“Plantas de tratamiento que NO generan lodos”

Juan Manuel López Hoyos
Ingeniero Químico – M. Sc. Ingenieria Ambiental
Director General de SICOLMEX SA DE CV

Ha sido muy común durante mi ejercicio profesional, encontrar empresas que ofrecen en el mercado “plantas para tratamiento de aguas residuales que no producen lodos“, y que – según ellas – son entonces más baratas de construir y menos costosas de operar. Vamos a ver un par de conceptos que nos pueden servir para ver como tales afirmaciones son completamente falsas y entender por qué las plantas construidas bajo ese supuesto terminan convertidas en proyectos que simplemente pasan a engrosar la enorme lista de “elefantes blancos” que tenemos en todos nuestros países de Latinoamérica.

Sobre la cantidad de sólidos que llegan a la planta de tratamiento

Los sólidos que ingresan con el agua residual a la planta de tratamiento los podemos dividir en dos (2) grandes grupos: los sólidos suspendidos y los sólidos disueltos. Los primeros, se asocian con partículas discretas (que pueden retenerse sobre un papel de filtro) mientras que los segundos se asocian con sales y compuestos orgánicos disueltos. En la tabla siguiente se muestra la composición “típica” de las aguas residuales de origen doméstico, característica de nuestros países.

Parámetro

Concentración, mg/L

Sólidos Suspendidos Totales, SST 400
Sólidos Suspendidos Volátiles, SSV 85
Sólidos Suspendidos Fijos, SSF 315

De la tabla anterior puede verse como una buena parte de los SST que llegan en el agua residual son de naturaleza inorgánica (los denominados “sólidos fijos”). Debe de notarse además que no todos los SSV son biodegradables: tan solo un 50% a 60% de ellos lo son. Así las cosas, en este caso particular, la cantidad de sólidos suspendidos que ingresan a la planta de tratamiento – y que pasan por el proceso sin ser alterados – es de alrededor de 274 mg/L (= 315*0.60 + 85).

LodosPara una planta de tratamiento que reciba 1,000 m3 /d de aguas residuales, esto significa que con ella ingresarán a la planta cerca de 274 kg SS cada día (unos 27,4 m3 /d al 1%), los cuales deberán ser retirados de manera controlada si se desea mantener la calidad del efluente final. En caso contrario, estos sólidos continuarán incrementando cada día el inventario de lodos del sistema (pero NO el de “biomasa activa”) y llegará el momento en el cual la planta de trata miento simplemente colapse.

Sobre la producción de biomasa en el sistema biológico

En el ejercicio anterior se ignora la producción constante de nueva biomasa, indispensable para la continuidad en el proceso de tratamiento. En cualquier sistema de tratamiento biológico, una parte del sustrato biodegradable se utiliza para la producción de biomasa, mientras que la otra fracción se convierte en gases de respiración: su proporción dependerá simplemente del tipo de sistema, aerobio o anaerobio.

Está demostrado (ver Metcalf and Eddy, cuarta edición, pág. 600) que la eficiencia de remoción de un proceso biológico (y por ende la calidad de su efluente) depende básicamente de “la edad de los lodos” (SRT), la cual se puede definir como relación existente entre el inventario de biomasa dentro del sistema (los kg SSV) y la purga de lodos (kg SSV/d). Así pues, en pocas palabras, es solo mediante el control de la relación entre el inventario de biomasa del sistema y de la purga de lodos excedentes como el operador puede afectar el desempeño de su planta de tratamiento.

GráficaDebe notarse como a pesar de requerirse siempre “el mismo producto terminado” (la misma calidad de agua tratada), normalmente ni la temperatura, ni el flujo, ni la composición del agua cruda (en pocas palabras “la calidad de su materia prima”), pueden ser variadas por el operador.

Recapitulemos: visto de cerca, el operador de la planta de tratamiento realmente dispone de muy pocas variables para el control de su proceso: la concentración de Oxígeno Disuelto (OD) en el tanque de aireación, la tasa de recirculación interna de lodos en el caso de sistemas aerobios, y otras pocas variables ambientales importantes (pH, nutrientes, entre otras).

Pero una de las pocas variables con que realmente cuenta el operador de la planta y que puede afectar – de manera importante – el desempeño de su sistema de tratamiento es precisamente la purga de lodos.

En conclusión, afirmar que una planta de tratamiento NO genera lodos excedentes, es desconocer completamente, sea por ignorancia o por negligencia, todo lo anterior: es desconocer tanto un simple balance de materiales, así como los fundamentos de los procesos bioquímicos.

Querétaro, México; Julio de 2016.