potable contribuyen en última instancia a un aumento de la carga de fosfato en el sistema de recolección y tratamiento de alcantarillado sanitario. Esto puede suponer una carga adicional para las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR), en particular para aquellas que deben cumplir con los estrictos límites de fósforo total (PT) en sus efluentes, según sus permisos de vertido ambiental.

Impactos Estéticos y Sabor Metálico

El tratamiento con fosfato no elimina el hierro ni el manganeso del agua. En cambio, mantiene estos metales en forma soluble, evitando así la precipitación que, de otro modo, causaría agua decolorada y manchas. Sin embargo, dado que el hierro y el manganeso permanecen en solución, su presencia puede afectar el sabor del agua, a menudo impartiendo un sabor metálico.

Monitoreo de la Calidad del Agua

Para monitorear y ajustar la dosis y los residuos, se miden periódicamente parámetros de calidad del agua, como el ortofosfato y el fosfato total, tanto en agua cruda como en agua tratada. El ortofosfato se mide directamente mediante el método del ácido ascórbico (p. ej., el método estándar 4500-P E o EPA 365.1), que detecta el fosfato reactivo sin digestión. La medición del fosfato total requiere una digestión inicial (normalmente con persulfato ácido) para convertir todas las formas de fósforo, incluyendo polifosfatos y compuestos orgánicos, en ortofosfato, que posteriormente se mide mediante el mismo método colorimétrico. Ambos resultados se expresan generalmente en mg/L como PO₄ o como P. Restar la concentración de ortofosfato del fosfato total proporciona una estimación aproximada de la concentración de polifosfato para la aplicación en agua potable.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 6

Tomado de Water Innovations

8. Consideraciones Auxiliares

a. Energía

Si el funcionamiento continuo del sistema de fosfato es crítico, se deben incluir en el diseño provisiones para energía de respaldo de emergencia, como un generador.

Además, se recomienda un sistema de alimentación ininterrumpida (SAI) para el PLC y los sistemas de control para mantener la funcionalidad y evitar la pérdida de datos durante las interrupciones del suministro eléctrico.

b. Lavaojos de emergencia y ducha de seguridad

Se debe instalar un lavaojos de emergencia y una ducha de seguridad cerca de las áreas donde se almacenan o manipulan productos químicos de fosfato. La cantidad y la ubicación exacta de estas estaciones de seguridad deben cumplir con las normativas de seguridad locales, estatales y federales aplicables.

Ubicación de la inyección química de fosfato La ubicación de la inyección química depende del objetivo del tratamiento (control de corrosión vs. secuenciación), el tipo de agua de origen (agua subterránea vs. agua superficial) y el proceso de tratamiento en la planta de tratamiento de agua. En general, para la secuenciación de hierro y manganeso en la aplicación de agua subterránea, el fosfato debe ser inyectado aguas arriba del proceso de oxidación (p.ej., cloración o aireación). Una regla general es que se debe mantener una separación de 1' por cada 1” de diámetro de tubería antes del punto de inyección de cloro. Para el control de corrosión, el fosfato se inyecta típicamente en el agua tratada que sale de la planta de tratamiento, aguas arriba del punto de inyección del residuo de desinfección secundaria (cloro o cloramina).

Esquema típico del proceso para el sistema de dosificación de fosfato

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 5

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6. Inyección Química

Dependiendo del objetivo del tratamiento, el fosfato puede inyectarse en depósitos o directamente en las tuberías. Cuando se añade a los depósitos, el fosfato se suele gotear desde la parte superior del tanque o se inyecta a través de tubos de inyección instalados en las paredes laterales, con algún tipo de mezclado para garantizar una dispersión adecuada. Para la inyección en tuberías, se utilizan tubos de inyección química para suministrar el fosfato al centro de la corriente de flujo, lo que promueve una distribución uniforme. Para mejorar aún más la mezcla, se puede instalar un mezclador estático en línea aguas abajo del punto de inyección. Los tubos de inyección generalmente están diseñados para ser retráctiles para facilitar el mantenimiento y están equipados con mecanismos de prevención de reflujo para garantizar un funcionamiento seguro. Para mayor redundancia, los sistemas pueden incorporar puertos de inyección dobles en el punto de aplicación.

7. Controles

Los controles para los sistemas de almacenamiento y alimentación de fosfato incluyen los instrumentos y equipos necesarios para monitorear, regular y automatizar la dosificación de productos químicos.

a. Instrumentación y Equipos

i. Se instalan sensores de nivel en los tanques de almacenamiento para monitorear los niveles de productos químicos y activar alarmas en caso de niveles bajos (vacío) o altos (desbordamiento).

ii. Se utilizan medidores o sensores de flujo para medir el flujo de productos químicos a los puntos de aplicación y pueden integrarse con sistemas de control para automatizar la dosificación en función del caudal.

iii. Se instalan manómetros o transmisores de presión en las líneas de succión y descarga de las bombas dosificadoras para ayudar a identificar problemas como obstrucciones, fugas o fallas en las bombas.

iv. Se utilizan variadores de frecuencia (VFD) para controlar la velocidad de las bombas dosificadoras, lo que permite una dosificación precisa y de velocidad variable según los requisitos del proceso.

b. Automatización

El funcionamiento del sistema de alimentación de fosfato se puede automatizar completamente con un controlador lógico programable (PLC) que utiliza las señales de retroalimentación de la instrumentación de campo.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 4

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3. Edificio

Se recomienda que los sistemas de almacenamiento y alimentación de fosfato se ubiquen en interiores, en un ambiente con temperatura controlada (es decir, un edificio), ya que el fosfato puede volverse viscoso y comenzar a congelarse a temperaturas inferiores a 3 °C. Los edificios brindan protección esencial contra condiciones climáticas como lluvia, nieve y calor extremo, lo que ayuda a mantener la estabilidad química y prolongar la vida útil del equipo. Además, alojar el sistema de alimentación en interiores simplifica el diseño, la instalación y el mantenimiento. Estos edificios suelen construirse con materiales prediseñados, como plástico reforzado con fibra de vidrio (PRFV), hormigón prefabricado, bloques de mampostería de hormigón (CMU) o sistemas de construcción metálicos. Los edificios deben incluir una zona de descarga de camiones bien diseñada para garantizar la transferencia segura de productos químicos desde los camiones de reparto hasta el tanque de almacenamiento a granel del sistema de alimentación. Los edificios deben incluir sistemas de iluminación y climatización adecuados que cumplan con la normativa aplicable de la jurisdicción.

Dependiendo del objetivo del tratamiento, el fosfato puede inyectarse en depósitos o directamente en tuberías.

4. Sistema de Alimentación de Productos Químicos

Los sistemas de alimentación preensamblados y montados sobre patines se utilizan comúnmente en aplicaciones de tratamiento de fosfato. Un patín de alimentación de fosfato típico incluye una bomba dosificadora peristáltica o de diafragma, una columna de calibración, un amortiguador de pulsaciones, válvulas de aislamiento de succión y descarga, filtros en Y de entrada, una válvula de alivio de presión de descarga, una válvula de retención, medidores o sensores de flujo de descarga, manómetros y un panel de control de la bomba. Estos sistemas suelen estar configurados con al menos una bomba de servicio y una bomba de reserva o de reserva para garantizar una redundancia completa.

Como alternativa, se puede utilizar un sistema de alimentación a medida en lugar de un sistema de patín preensamblado para aplicaciones de tratamiento de fosfato. Al diseñar un sistema a medida, es importante incluir todo el equipo y la instrumentación necesarios, que se muestran en el esquema de la página 12, para garantizar un funcionamiento y una fiabilidad adecuados. 

5. Tubería de alimentación de productos químicos

La tubería o tubería de alimentación de productos químicos se dirige desde las bombas dosificadoras hasta el punto de inyección. Siempre que sea posible, se recomienda minimizar la longitud de la tubería ubicando el equipo de alimentación y almacenamiento de productos químicos lo más cerca posible del punto de aplicación. Para las tuberías, se recomienda PVC o CPVC cédula 80 debido a su durabilidad y compatibilidad química con los sistemas de alimentación de fosfato. Para las tuberías, se utilizan comúnmente PVC transparente, polietileno blanco o elastómero termoplástico para conexiones flexibles y visibilidad del flujo químico. En aplicaciones exteriores expuestas a la luz solar, se recomienda utilizar materiales con inhibidores de rayos UV o aplicar un revestimiento protector para prolongar la vida útil de las tuberías.

Además, considere medidas de protección contra el congelamiento (aislamiento o trazado de calor) si el lugar experimenta condiciones climáticas gélidas.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 3

Tomado de Water Innovations

Muchos proveedores de productos químicos ofrecen mezclas patentadas de ortofosfato y polifosfato (denominadas fosfato mezclado), cada una con concentraciones y proporciones variables. Es fundamental que los diseñadores de sistemas consulten la información específica del producto de los proveedores para calcular con precisión las dosis adecuadas. Los diseñadores también deben asegurarse de que el sistema de alimentación tenga el tamaño adecuado para suministrar las concentraciones objetivo de ortofosfato, polifosfato o fosfato mezclado, adaptadas a los objetivos de tratamiento específicos del sistema. La variación en las características y caudales de la calidad del agua requiere ajustes en la dosis de fosfato para mantener la eficacia y alcanzar los objetivos de tratamiento deseados. Además, se recomienda realizar un seguimiento periódico de las concentraciones de fosfato y los parámetros de calidad del agua relacionados para garantizar que los objetivos de tratamiento se alcancen de forma constante.

Componentes recomendados para el sistema de almacenamiento y alimentación de fosfato

1. Almacenamiento de productos químicos

El almacenamiento de productos químicos suele tener un tamaño adecuado para un suministro de 30 días, según la demanda de la dosis de diseño del tratamiento. Sin embargo, algunas agencias reguladoras pueden requerir una capacidad de almacenamiento de solo 15 días. Los tanques de almacenamiento de productos químicos para sistemas de fosfato generalmente se fabrican con materiales compatibles con el fosfato, como polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno reticulado (XLPE), plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP), acero inoxidable (SS) o acero revestido con vidrio o epoxi. Dependiendo de la tasa de uso del producto químico y el cronograma de entrega, los sistemas de alimentación de fosfato pueden incluir tanques a granel, tanques diarios o ambos. Los tanques a granel se utilizan generalmente cuando los requisitos de almacenamiento varían en miles de galones. Cuando se instalan tanques a granel grandes, los tanques diarios se suelen utilizar aguas abajo para contener un volumen más pequeño y controlado del producto químico, lo que reduce el riesgo de sobrealimentación accidental o derrames grandes. Como solución alternativa, los sistemas pueden prescindir de los tanques diarios al proporcionar controles, instrumentación y procedimientos adecuados. Se pueden utilizar contenedores intermedios para graneles (IBC o totes) cuando el consumo de productos químicos es bajo, lo que ofrece una solución de almacenamiento más práctica y eficiente en cuanto al espacio.

2. Contención

La contención o contención secundaria para el almacenamiento de sustancias químicas es una medida de seguridad diseñada para capturar y contener sustancias químicas en caso de falla o fuga de un tanque principal.

Los métodos comunes de contención secundaria incluyen tanques de almacenamiento de doble pared o una estructura de contención externa.

Las regulaciones de la EPA exigen que los sistemas de contención secundaria tengan un tamaño adecuado para albergar al menos el 110 % del tanque más grande dentro del área de contención. Sin embargo, se recomienda cumplir con las regulaciones locales o estatales aplicables para el dimensionamiento de la contención secundaria, ya que estos requisitos pueden variar según la jurisdicción o la aplicación.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. Parte 2

Tomado de Water Innovations

Consideraciones sobre la calidad del agua

Para determinar el tipo y la dosis adecuados de fosfato, los sistemas de agua deben realizar un análisis exhaustivo de la calidad del agua, que incluya los siguientes parámetros:

• pH

• Temperatura

• Conductividad

• Carbono inorgánico disuelto (CID)

• Sólidos disueltos totales (TDS)

• Dureza de calcio y magnesio

• Alcalinidad

• Concentraciones de hierro y manganeso

Además, se deben calcular índices de estabilidad del agua, como el Índice de Saturación de Langelier (ISL), el Potencial de Precipitación de Carbonato de Calcio (PPCC) y el Índice de Estabilidad de Ryznar (ISR), para evaluar la posible formación de incrustaciones y la tendencia a la corrosión, lo que facilita la selección de la mezcla de fosfato adecuada.

Consideraciones sobre la dosis

1. Control de la corrosión: La dosis objetivo típica de ortofosfato es de 0,5 a 2,0 mg/L como PO₄.

2. Secuestro de hierro y manganeso: La práctica habitual en la industria suele implicar el uso de una dosis objetivo de polifosfato (como PO₄) basada en una proporción de 2:1 para la concentración de Fe₂+ y de 5:1 para la concentración de Mn₂+.

Se recomiendan pruebas piloto o a escala de laboratorio para establecer los requisitos de dosificación de fosfato en función de la calidad del agua y los objetivos de tratamiento.

Los polifosfatos pueden revertirse a ortofosfatos dependiendo de la temperatura del agua y el tiempo de residencia en el sistema de distribución.

Por lo tanto, a menudo se recomienda una dosis ligeramente mayor de polifosfato para compensar esta reversión. Una edad del agua de dos a tres días suele ser aceptable, ya que la reversión del polifosfato puede acelerarse después de tres a cinco días de residencia.

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Guía completa para el diseño de sistemas de dosificación de fosfato para aplicaciones de agua potable. parte 1

Tomado de Water Innovations

Los sistemas de dosificación de fosfato son fundamentales para el control de la corrosión y adquieren cada vez mayor importancia debido a las mejoras en las normas sobre plomo y cobre.

El tratamiento químico a base de fosfato es una estrategia probada en sistemas de agua potable, tanto para el control de la corrosión como para el secuestro de metales como el hierro y el manganeso.

La adición de fosfato desempeña un papel fundamental para que los sistemas de agua cumplan con las normas regulatorias del agua potable.

La EPA de EE. UU. ha enfatizado el control de la corrosión como una medida crítica para reducir la liberación de plomo y cobre al agua potable, según las Mejoras a la Normativa sobre Plomo y Cobre (LCRI), emitidas en octubre de 2024.

Existen dos tipos principales de fosfatos utilizados en el tratamiento del agua:

1. Ortofosfatos: Contienen una unidad de PO₄ y actúan como inhibidores de la corrosión al formar una película microscópica protectora o un recubrimiento estable de fosfato metálico (película anódica) sobre las superficies de las tuberías, lo que previene la liberación de plomo y cobre al agua potable.

2. Polifosfatos: Contienen múltiples unidades de PO₄ encadenadas y actúan como agentes secuestrantes, uniéndose a iones metálicos bivalentes como hierro (Fe₂), manganeso (Mn₂) y calcio (Ca₂) para prevenir la formación de incrustaciones y los problemas estéticos causados ​​por el hierro y el manganeso.

El fosfato combinado (ortofosfato + polifosfato) ofrece beneficios combinados de control de la corrosión y secuestro.

Directrices de selección de productos químicos

Objetivo del tratamiento del agua	Tratamiento recomendado
Control de corrosión (Plomo/Cobre)	Ortofosfato
Hierro/Manganeso < SMCL *	Polifosfato
Hierro/Manganeso > SMCL *	Oxidación (química o aireación) + Filtración
Objetivos de tratamientos múltiples	Fosfato mezclado

*Nota: El SMCL (Nivel Máximo de Contaminante Secundario) establecido por la EPA de EE. UU. es de 0,30 mg/L para el hierro y de 0,05 mg/L para el manganeso.

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Aprovechando el poder de la oxidación-reducción. Parte 4

Aprovechando el poder de la oxidación-reducción. Parte 4

Tomado de Water Innovations

Consideraciones prácticas y limitaciones

Si bien el ORP es una potente métrica para el control de procesos, presenta desafíos. Las lecturas se ven influenciadas por diversos factores, como el pH, la salinidad y la presencia de múltiples especies redox activas. Por lo tanto, los valores de ORP deben interpretarse en función de la etapa de tratamiento específica y la configuración del sistema.

Una implementación exitosa requiere la calibración regular de la sonda, valores de ajuste específicos del sistema y la integración con otros sensores y sistemas de control de supervisión. Sin embargo, cuando se implementa con cuidado, el ORP se convierte en un componente indispensable de las operaciones inteligentes y automatizadas de aguas residuales.

El futuro del ORP en la gestión inteligente del agua

A medida que las empresas de servicios públicos adoptan cada vez más la automatización y la transformación digital, el ORP se está convirtiendo en un elemento fundamental del tratamiento de agua basado en datos. Su compatibilidad con los sistemas SCADA modernos y su capacidad para servir como proxy de múltiples indicadores de proceso lo hacen ideal para respaldar la toma de decisiones en tiempo real y el control predictivo.

En una era donde la sostenibilidad y la eficiencia ya no son opcionales, el ORP ofrece un atractivo retorno de la inversión. Al mejorar el control de los procesos microbianos, reducir el consumo de productos químicos y energía, y prevenir los olores y la corrosión, permite que las plantas de tratamiento de aguas residuales operen de forma más eficaz y responsable.

Conclusión

El potencial de oxido-reducción es mucho más que una curiosidad de laboratorio; es una métrica práctica y en tiempo real que conecta la actividad microbiana, la reactividad química y el rendimiento del sistema. Con una calibración e integración de sistemas adecuadas, el monitoreo de ORP permite a los operadores tomar decisiones más rápidas e inteligentes en todas las etapas del tratamiento de aguas residuales.

Al pasar del control reactivo al proactivo, las plantas no solo pueden cumplir con los objetivos regulatorios, sino también reducir los costos operativos y el impacto ambiental. En la búsqueda de una gestión de aguas residuales más inteligente, limpia y sostenible, la ORP es una herramienta que ha llegado su momento.

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Aprovechando el poder de la oxidación-reducción. Parte 3

Aprovechando el poder de la

 oxidación-reducción. Parte 3

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Puntos de referencia de rendimiento y evidencia de casos

La eficacia del control de procesos basado en ORP está bien respaldada por estudios empíricos y aplicaciones de casos.

Una planta municipal de aguas residuales de EE. UU. implementó el monitoreo de ORP en sus digestores anaeróbicos y logró un aumento del 15 % en la producción de metano, junto con una disminución del 40 % en las emisiones de sulfuro de hidrógeno. Otra instalación, que gestionaba un sistema aeróbico de lodos activados, utilizó ORP para modular dinámicamente la aireación. Esto resultó en una reducción del 25 % en el consumo de energía, manteniendo la calidad del efluente dentro de los límites permitidos.

En Alemania, una instalación municipal que emplea la eliminación biológica mejorada de fósforo integró el ORP en su estrategia de control.

La transición optimizada entre las fases anaeróbica y aeróbica resultó en una mejora del 20 % en la eficiencia de la eliminación de fósforo y redujo significativamente los quelantes químicos de fosfato.

Integración de ORP para el control de procesos

El monitoreo de ORP en tiempo real proporciona un indicador asequible y práctico de la actividad biológica. A diferencia de parámetros aislados como el pH o el oxígeno disuelto (OD), el ORP integra el impacto acumulativo de múltiples factores, como los niveles de oxígeno, la temperatura y el metabolismo microbiano, en una única medición holística. Esto lo hace especialmente valioso en sistemas de tratamiento donde las interacciones químicas y biológicas son complejas y dinámicas.

Los operadores pueden usar el ORP para ajustar la intensidad de la aireación, ajustar la dosificación de productos químicos y detectar con mayor rapidez las interrupciones del proceso. En muchos casos, los datos de ORP permiten cambiar de valores de ajuste fijos a estrategias de control dinámicas basadas en la demanda. Por ejemplo, en lugar de mantener una concentración fija de OD, las plantas pueden modular la aireación en función del ORP para satisfacer la demanda microbiana de oxígeno y minimizar el desperdicio de energía.

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Aprovechando el poder de la oxidación-reducción. Parte 2

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En una era donde la sostenibilidad y la eficiencia ya no son opcionales, el ORP ofrece un atractivo retorno de la inversión.

En sistemas aeróbicos, como las balsas de lodos activados y los filtros percoladores, mantener valores de ORP entre +300 y +400 mV favorece la actividad de las bacterias aeróbicas, responsables de la oxidación de la materia orgánica y el amonio. Durante la nitrificación, mantener el ORP por encima de +50 mV ayuda a prevenir la acumulación de nitrito y garantiza su conversión completa a nitrato.

En zonas anóxicas, bacterias facultativas como Escherichia coli utilizan nitrato como aceptor de electrones cuando falta oxígeno. En estas zonas, los valores de ORP suelen oscilar entre +100 y -50 mV.

Los operadores pueden utilizar los datos de ORP en tiempo real para detectar la finalización de la desnitrificación, lo que permite una eliminación más eficiente de nitratos y un ahorro energético al evitar la aireación innecesaria.

Los digestores anaeróbicos, que albergan arqueas metanogénicas, requieren entornos estrictamente reductores. Se requieren valores de ORP inferiores a -300 mV (idealmente alrededor de -330 mV) para una producción óptima de metano y la reducción de sólidos volátiles. La gestión del ORP en estos sistemas mejora la producción de gas y reduce los problemas relacionados con el olor y la inestabilidad de los lodos.

La eliminación biológica de fósforo implica la alternancia de condiciones anaeróbicas y aeróbicas. En la fase anaeróbica, los organismos acumuladores de fósforo (PAO) liberan fósforo y absorben ácidos grasos volátiles, un proceso que se mantiene mejor con valores de ORP inferiores a 0 mV. En la fase aeróbica posterior, un ORP entre +25 y +250 mV favorece la absorción de fósforo en la biomasa.

El ORP también es una herramienta fundamental para el control de olores y corrosión. Mantener el ORP por encima de -50 mV en las líneas de alcantarillado y los tanques de almacenamiento ayuda a prevenir la formación de sulfuro de hidrógeno (H₂S), un importante contribuyente a los problemas de olores y la corrosión de la infraestructura.

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