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PROBLEMAS OPERATIVOS
DE LOS LODOS ACTIVADOS
1. ¿FUNCIONAMIENTO NORMAL?
2. PROBLEMAS HIDRÁULICAS
3. EFLUENTE TURBIO (SIN PRESENCIA DE FLÓCULOS)
4. PRESENCIA DE SS EN EL EFLUENTE (FLOTANTES)
5. PRESENCIA DE SS EN EL EFLUENTE (BULKING)
6. LA PROBLEMÁTICA DE LOS ARI
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
1.¿FUNCIONAMIENTO
NORMAL?
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Los dos fases y los dos etapas
El proceso de los lodos Activados
es un proceso biológicos que
incluye dos fases (asimilación y
aglomeración) y dos etapas
(aireación y sedimentación)
Hay que tener en cuenta las
condiciones físicas que
influencien la actividad de las
bacterias y la aptitud de la
biomasa a separarse del agua
depurada
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Lo que es observado en caso
de buen funcionamiento
Una agua clara, sin sólidos
suspendidos ni flotantes
en la superficie del
sedimentador
Una buena sedimentación
de la biomasa en la probeta
de 1 litro
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Las problemas a través el VC 30
Las disfunciones del tratamiento biológico pueden caracterizarse con
una simple prueba de decantación de la biomasa, lo que no excluye la
observación visual ni la confirmación con las pruebas o análisis disponibles.
Pero en primer lugar: ¿Cuáles son los puntos importantes
para un buen funcionamiento de los Lodos Activados?
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Pruebas o análisis para
controlar el proceso
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Valores de referencias
para la biomasa
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Referencias para la aireación y la
calidad del efluente
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1. ¿ Funcionamiento normal?
La referencia para el suministro en oxígeno
es el punto critico des grafico NH4-NO3
El suministro optímale es obtenido cuando los concentraciones en NH4
y NO3 en el efluente son las más pequeñas (zona del « punto critico »)
Efluente de
mala calidad
Efluente de
mala calidad
Efluente de
buena calidad
Testes “tiras” NH4 y NO3
[N.NH4 ] efluente
[N.NO3] efluente
Turbiedad de
naturaleza
coloidal
Turbiedad
debido
a los SS
GAS N2
40 mg N/l
Sonda NO3
10 mg N/l
A
B
C
D
Punto
crítico
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E
F
adición de oxígeno
mediante aireadores
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1. ¿ Funcionamiento normal?
La ayuda de las grabaciones O2 y REDOX
Las medidas en línea de Potencial REDOX y de
oxígeno disuelto en la biomasa permiten controlar el
suministro de oxígeno a las necesidades de O2
4
3
2
Sonda REDOX
Aireación
Aerators
1
+ 500 mV
+ 220 mV
+ 400 mV
+ 300 mV
Curva REDOX
0 mV
+ 200 mV
Desaparición
de NO3-
Desaparición
de NH4+
Sonda O2
2 mgO 2/l
Curva O2
HOURS
16 H
15 H
14 H
13 H
1 mgO 2/l
12 H
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11 H
10 H
9H
0 mgO 2/l
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Preguntas en caso de características
particulares de las aguas crudas
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Puntos importantes de la sedimentación
Se debe tener en cuenta de
todos les elementos siguientes
 La velocidad ascensional
 La velocidad de distribución
 La velocidad de alimentación
 La profundidad en periferia
 La longitud del vertedero
 La velocidad del raspador
 El caudal de la recirculacion
 Otros …
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Diámetro del decantador a la altura de su vertedero
Diámetro del cilindro de distribución
Longitud
del vertedero
Diámetro del barril central
Velocidad
ascensional
Lecho de lodos
Altura
sumergida
Superficie de
distribución
Orificios de alimentación
Raspador
Profundidad
en periferia
Retorno de los lodos
Alimentación del decantador
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Características hidráulicas normales
del tanque de sedimentación
Valores de referencia
Velocidad Ascensional
Valores
0.2 a 0.5 m/h
Velocidad de la distribución
5 a 15 cm/s
Velocidad de la alimentación
1 à 5 cm/s
Velocidad en la tuberia de alimentacion
0.5 a 1 m/s
Profundidad en la periferia
> 2.5 m
Velocidad en el vertedero
< 3 a 5 m3/h.m
La velocidad ascensional que se debe tener en cuenta es variable según
la capacidad de los lodos a decantar, medida por el VC30 (Volumen Corregido
tras de 30 min. de decantación. Valores mas bajas (≈ 0.2 m/h) son aconsejadas
para el tratamiento de ciertas aguas residuales industriales.
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1. ¿ Funcionamiento normal?
Comentarios sobre
“¿FUNCIONAMIENTO NORMAL?”
La capacidad a entender y resolver un problema de funcionamiento
de los Lodos Activados supone que las condiciones de un buen
funcionamiento sean conocidos, especialmente:
 Las características normales de la biomasa
 Las características de un buen suministro de O2
 Las características del efluente a obtener
 Las características de las aguas residuales a tratar
 Las características para una buena sedimentación
Buen entender es la primera etapa antes de aplicar una receta
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
2. PROBLEMAS
HIDRÁULICAS
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2. Problemas hidráulicas
Velocidad ascensional
La velocidad ascensional del sedimentador es la
característica más importante; está influenciada por:
1. El caudal de las aguas entradas en la planta ( ¿están conformes a los
criterios de diseño del sedimentador?)
2. Pero también del régimen de funcionamiento de la recirculación de
los lodos (atención a los caudales excesivos e a las sacudidas
hidráulicas generadas por empezados y paradas de las bombas de
recirculación; evitar los empezados y paradas muy frecuentes)
La capaz de sedimentación no depende solamente de los
caudales, sino también de la aptitud de la biomasa a sedimentar
caracterizada por el Volumen Corregido (ml/l).
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2. Problemas hidráulicas
Velocidad ascensional y Volumen Corregido
Todos los lodos no decantan de la misma manera, especialmente los
lodos que provienen del tratamiento de aguas residuales industriales:
 Valores de VC = 1000 a 1500 ml/l pueden considerarse como normales
para aguas industriales
 Sedimentadores con laminas no son recomendados para separar la
biomasa del agua depurada
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2. Problemas hidráulicas
Otras anomalías susceptibles de
dañar la separación lodos-agua
1. Impulsión de burbujas de aire en el clarificador (¿cuenca de desgasificación?)
2. Sacudidas importantes de caudal (¿funcionamiento de la recirculación?)
3. Orificios de alimentación demasiado pequeños o situados demasiado bajos
(¿concepción del sedimentador?)
4. Ausencia o diámetro demasiado bajo o inmersión demasiado grande de la “falda”
(pantalla) de distribución (¿concepción del sedimentador?)
5. Profundidad Insuficiente en periferia (¿concepción del sedimentador?)
6. Cuesta insuficiente en el fondo del sedimentador (¿concepción del sedimentador?)
7. Velocidad excesiva o mal estado del raspador de fondo (¿concepción del
equipamiento?)
8. Inmersión excesiva de la pantalla antes del vertedero (¿concepción del
equipamiento?)
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2. Problemas hidráulicas
Comentarios sobre las
problemas hidráulicas
1. Antes de buscar causas químicas o biológicas de mal
funcionamiento, hay que examinar las posibles anomalías
hidráulicas que dañan físicamente la buen sedimentación de los
lodos.
2. Ciertas anomalías hidráulicas están susceptibles de causar
problemas biológicas tal que:
1. El estado mal de raspador que entrena la acumulación de lodos que
fermentan y suben a la superficie en forma de paquetes grandes de lodos.
2. La estancia prolongada de los lodos en el sedimentador puede generar una
mala decantación de los lodos (bulking)
3. La parada prolongada de la recirculación puede causar la perdida de
biomasa
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
3. EFLUENTE TURBIO
SIN PERDIDA DE BIOMASA
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Primero caso
La biomasa no está destruida
Una buena sedimentación,
pero una agua turbia en la
superficie del sedimentador
Sedimentación normal en
la probeta, pero una agua
a la parte superior
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Buscar y ajustar
Causa probable
Suministro insuficiente de aire o carga
excesiva de contaminantes
DBO5 y DCO alta del efluente
Olor anormal del tanque de aireación
NH4 efluente muy altas
Resultados de las
observaciones,
pruebas e análisis
Ausencia de NO3 en el efluente
Transparencia del efluente muy baja
Poco O2 en el tanque de aireación
Concentración normal de los SS en la biomasa
pH de las aguas crudas y depurada normal
Accion
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Aumentar el suministro de O2 en el tanque
de aireación
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Segundo caso
La biomasa está destruida
La biomasa ha sido
destruida o eliminada, la
agua está turbia en la
superficie del sedimentador
Se observa muy poco de
lodos en el fundo de la
probeta agua está turbia en
la parte superior
4. Perdida de SS a causa de flotantes
Buscar y actuar
Causas
probables
Resultados de
las
observaciones,
pruebas e
análisis
Acción
Biomasa insuficiente
Tóxicos en las aguas
crudas
DBO5 y DCO alta del efluente
DBO5 y DCO alta del efluente
Olor normal del tanque de aireacion
Olor normal del tanque de aireacion
NH4 efluente muy alto
NH4 efluente muy alto
Ausencia de NO3 en el efluente
Ausencia de NO3 en el efluente
Transparencia del efluente muy baja
Transparencia del efluente muy baja
Mucho O2 en el tanque de aireación
Mucho O2 en el tanque de aireación
Biomasa eliminada
Biomasa destruida
pH normal de las aguas
pH variable de las aguas
Disminuir o cesar las
extracciones de lodos
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Suprimir la contribución de
tóxicos
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Comparación entre un floculación
normal y una ausencia de floculación
La ausencia de floculación, llamada también « Pin Point
Floc », (foto encima) significa que la fase «aglomeración» de las bacterias no ocurre, lo que impide una
floculación normal (foto debajo).
La ausencia de floculación puede provenir de:
Una destrucción de los flócos biológicos (tóxicos)
Una aportación mas baja de contaminantes,
insuficiente para favorecer el desarrollo de las
bacterias
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Comentarios sobre los casos
de efluente turbios sin perdida de SS
Suministro insuficiente de O2, exceso de Contaminantes a tratar, concentración
insuficiente de la biomasa, aperción de tóxicos son los casos mas frecuentes
encontrados para explicar la turbiedad del efluente.
Para acelerar la formación de los flócos (puesta en marcha de una planta), se
puede añadir lodos de otra planta en el tanque de aireación
En ciertos casos, especialmente cuando se tratan aguas industriales, se puede
observar un efluente turbio o coloreado a causa de:
 Tintas o colores no biodegradables (imprentas, tintorerías,…)
 Partículas arcillosas (coladas de montón terrosas por las aguas)
 Otros…
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
4. PRESENCIA DE SS EN EL
EFLUENTE (FLOTANTES)
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4. PRESENCIA DE SS EN EL EFLUENTE (FLOTANTES)
4.1 ESPUMAS
BLANCAS Y MARRONES
(GAS = AIRE)
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Dos posibilidades de espumas
aligeradas por burbujas de aire
Espumas muy ligeras y blancas o pesadas y marrones, causadas por la presencia
de burbujas de aire que mantienen las espumas en la superficie del agua.
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Otras Ilustraciones
Casos graves de
espumas ligeras y
blancas (a la izquierda)
y pesadas y marrones
(a la derecha) con
desbordamientos de
los tanques
Los espumas alcanzan
volúmenes importantes
a causa de las propiedades tensioactivas de
detergentes o materias
grasas
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Casos de las espumas blancas
Causas y soluciones
Este fenómeno es causado por la presencia de detergentes en las aguas residuales
Ello está frecuentemente observado a la puesta en marcha de una planta, pero
disminuye normalmente con el aumento de la concentración en biomasa.
Para ciertas aguas residuales industriales, el fenómeno puede ser muy grave y
molesta para los vecinos, porque las espumas, muy ligeras, están llevadas por el
viento. Si el aumento de la concentración de la biomasa no basta a eliminar el
problema, es necesario entonces:
Anadir en el efluente productos “anti espumas” para disminuir las molestas
hasta que la causa no esta determinada
Cambiar la naturaleza (elegir detergentes biodegradables) y disminuir la
cantidad de los detergentes utilizados por el industrial.
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Casos de las espumas marrones
Causas y soluciones
Este fenómeno es causado por la presencia de materias grasas en las aguas
residuales tienen un efecto tensioactivo.
Ello está frecuentemente observado cuando las aguas residuales no están bastante
desgrasadas.
Para evitar estas espumas esta aconsejado de implementar:
 Un desgrasador eficiente antes del tanque de aireación
 Un trampa de las espumas entre el tanque de aireación y el sedimentador
En caso de aguas residuales industriales con concentraciones elevadas en grasas
(mataderos por ejemplo), es necesario de potenciar la eliminación de las materias
grasas implementando una etapa flotación antes del tanque de aireación
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Bacterias a menudo
observada en la biomasa
Bacterias filamentosas llamadas “Nocardia”, ramificadas y no demasiado largas
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4.1 Flotantes – Espumas blancas y marrones
Esquema y foto de una trampa
de los espumas marrones
Las espumas están eliminadas de la biomasa antes de llegar al sedimentador
Parte
trampa
Parte
almacenamiento
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4. PRESENCIA DE SS EN EL EFLUENTE (FLOTANTES)
4.2 DESNITRIFICACIÓN
EN EL DECANTADOR
(GAS = N2)
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4.2 Flotantes – Desnitrificación en el decantador
Desnitrificación en el decantador
La desnitrificación, que ocurre en la biomasa, genera el gas N2 que aligera los lodos
y hace subirles a la superficie del decantador.
Documento no finalizado
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4.2 Flotantes – Desnitrificación en el decantador
Ilustraciones
Los lodos aligerados por el gas N2
suben como pistones en la probeta
El decantador es cubierto de lodos y el agua
rechazada es clara cargada con SS
Ninguna espuma esta observada en
la superficie del tanque de aireación
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4.2 Flotantes – Desnitrificación en el decantador
Desnitrificación en el decantador
Causas y soluciones
Este fenómeno es causado por un exceso de suministro de aire que produce una
cantidad importante de NO3 en el tanque de aireación (ver al grafico NH4-NO3).
Estos nitratos desnitrifican en el decantador (condiciones anoxia en la biomasa)
produciendo el gas N2 que hace subir paquetes de lodos a la superficie del
decantador.
Se ven paquetes o hasta una capa de lodos a la superficie del decantador; en
cambio no se ve nada a la superficie del tanque de aireación lo que permite
distinguir este problema de desnitrificación del fenómeno de las espumas marrones.
La solución (muy simple) consiste a ajustar el suministro del aire en acuerdo con el
principio del grafico NH4-NO3 en la zona del punto critico.
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4. PRESENCIA DE SS EN EL EFLUENTE (FLOTANTES)
4.3 FERMENTACIONES
EN EL DECANTADOR
(GAS = CH4)
Documento no finalizado
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4.3 Flotantes - Fermentaciones en el decantador
Fermentaciones en el decantador
A causa de problemas de tanque o equipamiento lodos quedan un tiempo largo en la
misma plaza y fermentan, produciendo el gas CH4 que hace subir paquetes de lodos
negros a la superficie de decantador .
Documento no finalizado
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4.3 Flotantes - Fermentaciones en el decantador
Fermentaciones en el decantador
Causas y soluciones
Este fenómeno es causado por la fermentación de paquetes de lodos sobre el
fondo del decantador; esta fermentación genera el gas metano que aligera los
lodos y hace subirles a la superficie del decantador en la forma de paquetes
que pueden ser grandes; hay a menos dos casos posibles:
 La pendiente del fondo no está suficiente o la superficie no permite el
deslizamiento de los lodos (caso de decantadores sin raspador de fondo)
 El raspador de fondo se ha dañado y no juega su papel (caso de los
decantadores equipados de un raspador de fondo)
Se ven paquetes de lodos negros a la superficie del decantador que dañan la
calidad del efluente a causa de la perdida de sólidos suspendidos.
La solución consiste a controlar (y reparar) el estado del fondo y/o el estado del
raspador de fondo.
Documento no finalizado
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
5. BULKING O
ABULTAMIENTO
Documento no finalizado
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Bulking o abultamiento
El desarrollo muy importante de bacterias filamentosas dentro y entre los flócos les
impiden de acercarse y decantar (en la probeta y el decantador), causando el
rechazo de la biomasa con el efluente y su mala calidad.
Documento no finalizado
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Vistas de lodos sin y con
bacterias filamentosas
Las bacterias filamentosas,
debido a su rigidez, impiden
los flócos de acercarse y
decantar normalmente en
la probeta o el decantador.
El volumen ocupado en la
probeta o en el decantador no
se reduce; se habla de
“Abultamiento” o “Bulking”
El agua intersticial, recuperada a la superficie del decantador, es de muy buena calidad,
filtrada por el lecho de lodos
Documento no finalizado
Joseph CHARPENTIER
INTI ARGENTINA (22/04 al 11/03 2014)
3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Bacterias filamentosas y
mala decantación
La capacidad de los lodos a decantar es caracterizada por el “Índice de lodos”
(mililitros ocupados por 1 gramo de sólidos suspendidos de los lodos tras 30
minutos de decantación en una probeta de 1 litro)
Si 50 < Índice de lodos< 200 : decantación buena
Si 200 < Índice de lodos < 400 : decantación media
Si 400 < Índice de lodos < 600 : decantación mala
En caso de crisis aguda, el índice de lodos puede superar 1000 ml/g SS
Hay numerosos tipos de bacterias filamentosas que pueden desarrollarse en los
lodos; los mas a menudo observadas son “Microthrix Parvicella”, “021 N”,
“Thiotrix”, “Sphaerotilus natans” etc…
La gravedad del problema depende de la cantidad de bacterias y de su rigidez (el
tipo “021N” es particularmente dañando)
Documento no finalizado
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Microthix Parvicella
Caracterizados por una forma curva, los filamentos son bastante flexibles, dando
un aspecto de “spaghetti a la bolognese” como se aparece en la foto de la derecha
tomada con un microscopio electrónico.
Esta bacteria genera decantaciones malas (índice de lodos ≈ 300 a 500 más a
menudo), pero no catastróficas. Las perdidas de lodos pueden ser evitadas si la
velocidad ascensional en el decantador ≈ 0.2 a 0.4 m/h.
Documento no finalizado
Joseph CHARPENTIER
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Tipo “021N”
Caracterizados por células separadas y de forma discoidal (ver a la foto del
medio), los filamentos son muy rígidas.
Esta bacteria puede generar decantaciones catastróficas (índice de lodos > 1000).
Las perdidas de lodos no pueden ser evitadas aunque la velocidad ascensional en
el decantador ≈ 0.2 a 0.4 m/h.
Documento no finalizado
Joseph CHARPENTIER
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Causas
Este fenómeno de proliferación de las bacterias filamentosas es causado por
muchas cosas relativas a los 3 elementos que pueden influenciar el desarrollo de
ciertas bacterias a costa de otras bacterias:
Documento no finalizado
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Causas
Este grafico ilustra la influenza de la concentración de contaminantes alrededor de
los flócos sobre el desarrollo de las bacterias filamentosas o normales. Esta es la
razón por la que será aconsejado de crear zonas de alta carga o un efecto “piston”.
Documento no finalizado
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3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Soluciones preventivas
Las soluciones preventivas son las siguientes:
Definir y controlar las llegadas de efluentes no domésticas (convenios de
rechazo en el alcantarillado)
Prever tratamientos adaptados a los efluentes de riesgos (cuencas
ecualizadores si variaciones brutales de flujo, flotación si aguas muy grasadas,
adición de N y/o P si carencia de N o P etc….)
Pensar en unos puntos de diseño de la planta (trampas de las espumas;
tanque de contacto, efecto “piston”)
Controlar la concentración en biomasa en el tanque de aireación y el nivel de
lecho de lodos en el sedimentador (extracción, recirculación)
Controlar la concentración en O2 en el tanque de aireación
Documento no finalizado
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INTI ARGENTINA (22/04 al 11/03 2014)
3. Efluente turbio sin perdida de biomasa
Soluciones curativas
A veces, ajustar correctamente no es suficiente, entonces…
Las soluciones curativas son las siguientes:
 Química : Adición controlada de cloro a la biomasa; esta receta está utilizada
muy frecuentemente por qué fácil a implementar; esto necesita de bien controlar
el tasa de tratamiento y la calidad del efluente.
 Biológica : Crear un efecto contacto antes del tanque de aireación, si existe
un tanque disponible en la planta (lamentablemente poco a menudo)
 Química - Física : Adición de reactivos que pueden mejorar la floculación
(sales de hierro o aluminio, polímeros orgánicos)
 Física : Adición de productos que pueden hacer mas pesados o modificar los
flóculos (talco, carbonato, cal,…)
Documento no finalizado
Joseph CHARPENTIER
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
6. PROBLEMÁTICA
DE LAS ARI
(AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES)
Documento no finalizado
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6. Problemática de las Aguas Residuales Industriales
Normas de conexión al
alcantarillado en Francia
Las aguas residuales industriales pueden rechazarse en un alcantarillado
doméstico si:
El flujo de contaminación industrial no supera un 50% del flujo de
contaminación tratado por la planta de tratamiento
La totalidad de los rechazos industriales conectados no supera un 70%
del flujo de contaminación tratado por la planta de tratamiento
Si el rechazo en el alcantarillado es posible, se debe establecer un convenio de
rechazo que indica la composición y el flujo máxima de contaminantes, los
pretratamientos a implementar si necesario, los medios de controlar los
caudales y tomar muestras
Si el rechazo en el alcantarillado no es posible, se debe implementar una planta
de tratamiento especifica dedicada.
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Joseph CHARPENTIER
INTI ARGENTINA (22/04 al 11/03 2014)
PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
Comentarios sobre la parte
PROBLEMAS OPERATIVOS
DE LOS LODOS ACTIVADOS
 Entender las problemas operativos supone primero de bien
conocer las condiciones del buen funcionamiento en términos de
operación.
 Las problemas de Bulking son en general mas difíciles a resolver;
se encuentran con aguas residuales domesticas, pero los casos mas
difíciles se encuentran con las aguas residuales industriales
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Joseph CHARPENTIER
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PROBLEMAS OPERATIVOS DE LOS LODOS ACTIVADOS
Gracias
por su atención
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Joseph CHARPENTIER
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