quimico

CAPÍTULO 6
CAPACIDAD DEL ARU PARA LA EBN

6.1

INTRODUCCIÓN

Como hemos visto en el capítulo anterior, la caracterización del agua residual es
una etapa fundamental del diseño, la optimización y la operación de los procesos de
fangos activados. Tradicionalmente, la capacidad de un ARU para la eliminación biológica
de nutrientes (EBN) se evaluaba mediante la DQO, la DBO5, y lasfracciones de éstas
con el nitrógeno y el fósforo (DQO/P, DBO/P o respecto al N). Sin embargo, este conjunto
de parámetros no permite estimar con precisión el potencial de eliminación de nutrientes
de un sistema de tratamiento biológico, puesto que sólo considera el valor total de la
DQO o la DBO, sin tener en cuenta que sólo una parte de éstas (el sustrato fácilmente
biodegradable) está realmentedisponible para los microorganismos activos durante la
fase anaerobia del proceso.
El desarrollo de modelos de fangos activados (ASM) ha permitido entender mejor
los procesos de tratamiento, pero evidencian la necesidad de disponer de una
caracterización más detallada del agua residual. La composición de la materia orgánica
del agua residual cambia durante su transporte por la red dealcantarillado y su
fraccionamiento depende de la tasa de degradación (Lie, 1996). Dold et al. (1980)
establecieron que el agua residual contenía dos fracciones biodegradables de DQO, la
fracción soluble fácilmente biodegradable (DQOFB) y la fracción particulada lentamente
biodegradable (DQOLB). Los estudios de caracterización del agua residual (Roeleveld y
van Loosdrecht, 2002; Ginestet et al., 2002;Wentzel et al., 1985; Dold et al., 1980, Henze
et al., 1987; Gujer et al., 1999) se han centrado en unos casos en la determinación de la
fracción biodegradable de la DQO, mientras que en otros lo han hecho en la fracción
inerte.
El principal objetivo de la caracterización de un ARU es identificar las fracciones
orgánicas con diferentes propiedades biodegradables. La materia orgánica fácilmentebiodegradable es necesaria para la producción anaeróbica de ácidos grasos volátiles
(AGV), que han sido identificados como el principal substrato de los OAF. La eficiencia de
un tratamiento de EBN depende no sólo de las características de diseño del proceso, sino
también de las propiedades intrínsecas del agua residual afluente relativas a su
concentración de AGV y a su capacidad degeneración de DQOFB (Barajas, 2002).
La cantidad de AGV-DQO considerada necesaria para obtener concentraciones de
fósforo en el efluente menores o iguales a las exigidas por la legislación es muy variable.
Sin embargo, estudios de diferentes investigadores (Oldham y Stevens, 1985; Pitman,
1991; Abu-ghararah y Randall, 1991; Danesh y Oleszkiewicz, 1996; Christensson, 1997;
Rössle y Pretorius 2001a)indican que se requieren aproximadamente 20 mg AGV-DQO
para eliminar 1 mg de fósforo. De acuerdo con estos estudios, la aptitud de un ARU para
la EBIF se puede definir como su capacidad de disponer (o generar) una cantidad
suficiente de AGV-DQO para favorecer la eliminación biológica de fósforo; es decir, para
facilitar el cumplimiento de los límites de P exigidos en la legislacióncorrespondiente.

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Capítulo 6. Capacidad del ARU para la EBN

No todas las ARU son aptas para promover una EBIF óptima. Según Henze et al.
(1995b), la concentración de AGV normalmente presente en un ARU sedimentada es una
pequeña fracción de la DQO total, con valores próximos a un 2-10%. La concentración
varía de un lugar a otro, principalmente como resultado de los cambios sufridos por el
aguadurante su transporte. Sin embargo, un afluente contiene por lo menos entre un 10
y un 15% de DQOFB adicional, que puede ser fermentada para generar AGV y otros
productos de fermentación (Christensson, 1997). La cantidad real de AGV disponible para
los OAF dependerá de las características orgánicas del ARU, del tipo de sistema de
alcantarillado que la transporta, de la actividad microbiana y...