Aguas residuales

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Ingeniería de aguas residuales y procesos biológicos aerobios.
1. INTRODUCCIÓN
Cuando las aguas residuales entran en una Estación Depuradora, sufren un pre-tratamiento en el que se rdetiran los sólidos y gruesos de gran tamaño, así como las arenas y grasas. A continuación, el agua pasa al denominado tratamiento primario, donde se eliminan sólidos en suspensión fácilmente sedimentables y algo demateria orgánica.

La materia orgánica que queda disuelta y en suspensión así como el resto de las partículas sólidas que no se han eliminado en los tratamientos anteriores, son eliminadas mediante los denominados “Procesos Biológicos de Depuración Aerobia”, que en la línea de aguas constituyen los tratamientos secundarios.

Podemos definir los “Procesos Biológicos de Depuración Aerobia”,como aquellos realizados por determinado grupo de microorganismos (principalmente bacterias y protozoos) que en presencia de Oxígeno, actúan sobre la materia orgánica e inorgánica disuelta, suspendida y coloidal existente en el agua residual, transformándola en gases y materia celular, que puede separarse fácilmente mediante sedimentación. La unión de materia orgánica, bacterias y sustanciasminerales forma los flóculos y el conjunto de flóculos es lo que todos conocemos como lodo biológico.

Los objetivos que persigue este tipo de tratamiento son la transformación de la materia orgánica y la coagulación y eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables. En el caso de algunas aguas residuales urbanas, también se persigue la eliminación de Nitrógeno y de Fósforo. Por último,conseguimos además la disminución de los microorganismos patógenos y fecales que habitan el agua residual.

Básicamente, existen dos tipos de tratamientos biológicos aerobios:

* Procesos de Cultivo en Suspensión (Lodos Activados).
* Procesos de Cultivo Fijo (Lechos Bacterianos).

En este capítulo, nos vamos a centrar en como suceden los mecanismos de depuración biológica aerobia y másconcretamente en el proceso de Lodos Activos, siendo los Lechos Bacterianos objeto del capítulo siguiente.

2. FUNDAMENTOS DE LOS PROCESOS BIOLÓGICOS AEROBIOS
2.1. Los procesos de oxidación biológica
La oxidación biológica es el mecanismo mediante el cual los microorganismos degradan la materia orgánica contaminante del agua residual. De esta forma, estos microorganismos se alimentan de dicha materiaorgánica en presencia de oxígeno y nutrientes, de acuerdo con la siguiente reacción:

Materia orgánica + Microorganismos + Nutrientes + O2=>>Productos Finales + Nuevos microorganismos + Energía

Para que lo anteriormente expuesto se produzca, son necesarias dos tipos de reacciones fundamentales totalmente acopladas: de síntesis o asimilación y de respiración endógena u oxidación.2.1.1. Reacciones de síntesis o asimilación
Consisten en la incorporación del alimento (materia orgánica y nutrientes) al interior de los microorganismos. Estos microorganismos al obtener suficiente alimento no engordan, sino que forman nuevos microorganismos reproduciéndose rápidamente. Parte de este alimento es utilizado como fuente de Energía. La reacción que ocurre es la siguiente:

CHNO(materia orgánica) + O2 + Bacterias + Energía ==>
C5H7NO2 (sustancias del interior bacteriano)
2.1.2. Reacciones de oxidación y Respiración endógena
Los microorganismos al igual que nosotros, necesitan de Energía para poder realizar sus funciones vitales (moverse, comer etc.), dicha energía la obtienen transformando la materia orgánica asimilada y aquella acumulada en forma de sustancias de reservaen gases, agua y nuevos productos de acuerdo con la siguiente reacción:

C5H7NO2 (material celular) + 5O2 ==> 5CO2 + 2H2O + NH3 + Energía

Como podemos observar, después de un tiempo de contacto suficiente entre la materia orgánica del agua residual y los microorganismos (bacterias), la materia orgánica del medio disminuye considerablemente transformándose en nuevas células, gases y...
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