Sistemas de cultivo adherido

Tratamiento secundario

Sistemas de cultivo adherido
En los sistemas de cultivo adherido el agua residual se pone en contacto con películas microbianas adheridas a superficies. El área superficial para el crecimiento de la biopelícula se incrementa colocando un medio poroso en el reactor. Cuando se usa un medio sólido poroso empacado al azar, el reactor se denomina filtro percolador. Eladvenimiento de medios sintéticos modulares de alta porosidad y bajo peso ha permitido un arreglo vertical del medio, de varios metros de altura, llamado bio-torre. El dispositivo más reciente se denomina discos biológicos y consiste en discos rotatorios sumergidos parcialmente en el agua residual. Aunque existen otros sistemas de cultivo adherido que pueden usarse en ciertas condiciones, tales comolos filtros sumergidos (anaerobio) y lechos fluidizados, la discusión que se hace en este texto se limita al estudio de filtros percoladores, bio-torres y discos biológicos. En los sistemas de filtros percoladores y bio-torres, el medio es estacionario y el agua residual pasa sobre la biopelícula en dosis intermitentes. En el sistema de discos biológicos el medio mueve la biopelículaalternativamente a través del agua y del aire. Ambos sistemas se clasifican como procesos aerobios debido a que mantienen a la biopelícula superficial en condiciones aerobias. Los sistemas de cultivo adherido incluyen comúnmente sedimentación primaria y secundaria además del reactor biológico. El sedimentador primario puede omitirse en las plantas con biotorres y discos biológicos siempre y cuando se efectúe uncribado adecuado antes de aplicar el agua residual sobre el medio, con el propósito de evitar la obstrucción de los espacios del medio. 15.1 Biología del sistema

No obstante las marcadas diferencias entre los reactores de los sistemas de cultivo adherido y suspendido, el metabolismo de los microorganismos de las aguas residuales es notablemente similar. Los microorganismos que se adhieren a lassuperficies solidas del medio corresponden esencialmente a los mismos grupos que aquéllos de los sistemas de lodos activados. La mayoría son microorganismos heterótrofos; abundan los hongos y bacterias, predominando las facultativas, y las algas se presentan cerca de la superficie, donde está disponible la luz solar. También pueden encontrarse animales, tales como rotíferos, lombrices del lodo,larvas de insectos, caracoles, etc. Cuando el contenido de carbono del agua residual es bajo pueden existir organismos nitrificantes, aunque en cantidad insignificante. Los microorganismos se adhieren por sí mismos al medio y crecen formando una película densa de naturaleza viscosa y gelatinosa. El agua residual moja la película en delgadas capas

Unidad 3.73

y las sustancias orgánicasdisueltas pasan al interior de la biopelícula debido a gradientes de concentración. En la superficie pegajosa podrían quedar retenidas las partículas suspendidas y coloidales, y ahí se descomponen dando productos solubles. El oxígeno necesario para las reacciones aerobias de la superficie de la biopelícula proviene del agua residual y del aire introducido en los huecos del medio. Los desechos producidosdurante el proceso metabólico se difunden hacia el exterior de los huecos y son transportados por las corrientes de agua y aire existentes. Este proceso se ilustra en la Figura 15.1. El crecimiento de la biopelícula sólo puede ser en una dirección, es decir, hacia el lado opuesto al medio de soporte. Conforme la película se hace más gruesa se desarrollan gradientes de concentración de oxígeno ysustrato. Eventualmente en la interfase medio - biopelícula ocurrirán simultáneamente el metabolismo anaerobio y endógeno.

Figura 15.1. Biología del sistema de cultivo adherido La adherencia se debilita y la fuerza cortante ejercida por el agua residual que fluye sobre la película termina por hacerla caer y deslavarla. Este proceso es función de las tasas de carga hidráulica y orgánica. La...