agua residual

Tratamiento de Aguas Residuales

Eliminación biológica
de contaminantes (y III)
Reactores de tercera generación
C. Arnáiz, M. Medialdea y J. Lebrato
Grupo de Tratamiento de Aguas Residuales
Dpto. de Ingeniería Química y Ambiental
Escuela Universitaria Politécnica de Sevilla
y J. C. Gutiérrez
Abensur Servicios Urbanos
1. Introducción
En los reactores de tercera generación o de lechofluidizado, el
soporte sobre el que las bacterias
se fijan está formado por un lecho
de partículas granulares puesto en
movimiento por una corriente de
fluido. Las ventajas de los reactores de lecho fluidizado reposan en
la movilidad de las partículas sólidas, ya que esto permite asegurar
una buena mezcla en el reactor.

Los reactores biológicos de lecho
fluidizado aplicados a ladepuración de aguas residuales
ofrecen importantes ventajas
respecto a otro tipo de
configuración. Estas ventajas se
basan en la movilidad que se
imprime a las biopartículas
mediante una corriente de
líquido o de gas y al pequeño
tamaño de las partículas que se
emplean como soporte para los
microorganismos. Estos factores
aseguran una buena mezcla y
una alta concentración de
biomasa en elinterior del
reactor, por lo que se consiguen
elevadas cargas por volumen de
tratamiento con tiempo de
retención hidráulico (TRH) muy
corto.

La utilización de partículas de
pequeño tamaño (100-1.000 µm)
permite ofrecer a las bacterias superficies específicas importantes.
En consecuencia, se pueden alcanzar concentraciones muy elevadas
de microorganismos, de hasta 50 a
60 g L-1. A escalaindustrial, se han
llegado a alcanzar cargas volúmicas de 20 a 30 kg DQO m-3 d-1.
Cargas igualmente elevadas, de
100 hasta 150 kg m-3 d-1, han sido
aplicadas a escala piloto. Estos valores son muy superiores a los obtenidos en los filtros anaerobios e
incluso en los UASB. Además, los

reactores de lecho fluidizado alcanzan rendimientos de depuración superiores al 80% y TRH muy
cortos(inferiores a 12 horas), en
comparación con otros procesos
anaerobios.
2. La biopelícula
La formación de la biopelícula
tiene lugar si el medio aporta los
nutrientes necesarios para su desarrollo. Esta propiedad de fijación
es utilizada en los procesos anaerobios para retener una cantidad importante de la biomasa en los reactores y, en consecuencia, reducir el
TRH.
La biopelícula estáprincipalmente compuesta por glúcidos,
que son polimerizados para producir polisacáridos lineales que envuelven las colonias de microorganismos. La naturaleza de la adhesión está muy influenciada por la
fuerza iónica del medio. La adhesión resulta también como consecuencia de diferencias de potencial
entre la superficie de las células y

Figura 1.
Diferentes
etapas de
desarrollo de
unabiopelícula
[1]

 Ingeniería Química
www.alcion.es
junio 02

115

INGENIERIA QUIMICA

la superficie de las partículas, sobre todo en la fase inicial de adsorción de microorganismos.
El control del espesor de las películas bacterianas es un parámetro
importante en estos procesos.
Conviene trabajar con biopelículas
de espesor medio, entre 20 y 300
µm. En una biopelícula demasiado
espesa, notoda la biomasa es activa.
A partir de los estudios de Shieh
y Keenan [1] se considera que el
desarrollo de una biopelícula sobre
una superficie inerte se realiza en
cinco fases, que aparecen representadas en la figura 1.
Primeramente tiene lugar una
etapa de latencia entre la adsorción
inicial de microorganismos y la
acumulación de la biopelícula sobre la superficie del soporte. En
unasegunda fase, los microorganismos se desarrollan exponencialmente. A continuación, su crecimiento deviene lineal: durante esta
tercera fase la biopelícula se acumula y su espesor aumenta. Si la
biopelícula es demasiado espesa,
los sustratos pueden no atravesar la
biopelícula. Durante esta cuarta fase, los microorganismos no alimentados mueren y la biopelícula
comienza a desprenderse. En...