Para aquellos en el campo del tratamiento de aguas residuales, existe una pregunta común que muchos se han planteado: ¿Debería instalarse un tanque de sedimentación después del tanque de hidrólisis y acidificación? Algunos argumentan que es redundante y simplemente un desperdicio de dinero, mientras que otros insisten en que es necesario, sin él, los procesos posteriores podrían verse comprometidos. Hoy, desglosaremos esto en un lenguaje sencillo, asegurando la claridad tanto para los recién llegados como para los expertos experimentados. Independientemente de su nivel de experiencia, esta discusión lo dejará bien informado.
Primero, es esencial comprender el propósito del tanque de hidrólisis y acidificación. En pocas palabras, sirve como un "especialista en pretratamiento" en el tratamiento de aguas residuales, apuntando específicamente a la materia orgánica refractaria. Por ejemplo, las sustancias de moléculas grandes en las aguas residuales industriales o las grasas y fibras en las aguas residuales domésticas son descompuestas por microorganismos en el tanque en moléculas más pequeñas, similar a picar un gran trozo de panceta de cerdo estofada, lo que facilita que el tanque aeróbico posterior las "dijiera y absorbiera". Este paso también mejora la biodegradabilidad de las aguas residuales, duplicando efectivamente la eficiencia de los procesos de tratamiento posteriores y, al mismo tiempo, generando biogás, lo que lo convierte en una etapa de "residuo a recurso".
Pero aquí está el problema: el tanque de hidrólisis y acidificación no funciona silenciosamente. El lodo en su interior debe permanecer suspendido para asegurar el contacto total con las aguas residuales, permitiendo que los microorganismos funcionen eficazmente. Sin embargo, esta agitación da como resultado que el agua transporte numerosos flóculos de lodo finos, sólidos suspendidos parcialmente degradados e incluso algunos biopelículas envejecidas y desprendidas. Si estas sustancias fluyen directamente a la siguiente unidad de tratamiento, como un UASB, un tanque de oxidación por contacto o un tanque de membrana MBR, las consecuencias podrían ser graves.
Discutamos primero las consecuencias de no instalar un tanque de sedimentación. Si se conecta un reactor UASB aguas abajo, los sólidos suspendidos excesivos en el agua se depositarán alrededor del distribuidor UASB. Con el tiempo, esto puede obstruir los orificios de distribución, lo que lleva a una distribución desigual del flujo de agua. Además, el lodo granular en el interior puede ser arrastrado, interrumpiendo el proceso de reacción anaeróbica originalmente eficiente. Como resultado, la efectividad del tratamiento se desploma, lo que requiere paradas frecuentes para el dragado, lo que consume tiempo y es costoso.
Si el sistema es un tanque de oxidación por contacto, la situación no será mucho mejor. La biopelícula en el tanque de oxidación por contacto crece en el material de empaque. Cuando hay un exceso de sólidos suspendidos en el agua, se adherirán a la superficie de la biopelícula, bloqueando las vías de oxígeno y nutrientes. Como resultado, la biopelícula no puede respirar ni "comer", envejeciendo y desprendiéndose gradualmente. La población microbiana en el tanque disminuye con el tiempo, lo que lleva a un tratamiento incompleto de las aguas residuales.
También está el tanque de membrana MBR de uso común, que tiene mayores requisitos para los sólidos suspendidos en el influente. La mezcla de lodo y agua del tanque de acidificación por hidrólisis se alimenta directamente al tanque de membrana. Esos pequeños flóculos de lodo obstruyen rápidamente los poros de la membrana, lo que lleva a una disminución del flujo de la membrana y a un fuerte aumento de la presión transmembrana (TMP). Una membrana que podría durar de tres a cinco años podría necesitar ser reemplazada en un año, lo que aumenta significativamente los costos. Además, la frecuencia de retrolavado debe aumentarse, duplicando la carga de trabajo operativo.
Algunos podrían argumentar: "La concentración de lodo en mi tanque de hidrólisis y acidificación no es alta, y tener un poco de residuo en el agua no debería ser un gran problema, ¿verdad?" Pero esa forma de pensar es errónea. Incluso si nada parece estar mal a corto plazo, estos sólidos suspendidos se acumularán gradualmente en los procesos de tratamiento posteriores. Es como un desagüe doméstico: la caída ocasional del cabello podría no causar una obstrucción, pero la acumulación diaria eventualmente conducirá a una obstrucción. Además, la materia suspendida excesiva en el agua puede comprometer la precisión de las pruebas de calidad del agua aguas abajo. Por ejemplo, las mediciones de DQO y DBO pueden mostrar resultados más altos, lo que lo lleva a creer erróneamente que el tratamiento es ineficaz y potencialmente lo dirige por el camino equivocado.
¿Cuáles son los beneficios específicos de agregar un tanque de sedimentación? En primer lugar, permite directamente la "separación de lodo y agua". El tanque de sedimentación actúa como un "filtro", permitiendo que la mezcla de lodo y agua del tanque de hidrólisis y acidificación se "asiente" lentamente dentro del tanque. Los flóculos de lodo más pesados se hunden en el fondo, mientras que el agua clara fluye hacia afuera desde arriba, reduciendo directamente la carga de los procesos posteriores. El lodo asentado también se puede reciclar de vuelta al tanque de hidrólisis y acidificación. Por un lado, esto ayuda a mantener la concentración de lodo en el tanque, fortaleciendo la población microbiana y mejorando la eficiencia de la degradación. Por otro lado, reduce el volumen de descarga de lodo y disminuye los costos de tratamiento de lodo, logrando dos objetivos a la vez.
En segundo lugar, agregar un tanque de sedimentación puede mejorar la estabilidad de todo el sistema de tratamiento. En la industria del tratamiento de aguas residuales, la mayor preocupación es la "fluctuación": incluso los cambios menores en la calidad del influente o la tasa de flujo pueden interrumpir los procesos aguas abajo. Con el efecto amortiguador del tanque de sedimentación, incluso si los sólidos suspendidos en el tanque de hidrólisis y acidificación ocasionalmente exceden los estándares, el tanque de sedimentación puede interceptar la mayoría de las impurezas, evitando que las fluctuaciones se propaguen a la siguiente etapa. Esto equivale a agregar un "bloqueo de seguridad" a todo el sistema.
Por supuesto, no es necesario instalar un tanque de sedimentación en todos los casos; depende de las condiciones de trabajo específicas. Por ejemplo, en algunas plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas a pequeña escala, el tanque de hidrólisis y acidificación está conectado directamente a una unidad integrada compacta, que inherentemente incluye una función de sedimentación simple. En tales casos, es posible que no se requiera un tanque de sedimentación separado. De manera similar, para ciertas aguas residuales industriales, el contenido de sólidos suspendidos es extremadamente bajo y la carga operativa del tanque de hidrólisis y acidificación también es mínima, lo que resulta en una descarga de lodo insignificante. Si los cálculos confirman que esto no tiene impacto en los procesos posteriores, también puede considerarse aceptable omitir el tanque de sedimentación. Sin embargo, tales escenarios son relativamente raros. En la mayoría de los casos, especialmente para proyectos con altos volúmenes de tratamiento de agua, alto contenido de sólidos suspendidos y requisitos estrictos sobre la calidad del influente para los procesos posteriores, los tanques de sedimentación son indispensables.
Además, el diseño del tanque de sedimentación también debe considerarse cuidadosamente. No se puede simplemente cavar un pozo y usarlo como tanque de sedimentación. El área, la profundidad y el tiempo de retención hidráulica del tanque de sedimentación deben determinarse en función del volumen de efluente y la concentración de sólidos suspendidos del tanque de acidificación por hidrólisis. Por ejemplo, si el tiempo de residencia es demasiado corto, el lodo puede no hundirse por completo; Si es demasiado largo, ocupará demasiado terreno y aumentará la inversión. Y la tubería de descarga de lodo en la parte inferior de la piscina debe diseñarse razonablemente, con descarga regular de lodo para evitar que el lodo se solidifique en el fondo de la piscina y afecte el efecto de sedimentación.
En resumen, agregar o no un tanque de sedimentación al tanque de acidificación por hidrólisis depende de los "requisitos del proceso posterior" y del "impacto de los sólidos suspendidos en el efluente". Si el proceso posterior es sensible a los sólidos suspendidos entrantes, o si los sólidos suspendidos salientes representan un riesgo para el sistema, se debe agregar el tanque de sedimentación. Esto no es un desperdicio de dinero, sino una inversión necesaria para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de todo el sistema de tratamiento de aguas residuales. Por el contrario, si las condiciones de trabajo son especiales y, después del cálculo profesional, de hecho no es necesario, entonces se puede ahorrar, pero se debe tener precaución de no sacrificar lo grande por lo pequeño y, al final, gastar más costos de mantenimiento y rectificación.
El tratamiento de aguas residuales es un proyecto sistemático, y cada enlace está interrelacionado. La combinación del tanque de acidificación por hidrólisis y el tanque de sedimentación puede parecer un problema menor, pero en realidad afecta el efecto del tratamiento y los costos de operación y mantenimiento de todo el proyecto. Entonces, al diseñar, no tome decisiones apresuradas. En su lugar, considere la situación real y consulte con profesionales para evitar desvíos y realmente hacer que el sistema de tratamiento de aguas residuales funcione.
