MANUAL RIO PAILA

MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
DESTILERIA RIOPAILA S.A.S.
MARZO 2014
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
DESTILERIA RIOPAILA S.A.S.
BIOTECS INGENIERIA DE TRATAMIENTO DE AGUAS
CONTENIDO
INTRODUCCION .......................................................................................................... 6
1.0 DEFINICION DE TERMINOS.................................................................................. 8
1.1 TERMINOS DE USO COMÚN EN LA OPERACIÓN DE LA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. ............................................................. 8
1.2 PARÁMETROS IMPORTANTES DEL PROCESO Y SUS DEFINICIONES. ....... 9
2.0 ESTRUCTURA BASICA DEL PROCESO ............................................................. 10
3.0 FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA ................................................. 11
3.1 FUNCIONAMIENTO TEORICO ........................................................................ 11
4.0 CARACTERISTICAS DEL AGUA ......................................................................... 12
4.1 AGUA CRUDA .................................................................................................. 12
4.2 CARACTERISTICAS DEL EFLUENTE TRATADO ........................................... 12
5.0 UNIDADES DEL SISTEMA ................................................................................... 13
5.1 Tanque de Homogenización, ecualización e hidrólisis (TH) ............................ 13
5.2 Tanque neutralizacion .................................................................................... 16
5.3 Bombeo Reactor ............................................................................................... 19
5.4 Reactor de Metanizacion................................................................................... 21
5.5 Quemador Biogas ............................................................................................. 27
5.6 Tanque de Aireación
30
5.7 Clarificador Decantador
37
5.8 Deshidratación de Lodos
39
5.9 Dosificación de Químicos
42
6.0 ETAPAS BIOLOGICAS DEL PROCESO AEROBIO ........................................... 445
7.0 MANTENIMIENTO. ............................................................................................... 49
7.1 DESOCUPACIÓN DEL REACTOR . ................................................................. 49
7.2 MANTENIMIENTO DE EQUIPOS ..................................................................... 49
7.2.1
Mantenimiento regular y “Check-up”: ..................................................... 49
7.2.2 Mantenimiento de los dispositivos de seguridad. ........................................... 51
8.0 ASPECTOS DE SEGURIDAD. ............................................................................ 53
9. ANALISIS QUIMICO METODOLOGIA, MATERIALES Y REACTIVOS ................... 57
9.1 pH. .................................................................................................................... 57
9.2 ALCALINIDAD y ACIDOS GRASOS ................................................................. 58
9.3 ACIDOS VOLATILES ........................................................................................ 59
9.4 DQO ................................................................................................................. 60
9.5 DBO .................................................................................................................. 63
9.6 SÓLIDOS SEDIMENTABLES ........................................................................... 65
9.7 SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES .............................................................. 67
9.8 SÓLIDOS SUSPENDIDOS FIJOS .................................................................... 68
9.9 SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES ........................................................... 69
9.10 SÓLIDOS TOTALES ....................................................................................... 69
10. PREPARACIÓN DE REACTIVOS ........................................................................ 69
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10.1 SOLUCIÓN DE HIDRÓXIDO DE SODIO 0,1 N ............................................... 71
10.1.1 La estandarización de una solución NaOH ............................................... 71
10.1.2 PROCEDIMIENTO ................................................................................... 71
10.1.3 CALCULOS .............................................................................................. 72
10.2 SOLUCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO 0,1 N ................................................ 72
10.2.1 Estandarización del reactivo ..................................................................... 72
10.2.2 Cálculos ................................................................................................... 72
11. DIRECTRICES DE OPERACIÓN ......................................................................... 74
11.1 OPERACIÓN .............................................................................................. 74
11.2 FRECUENCIA DE MONITOREO DE LA PLANTA. ..................................... 81
11.3 OPTIMIZACION DEL PROCESO ................................................................ 84
11.3.1 Inhibición del reactor de lodos .................................................................. 84
11.3.2 Toxicidad del reactor anaerobio. .............................................................. 85
12. GUÍA DE PROBLEMAS Y SOLUCIONES............................................................. 88
12.1.1 Inhibición del sistema por carga orgánica elevada ................................... 88
12.1.2 Inhibición del sistema anaerobio por pH bajo ........................................... 89
12.1.3 pH alto en el lecho de lodo ....................................................................... 89
12.1.4 Ácidos grasos altos .................................................................................. 90
12.1.5 Alcalinidad baja ........................................................................................ 90
12.1.6 Alcalinidad alta ........................................................................................ 91
12.1.7 Temperatura alta ...................................................................................... 91
12.1.8 Sólidos sedimentables en el efluente ....................................................... 92
12.1.9 Producción de biogás baja ....................................................................... 92
12.1.10 Producción de biogás alta ...................................................................... 93
12.1.11 Aumento de la concentración de DQO / DBO en la entrada del Reactor de
Metanización. ...................................................................................................... 93
12.1.12 Aumento de la concentración de ácidos volátiles en la entrada del reactor.94
12.1.13 Decrecimiento de la relación AGV / DQO en el afluente del RM. ............ 94
12.1.14 Baja temperatura en el RM. ................................................................... 95
12.1.15 Lodo metano génico insuficiente en el RM. ............................................ 95
12.1.16 Presencia del material tóxico. ................................................................. 95
12.1.17 Producción de gas (medición a realizarse en el futuro) no compatible con la
remoción diaria del DQO ..................................................................................... 96
12.1.18 Producción de gas más baja de lo esperado con relación a la remoción diaria
del DQO. ............................................................................................................. 96
12.2 SISTEMA AEROBIO ....................................................................................... 97
12.2.1 Problemas de aireación ............................................................................ 97
12.2.2 Problema de formación de espumas ........................................................ 98
12.2.3 Problema por arrastre de sólidos ............................................................ 102
12.2.4 Hinchamiento de lodo (bulking) .............................................................. 103
12.2.5 Problemas de agrupamiento y flotación de lodos ................................... 106
12.2.6 Efluente turbio ........................................................................................ 107
12.2.7 Problemas de flóculos dispersos ............................................................ 108
13. CUADERNO DIARIO Y PLANILLA DE OPERACION ....................................... 111
13.1 CUADERNO DE OPERACIÓN ................................................................. 111
13.2 PLANILLA DE OPERACIÓN ..................................................................... 111
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Indicaciones de seguridad
Simboliza una posible situación de peligro! No atender estas indicaciones
puede resultar en daños a la salud, heridas y/o daños en la planta de
tratamiento.
¡ATENCION!
Simboliza una situación inminente de peligro!
No atender estas indicaciones puede resultar en muerte o heridas de
gravedad.
Simboliza información importante y pasos de manejo, los cuales de no ser
atendidos puede resultar en daños en la planta de tratamiento.
¡IMPORTANTE!
Simboliza indicaciones de uso y otra información útil.
INFORMACION
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INTRODUCCION
La conservación del medio ambiente es una política a nivel nacional y mundial,
por esta razón DESTILERIA RIOPAILA S.A.S. ha construido un sistema de tratamiento
biológico para sus aguas residuales industriales.
El sistema de tratamiento garantizará un vertimiento que cumpla con las exigencias de las
entidades ambientales, y no permita la contaminación de las fuentes receptoras de agua.
El objetivo del presente manual es conocer las especificaciones del sistema de
tratamiento, guiar la operación y mantenimiento del mismo.
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MEDIDAS ORGANIZACIONALES










Conservar el manual de operación a la mano.
Tener en cuenta todas las indicaciones de seguridad y peligro en la planta de tratamiento.
Mantenga a personas no autorizadas fuera de las zonas de peligro.
La planta solo debe ser operada por el personal capacitado durante la puesta en marcha.
La operación de la planta debe ser supervisada y registrada con la planilla de operación
que se anexa a este documento preliminar.
Mantenga a personas no autorizadas fuera de las zonas de peligro.
Antes de comenzar algún tipo de trabajo, el personal de la planta debe leer y entender el
manual de operación y especialmente “las advertencias de seguridad y reglamentos”. Le
sugerimos obtener una confirmación por escrito en este sentido por parte del personal.
Esto es especialmente importante para algún personal que trabaje en la planta sólo
ocasionalmente. Sólo el personal que ha sido entrenado en la operación de la planta y
advertido sobre los peligros posibles y la reglamentación de prevención
seguridad/accidentes podrá llevar a cabo la operación y mantenimiento de planta.
Compruebe de vez en cuando, si el personal está trabajando de acuerdo a las normas de
prevención de seguridad/accidentes.
Los trabajos de reparación solo pueden ser llevados a cabo por personal entrenado y
cualificado.
No realizar cambios o reconstrucciones de la planta sin la aprobación previa del
fabricante. Esto es particularmente importante para la instalación y el ajuste de todas las
instalaciones de seguridad
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1.0 DEFINICION DE TERMINOS
1.1 TERMINOS DE USO COMÚN EN LA OPERACIÓN DE LA PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.
Biodegradación: la habilidad natural del decaimiento para romper natural o
artificialmente los compuestos en sus elementos constitutivos, por acción microbiológica
durante diferentes ciclos biológicos de renovación
Digestión anaeróbica: es el rompimiento/descomposición de la mayoría de las clases de
materia orgánica por la acción de un amplio rango de microorganismos, principalmente
metano bacterias, en ausencia de oxigeno o de otros productos oxidantes químicos
fuertes, donde los principales productos finales son el dióxido de carbono y el metano.
Etapas de la digestión anaeróbica:
Hidrólisis: los componentes biodegradables insolubles son convertidos en componentes
biodegradables solubles.
Formación acido génica: formación de ácidos grasos volátiles (AGV), alcohol, hidrogeno
y (biomasa).
Formación de ácido acético + hidrogeno a partir de los ácidos grasos volátiles (AGV),
alcoholes + hidrogeno a partir de los ácidos grasos volátiles (AGV), alcoholes, y
(biomasa).
Formación metanogénica: formación de metano a partir de substratos metanogénicos
semejantes a acetato, metanol y CO2 + H2.
Reactor: es un recipiente donde ocurren reacciones una o varias reacciones a partir de
procesos biológicos realizados por microorganismos.
Agua residual: es el residuo líquido generado en los diferentes procesos productivos, los
cuales se caracterizan por contener residuos contaminantes de estas actividades y que
contiene alto contenido de carga orgánica, sólidos.
Lodo anaerobio: es el lodo usado como inoculo para el arranque de procesos biológicos
anaerobios, Este lodo se puede cultivar localmente u obtener de similares procesos
anaeróbicos de tratamiento de aguas residuales.
Alcalinidad: es la capacidad del agua para neutralizar ácidos debido a los carbonatos y
bicarbonatos, expresada en miligramos por litro de carbonato de calcio equivalente.
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Toxicidad: es la inhibición irreversible de bacterias productoras de metano, en la
digestión anaeróbica, para descomponer la materia orgánica y convertirla en biogás.
1.2 PARÁMETROS IMPORTANTES DEL PROCESO Y SUS DEFINICIONES.
PH: es la medida de la acidez y la basicidad del agua residual. Si el agua tiene un PH de
7 es neutro; si es menor de 7 es ácido y si es mayor de 7 es básico.
Temperatura: medida de calentamiento y enfriamiento de una sustancia determinada por
medio de un termómetro.
Ácidos grasos volátiles (AGV): es la descomposición bioquímica de la materia orgánica,
mediante una amplia variedad de bacterias en su mayoría facultativas y anaeróbicas, las
cuales hidrolizan y convierten materiales complejos a forma de compuestos con bajo peso
molecular tales como, ácidos grasos de cadena corta, por ejemplo: ácido acético,
propiónico, butírico, etc. Estos ácidos grasos de bajo peso molecular son llamados ácidos
grasos volátiles debido a que ellos pueden ser destilados a presión atmosférica.
Sólidos totales, sólidos sedimentables (ST, SS): es toda la materia orgánica disuelta y
sin disolver, en suspensión presente en el agua residual.
Sólidos suspendidos totales (SST): es la medida de partículas no disueltas, donde los
sólidos suspendidos son retenidos por medio de filtración a un volumen de muestra
conocido.
Sólidos suspendidos volátiles (SSV): es una aproximación del contenido orgánico de la
muestra, donde la relación del peso de la materia seca por calentamiento a 600°C al peso
inicial de la muestra tomada.
Volumen de lodo: cantidad de lodo que se ha sedimentado después de una hora, por
decantación o sedimentación, en un cono inhoff de un litro.
Grasas y aceites (G&A): es la medida de sustancias orgánicas que son extraídas de
soluciones acuosas o en suspensión por medio del hexano, donde la relación de materia
seca perdida en el calentamiento de una muestra a 105°C al peso inicial de la muestra
tomada.
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2.0 ESTRUCTURA BASICA DEL PROCESO
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3.0 FUNCIONAMIENTO GENERAL DEL SISTEMA
3.1 FUNCIONAMIENTO TEORICO
El efluente residual proveniente de la fábrica libre de sólidos y grasas se envían al
tanque de ecualización, donde se garantiza una mezcla homogénea del residuo, mediante
agitación hidráulica con una conexión de retorno del bombeo superior al bombeo
posterior, adicionalmente a partir de esta estructura todo el sistema se alimentará a
caudal constante, pues aquí se ecualizan los caudales pico.
A continuación el efluente es enviado al tanque de neutralización por gravedad donde se
regulara el caudal por medio de una válvula neumática, allí se neutralizara el agua y se le
adicionaran nutrientes.
Del tanque de neutralización el agua se bombea al reactor de metanización donde se
realiza la remoción de la materia orgánica soluble en el agua residual a partir de bacterias
específicas que trabajan en condiciones anaerobias.
El agua posteriormente es enviada a un sistema de lodos activados y este se encarga de
remover la materia orgánica resultante del sistema anaerobio, donde las bacterias y
microorganismos son mezcladas con el agua residual en presencia de oxigeno el cual es
suministrado por unos sopladores que permiten la mezcla y aireación de este licor.
El principio básico de la depuración biológica se fundamenta en un proceso físicobiológico, como la biofloculación o bioadsorción que son exclusivamente biológicos.
La biofloculación es una agregación de partículas finalmente suspendidas en el medio
líquido de origen, la cual conduce a la formación de estructuras cuyas dimensiones y peso
específico permiten su separación del medio líquido por decantación. Esta separación es
muy importante para la eficiencia del sistema y la recuperación de biomasa hace parte de
la tarea del sistema decantador secundario.
El agua clarificada sale del clarificador y llega a una canaleta parshall donde medimos
caudales.
El lodo que genera el sistema se envía a un espesador de lodos y posteriormente a un
deshidratador.
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4.0 CARACTERISTICAS DEL AGUA
4.1 AGUA CRUDA
Los efluentes de la empresa presentan los parámetros relacionados a continuación:
PARAMETRO
CAUDAL MEDIO
Horas de operación
CAUDAL PICO
TEMPERATURA
Ph
SST
DBO5
DQO
SST
NTK
GRASAS Y ACEITES
UNIDAD
m3/día
M3/h
h
M3/h
°C
UNIDAD
mg/L
mg/l-Kg/día
mg/l- Kg/día
mg/L
mg/L
mg/L
VALOR
4800
200
24
200
65
3-4
200
4000
19200
6000
28800
200
12
2
Nota: Valores tomados de la caracterización realizada para la entrega de la fase I
4.2 CARACTERISTICAS DEL EFLUENTE TRATADO
La planta correctamente operada está en capacidad de producir un efluente de las
siguientes características:
PARAMETRO
CAUDAL
TEMPERATURA
pH
SST
DBO5
DQO
GRASAS Y ACEITES
UNIDAD
m3/día
°C
UNIDAD
mg/L
mg/L
%
mg/L
VALOR
ANAEROBIO
SALIDA
4800 m3/día
<40°C
6,5-9
150*
400
900
<20
VALOR
AEROBIO
4800 m3/día
< 40
6-9
<100*
<200 mg/l
90% remoción
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5.0 UNIDADES DEL SISTEMA
5.1. Tanque de Homogenización, ecualización e hidrólisis (TH)
5.1.1
FUNCION
Homogenizar los vertimientos producidos por la fábrica garantizando una alimentación al
sistema biológico sin mayor variación de pH y carga orgánica, a su vez en esta unidad se
realizan las primeras etapas del tratamiento biológico anaerobio (hidrólisis, acidificación,
Acetogénesis) en el cual la materia orgánica soluble en el agua es convertida por medio
de bacterias en ácido acético que es el alimento de las bacterias metanogénicas en el
reactor anaerobio.
El agua ingresa al tanque de homogenización que posee un sistema de mezcla por medio
de una bomba centrifuga (BC-101) la cual debe estar prendida las 24 horas del día, esta
cuenta en la descarga un sistema de difusores para garantizar una mezcla homogénea.
El tanque cuenta con un medidor de nivel por presión, el cual sirve para controlar los
niveles dentro del tanque; este medidor será el encargado de prender y apagar la bomba
de recirculación de acuerdo al nivel en que se encuentre, si el nivel se encuentra a un
metro se cerrara la válvula neumática a la salida del tanque y si es mayor a un metro se
abrirá y también regulara el caudal de alimentación del tanque de neutralización.
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La altura del agua dentro del tanque de homogenización que debe ser mínimo del 60%
del total de almacenamiento, tiene como fin que el agua residual llegue a un volumen
previamente homogenizado y acidificado de tal forma que se pueda garantizar un tiempo
de retención suficiente para que ocurran los procesos de acidificación biológica dentro de
esta unidad y la formación de los AGV.
5.1.2
Componentes del Tanque.
Dimensiones
Caudal
Volumen
Tiempo de residencia
200 m3/h
800 m3
4h
Equipos complementarios





Un medidor de nivel
Un medidor de caudal.
Una válvula proporcional.
Cuatro eyectores.
Una bomba centrifuga de recirculación.
5.1.3 Operación
Una vez el nivel del agua en el tanque de homogenización este alto se procede a iniciar la
mezcla, para esto es necesario:
1. Prender la bomba de recirculación (BC-101) en automático (tablero de control),
esta bomba siempre debe estar encendida.
2. Abrir la válvula ( 1 ) de succión y la válvula ( 2 ) de descarga de la bomba (BC101)
3. Dejar acondicionando el agua de 2 a 3 días o dependiendo de las condiciones en
que se encuentre.
4. Después de este tiempo se deben hacer análisis para determinar si los
parámetros del agua son los ideales.
5. Con los parámetros ya analizados se procede a alimentar el tanque neutralizador.
6. El nivel mínimo de este tanque debe estar siempre por encima del nivel del
neutralizador por lo menos 1 mt.
7. Para alimentar el tanque de neutralización se debe asegurar que las válvulas (3,4
y 5) estén abiertas, hay que tener en cuenta que la válvula neumática (4)
trabajara automáticamente de acuerdo al caudal deseado. Esta se cerrara si el
nivel del tanque llega a 4,5 mt.
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¡IMPORTANTE!
Cuando los parámetros dentro del tanque de homogenización estén normalizados se procede a
alimentar el neutralizador, teniendo en cuenta que la planta tiene unos criterios de diseño definidos
por BIOTECS como son: (pH, AGV, ALCALINIDAD, DBO5, DQO, SST, SOLIDOS DECANTABLES
Y TEMPERATURA) por lo tanto tener un buen control de estos parámetros nos permite una mejor
operación de los siguientes sistemas.
Hay que tener mucha precaución cuando se arranque la planta de producción ya
que es muy inestable lo que ocasiona que lleguen sobrecargas al sistema.
Fusel a la Ptar no debe llegar por ningún motivo este producto es toxico y ocasiona
la muerte de los microorganismos.
5.1.4 Parámetros de operación.
RAMETRO
pH
AGV
NIVEL DE OPERACIÓN
ALCALINIDAD
CONTROL GENERAL
DQO
0RP
TEMPERATURA
VALOR
>4 y <6,5
> 400
MINIMO 40%
<200 mg/L
CADA 4 HORAS
<6000 mg O2/l
< -150
<38°
5.1.5 Mantenimiento.
Debe realizarse una inspección diaria y verificar:
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


Presión de la bomba.
Ruidos anormales.
Purgar controlador de nivel.
Mensualmente


Inspeccione el consumo de corriente.
Revisión válvula proporcional.
Anualmente.






5.2
Ajuste borneras.
Conexiones de guarda motores y contactores.
Verificar que los controladores de nivel funcionen bien.
Lavado interno del tanque (verificar estado pintura interna)
Revisión eyector.
Destapar y revisar la bomba.
Tanque de neutralización.
5.2.1 Función.
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La función de este tanque como su nombre lo dice es neutralizar el agua proveniente del
tanque de ecualización que por lo general los Ph son ácidos entre 3,4 y 4.5, allí se mezcla
con el agua de recirculación proveniente de la salida del reactor de metanización y se
ajusta el Ph con soda caustica, también se adiciona los nutrientes (Nitrógeno y fosforo)
para luego alimentar el reactor de metanización con condiciones estables de operación.
Cuenta con un medidor de nivel para proteger las bombas de niveles bajos y evitar que
trabajen en vacío.
También cuenta con una bomba centrifuga (BC-102) para recircular el tanque y
homogenizar el Ph y los nutrientes.
Además el medidor de nivel de esta unidad controlara la válvula proporcional de la
columna de salida del reactor para garantizar un nivel mínimo de 2,8 mt de altura en este
tanque
5.2.2
Componentes del tanque
Dimensiones.
Volumen
Caudal
63 m3
200 m3/h
Equipos Complementarios.



Una bomba de recirculación
Un controlador de nivel
Dos eyectores internos
5.2.3 Operación.
Para el arranque o re-arranque de estos equipos es necesario realizar las siguientes
actividades:
• Realizar limpieza del tanque de neutralización.
• Llenar el tanque con agua y verificar que no tenga fugas.
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Encender en automático la bomba de recirculación (BC102) y asegurarse que la válvula
(6) de succión y la de descarga (7) estén abiertas.
• Al encender la recirculación se deben prender las bombas de dosificación (nitrógeno,
fosforo) que son los nutrientes y la de (soda) que es la encargada de neutralizar el agua
paraqué el Ph sea neutro (7,0-7,2).
• El censor de nivel de este tanque controlara la válvula proporcional (33) de la columna
de salida del reactor y protegerá las bombas centrifugas de nivel bajo y además si el
tanque se llega a llenar este censor cerrara la válvula proporcional de la columna del
reactor que también controla.
• Verificar el automatismo indicado anteriormente en el panel de control.
• Poner en operación normal el sistema teniendo en cuenta los parámetros operacionales
del sistema.
5.2.4 Parámetro.
PARAMETRO
pH
Dosis Nitrógeno
Dosis Fosforo
Control
VALOR
7,0 a 7,5
12,5 mg/L
2.5 mg/l
CONTINUO
¡ATENCION!
Los parámetros de pH, DQO, sólidos, grasas, ORP y aceites que ingresan
a esta unidad, deben ser estrictamente controlados por el operador para
poder alimentar el sistema biológico anaerobio, de lo contrario se podría
causar un daño irreversible en esta parte del sistema.
5.2.5 Mantenimiento.
Diario
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


Revisar manómetros.
Revisar censor de nivel.
Purgar controlador de nivel.
Mensualmente.

Inspeccione el consumo de corriente.
Anualmente.






Ajuste borneras.
Conexiones de guarda motores y contactores.
Verificar que los controladores de nivel funcionen bien.
Lavado interno del tanque (verificar estado pintura interna)
Revisión eyectores.
Destapar y revisar la bomba.
5.3 Bombeo al reactor.
5.3.1 Función.
La función de esta unidad es alimentar el reactor a caudal constante.
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Si los parámetros del Tanque de Neutralización están acondicionados se procede a
prender las bombas de alimentación al reactor, se debe regular el caudal de alimentación
al reactor conforme a la carga orgánica que se vaya a alimentar, es decir que si el reactor
se está alimentando con una carga orgánica del 50% del diseño expresado en Kg/h de
DQO tendríamos los siguiente:
DETERMINE LOS PARAMETROS A USAR:
CARGA ORGANICA MAXIMA Kg/h
PARA APLICAR LA CARGA DEL 50% ES
:(6000 x 200)/1000 = 1200 Kg/H
:(1200 Kg/h * 50%) = 600 Kg/H
SI EL DQO = 5500mg/l
CONVIERTA:
DQO en mg/l =
(5500/1000)
= 5,5 Kg. DQO/m3
CALCULE:
CAUDAL A ALIMENTAR AL REACTOR:
600 Kg/hora
= 109 m3/h
5,5 Kg/m3
Total caudal a introducir al reactor si manejamos el 50% de la carga de diseño.
Este valor es la carga máxima con las condiciones de operación con la que podríamos
alimentar al reactor si estamos tratando el 50% de la carga de diseño. Si se llegara a
alimentar por encima de este valor estaríamos sobrecargándolo y podríamos tener una
inhibición por carga orgánica alta.
5.3.2 Componentes del sistema.
Equipos.
Bombas centrifugas
Medidor de caudal
5.3.3


3.
1.
Mantenimiento.
Revisar presiones de manómetros.
Revisar y detectar ruidos extraños
20
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Mensualmente.

Revisar corriente.
Anualmente.


Destapar las bombas y revisar.
Revisar rodamientos.
5.3.4 Operación.
Para arrancar esta unidad verifique que las bombas (BC 103 A, B, C) estén en automático
y las válvulas abiertas de succión (8,9 y 10) y las de descarga (11, 12,13 y 14), con la 14
se regulara el caudal de alimentación al reactor, la válvula (39) debe permanecer cerrada
y se debe abrir únicamente cuando se quiere alimentar directamente el tanque de
aireación para complementar la carga.
5.4 Reactor de metanizacion
5.4.1 Función.
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Realiza la remoción de la materia orgánica presente en el agua residual, convirtiéndola en
metano, dióxido de carbono y microorganismos, este proceso ocurre en ausencia de
oxígeno y es realizado por bacterias acetogénicas y metanogénicas.
El agua residual acondicionada anteriormente ingresa por el fondo del reactor a través de
un distribuidor que se encarga de repartir el agua uniformemente en toda el área inferior
de este para garantizar que haya un buen contacto con el lodo anaerobio.
Las bacterias que toman el material orgánico, se hinchan por efecto del gas y comienzan
a ascender cuando estas llegan al separador trifásico y se desgasifican por contacto con
otras bacterias y las paredes del decantador trifásico, el gas sube hasta el techo del
reactor y luego se direcciona a través de una tubería hacia el quemador del biogás.
El lodo separado en el decantador trifásico es nuevamente retornado al reactor y el agua
tratada es vertida hacia la canaleta recolectora para luego ser enviada a la columna salida
del reactor el cual envía el agua residual hacia el tanque de aireación para seguir la
siguiente etapa del tratamiento y otra parte recircula hacia el tanque neutralizador.
El tanque en la parte superior cuenta con sello de seguridad o sello hidráulico el
cual evita que el reactor se valla a presurizar y pueda explotar, siempre debe estar
con agua hasta el rebose si no tiene agua por allí se escapara el biogás y el
ambiente alrededor se puede volver explosivo.
5.4.2 Componentes.
Reactor anaerobio
Volumen:
Diámetro:
Altura total:
Altura útil:
2958 m3
22,6 m
7.35 m
6.85 m
Medidor de temperatura
Medidor de flujo
Ph metro
5.4.3 Operación.
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Luego de acondicionar el agua residual y de establecer el caudal de alimentación, se
procede a alimentar el reactor para esto se deben prender las bombas (BC103A-B-C) en
automático y se deben abrir las válvulas de succión (0,8-0,9-10) y las de descarga (1112-13 y 14) al igual que las válvulas (15-16-17-18-19-20-21-22-23-24-25-26-27-28-29-3031-32) a la entrada del reactor, la válvula (39) debe permanecer cerrada ya que esta es el
Bypass del reactor hacia el tanque de aireación si se llegase a necesitar para
complementar la alimentación en esta unidad.
La válvula (61) debe permanecer abierta ya que esta está conectada a la caja toma
muestras y es por allí donde se retornan los lodos al reactor, si hay que hacer algún
mantenimiento hay que cerrarla por seguridad.
La válvula (62) debe permanecer cerrada y se abrirá únicamente cuando se valla a
inocular lodo o extraer.
Ajustar la dosificación de soda para mantener el valor de pH establecidos dentro del
reactor (7,0 -7,2)
Antes de iniciar, la operación del reactor, se debe seleccionar el caudal de alimentación,
teniendo en cuenta:
1) que éste no debe ser mayor a 200 m3/h y que la carga de DQO no sea superior a 1200
Kg. DQO/hora.
2) que si es necesario aumentar la alimentación o la carga con la que se viene
trabajando normalmente, ésta debe ser gradual hasta llegar a la de diseño, es decir, si por
ejemplo normalmente se alimenta a una carga del 80%, no se debe aumentar al 100%, se
debe aumentar gradualmente, primero 85%, luego 90%, y así hasta llegar al 100%.
Así mismo, la recirculación del reactor se debe prender cuando el sistema o la fábrica
valla a parar o cuando vallan a arranca nuevamente para esto prenda las bombas en
automático (BC104A-B) y abra las válvulas de succión (34 y 35) y las de descarga (36 y
37) y con la (38) regula el caudal teniendo en cuenta que:
1) el caudal máximo de alimentación al reactor es de 400 m3/hora (sumatoria del caudal
de agua acidificada más el caudal de recirculación).
2) normalmente el caudal de recirculación está diseñado para poder expandir el lodo en
los instantes que la alimentación del agua acidificada no esté al caudal de diseño (200
m3/h).
El caudal de recirculación del efluente, es regulado manualmente con la válvula (38). Este
reciclo mejora la velocidad hidráulica ascendente dentro del reactor mejorando la calidad
del lodo y su comportamiento.
Seleccionados los caudales, el agua ingresa por un colector, el cual posee distribuidores
en “U” perforados que distribuyen el agua uniformemente sobre toda el área del reactor.
Las aguas distribuidas uniformemente, atraviesan un manto de lodos compuesto por una
serie de microorganismos, principalmente acetogénicos y metanogénicos, los cuales
están agrupados formando un lodo granular. Cuando la materia orgánica a traviesa este
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manto, los microorganismos en primer lugar transforman la totalidad de los AGV en ácido
acético y éstos a su vez en metano, otros microorganismos y biogás.
Cuando los lodos granulares realizan la absorción de la materia orgánica y la transforman
a metano principalmente, éstos se hinchan, debido al biogás producido y normalmente
son arrastrados por el agua, saliendo del manto de lodos.
En su ascenso el agua y el lodo se encuentran con un separador mecánico de tres fases
conformado por deflectores y colmenas en donde los microorganismos se estrellan,
produciendo una desgasificación del lodo (salida de biogás del microorganismo)
separando el lodo del biogás. El biogás por su bajo peso específico sube de inmediato a
la superficie del tanque, produciendo un colchón de biogás desde donde se envía al
sistema de ignición, mientras el lodo recupera su mayor peso específico que el agua y
decanta ingresando de nuevo al manto de lodos.
Algunos microorganismos, des gasificados alcanzan a escapar con el agua hasta la parte
superior, en donde en forma transversal al flujo de alimentación ingresan a un decantador
de flujo cruzado, que es básicamente una colmena compuesta por tejas paralelas
inclinadas, el cual tiene como función, separar por decantación los lodos del agua,
dirigiéndose estos por gravedad hacia el fondo del separador para luego ingresar al manto
de lodo. El agua clarificada se recolecta en unas canaletas con vertedero que envían el
agua hacia la columna salida reactor.
De ésta columna las aguas son enviadas hacia el tanque de neutralización y por
gravedad alimentan el sistema de aireación.
Las bombas de recirculación están protegidas por el interruptor de nivel que las apaga
cuando el nivel está bajo.
En el reactor existe un controlador de temperatura, cuya función es observar la
temperatura interna del reactor, la cual nunca debe ser mayor a 38°C. y menor a 27°C
Para proteger la cubierta por sobre- presión, o por vacío, existe una válvula hidráulica
encargada de poner el tanque a la atmósfera y así evitar algún colapso estructural,
siempre debe permanecer con agua hasta el rebose.
ETAPAS BIOLOGICAS DEL PROCESO
HIDRÓLISIS
Acción de enzimas hidrolíticas - liberadas al medio por los microorganismos-, sobre los
polímeros orgánicos (glúcidos, lípidos, prótidos), que hidrolizan a moléculas más sencillas
y solubles (aminoácidos, azúcares, ácidos grasos, alcoholes).
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ACIDOGENESIS
Las moléculas sencillas originadas en la etapa anterior experimentan una fermentación
ácida, que produce diferentes productos intermedios, de entre los que destacan los ácidos
grasos volátiles como el propiónico, butírico. Junto a estos, también se generan, aunque
en menor cantidad, otros ácidos (caproico, heptanoico, succínico, láctico) así como etanol,
etanodiol, amoníaco, hidrogeno y dióxido de carbono.
ACETOGENESIS
A partir de los ácidos grasos de cadena más larga formados en la etapa anterior, una
serie de baterías acetogénicas, como la syntrophomonas wolfei (utiliza el butírico) o la
syntrophobacter wolinii (utiliza el propiónico) producen fundamentalmente ácido acético
(70%) y, además hidrogeno y acido carbónico.
METANOGENESIS
Formación de metano por bacterias metanogénicas hidrogenófilas (producen el 15% del
metano total por la reducción del anhídrido carbónico por medio de hidrogeno molecular u
otros productos de la fermentación como ácidos grasos), y bacterias metanogénicas
acetoclásticas (producen el resto de metano a partir del ácido acético por reducción
directa de grupos metilo). Uno de los inconvenientes de la digestión anaeróbica es el lento
crecimiento de las bacterias formadoras de metano. VER FIGURA 1 ESQUEMA DE LA
DIGESTION ANAEROBIA.
PARAMETROS DE OPERACIÓN DEL REACTOR ANAEROBIO
PARAMETRO
CAUDAL MAXIMO DE OPERACIÓN
AGV P2
VALOR
200 m3/h si el valor de
Menor a 150
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AGV P5
Menor a 150
PH P2
7,0 A 8,0
PH P5
7,0 A 8,0
ALCALINIDAD P2 Y P5
Mayor a 1000
CARGA DE DISEÑO
1200 Kg. DQO/hora
DBO5
RECIRCULACION
200 m3/h
Válvula de recirculación ajustada al 100%
REACONDICIONAMIENTO
RELACION AGV/ALCALINIDAD
< 0,25
EFICIENCIA
Mayor al 90%
Cada 4 horas
CONTROL
DQO ENTRADA
< 6000mg/l
GRASAS Y ACEITES
DQO SALIDA
Menor a 20 mg/litro
Menor a 900 mg/l
AGUAS RESIDUALES
Contienen:
Carbo-hidratos, grasas, proteínas, solubles e insolubles.
Hidrólisis
Monómeros disueltos
(Azucares, aminoácidos)
Acido génesis
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Hidrogeno, dióxido de carbono, ácidos orgánicos, alcoholes
(Butírico, propiónico, láctico, acético y etanol)
Acetogénesis
Hidrogeno, dióxido de carbono, ácido acético
Metanogénesis
Metano, dióxido de carbono.
5.4.5 Mantenimiento
El reactor anaerobio se caracteriza por ser un sistema que requiere de muy poco
mantenimiento ya que los equipos involucrados en esta unidad son únicamente para
control, sin embargo la estructura del decantador trifásico requiere de limpieza en sus
placas de contacto y el retiro de sólidos que pudieran estar sobrenadando en esta.
Semanalmente se debe lavar el decantador trifásico para evitar el acumulamiento de
sólidos en la parte superior y esto genera malos olores.
Semanalmente Se debe calibrar el pH metro de entrada al reactor.
Semanalmente se debe cambiar el agua del sello hidráulico.
Anualmente se debe verificar el controlador de temperatura del reactor.
Anualmente se debe verificar el medidor de caudal.
Revisar los equipos de bombeo trimestralmente.
Se recomienda cada 4 años desocuparlo y verificar internamente el estado de la pintura
del reactor y si es necesario volver a pintar.
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5.5 Quemador de Biogás
5.5.1FUNCION
Los gases producidos, debido a la degradación de la materia orgánica dentro del reactor,
son almacenados entre la cubierta y el nivel de agua del reactor y se conducen por una
tubería hacia el sistema de quemado.
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La zona de almacenamiento es presionada (entre 10 a 15 cm.c.a.), con los objetivos de:

lograr diferenciar dos niveles dentro del reactor en las áreas de reacción y
decantación. Con una presión en la área de reacción, se logra que el nivel en la
decantación sea mayor, permitiendo de ésta manera un trabajo eficiente de
decantación, ya que así el lodo podrá regresar al manto de lodos, por tener una
mayor altura hidráulica.

Lograr establecer un flujo de salida uniforme de biogás.

La presurización del reactor se logra mediante inyección de agua en la base del
quemador y el control se realiza mediante la medición de la altura de agua en el visor
de vidrio colocado en esta unidad y debe estar entre 15 y 18 cm. Este tanque se debe
drenar diario y en cada turno para mantener el nivel ya que alcanza a condensar gas
en esta unidad y el nivel se sube lo que genera más presión.
Una vez la producción de biogás sea tal que logre superar la presión de los 10 a 15
centímetros columna de agua de la base del quemador, éste comenzará a fluir. En primer
lugar pasa por el condensador de biogás, cuya función esencial es condensar el biogás y
eliminar las partículas sólidas que puede tener el biogás por decantación.
La unidad de condensación es un tanque circular vertical con tapa, el cual posee su
entrada y salida de biogás y dentro de él un contenido de agua (cuya altura debe ser
mayor a 15centímetros, pero inferior a 25 centímetros).
La idea es que cuando pase el biogás, desde la conexión de entrada hasta la salida, las
partículas sólidas se precipiten y queden retenidas dentro del agua. Esta agua debe ser
cambiada cada dos o tres meses y se debe drenar diario y en cada turno.
La reacción normalmente genera un contenido de agua, el cual será retirado diariamente
por rebose de la unidad.
Por último, el biogás ingresa a un quemador estático, en donde automáticamente o por
orden del operador se realiza una ignición o encendido mediante una generación de una
chispa eléctrica, que produce el encendido del biogás.
Para protección de la cubierta del reactor, existe en ella instalada una válvula hidráulica
de presión y vació, las cuales operan por sobre presiones mayores a 35 centímetros de
agua y por vacíos de 10 centímetros de agua.
El volumen de gas producido por el reactor se determina mediante el siguiente cálculo:
Q (biogás N m3/h) =QR * DQO * e * F
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Esta fórmula nos ayuda a determinar el gas producido teóricamente para compararlo con
el medidor de biogás y así determinar si existe alguna sobrecarga en el sistema.
QR
DQO
e
F
:
:
:
:
Caudal de alimentación del reactor en m3/h.
Concentración de DQO de alimentación al reactor en kg/m3.
Eficiencia del reactor en remoción de DQO en número.
Factor de transformación de materia orgánica a biogás. (0.4)
Teniendo en cuenta la formula anterior tenemos que la producción de biogás máxima en
el reactor anaerobio es:
Q (biogás N m3/h)
= (200 m3/h x 1200 Kg./m3 x 80% x 0.4 x 24h/día)
= 1843.200 N m3/día ó 76.800 Nm3/h
5.5.2 OPERACION
Para la operación de esta unidad se debe tener en cuenta lo siguiente:
1. Abrir las válvulas (52, 53,54, 55, 56, 57, 58, 59,60,) de la línea de biogás en la parte
superior del reactor.
2. Con agua limpia llenar los siguientes tanques a estas alturas:
35-40 cm de altura en el sello hidráulico simplemente basta con mantener el nivel del
agua abriendo la válvula que contiene agua limpia, hasta el rebose que se encuentra a la
altura antes mencionada.
Condensador de Biogás 15 cm de altura
Tanque del quemador de Biogás 10 y 15 cm de altura los cuales pueden ser vistos en el
visor instalado en este tanque para tal fin.
Cuando el biogás este pasando a través de la antorcha, poner el selector de la chispa en
automático el cual está programado para que origine un arco y el biogás pueda ser
quemado.
Para el control de los niveles de los tanques existen unas purgas las cuales sirven para
retirar el exceso de agua almacenada en estas unidades. Estas están ubicadas en la
purga del tanque condensador y ubicada en el tanque del quemador.
5.5.3 MANTENIMIENTO.
30
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El mantenimiento a esta unidad hace referencia únicamente a la purga de los tanques y la
limpieza de las mirillas que debe ser semanal.
Estar pendiente de los niveles de las unidades.
Trimestral mente se debe bajar el corta llamas para evitar saturación y sobrepresión en el
reactor, esta canastilla del corta llamas se debe lavar con una solución de soda caustica
al 3% y después enjuagar con abundante agua ya que la soda es corrosiva.
Verificar que el sistema eléctrico esté funcionando correctamente.
5.6. Tanque de aireación
6.6.1 FUNCION
Es el encargado de remover la materia orgánica resultante del sistema anaerobio, donde
las bacterias y microorganismos son mezcladas con el agua residual en presencia de
oxigeno el cual es suministrado por dos sopladores a través de un sistema de membranas
que permiten la mezcla y aireación de este licor.
El sistema de lodos activados es un tratamiento biológico de tipo secundario. El principio
básico de la depuración biológica se fundamenta en un proceso físico -biológico, la
biofloculación o Bioadsorción y en un aspecto exclusivamente biológico como es el
metabolismo bacteriano. La biofloculación es una agregación de partículas finamente
suspendidas en el medio líquido de origen, la cual conduce a la formación de estructuras
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cuyas dimensiones y peso específico permiten su separación del medio líquido por
decantación. Estas estructuras las denominamos: flóculos
El flóculo tiene un aspecto aglomerado y gelatinoso con dimensiones que van desde <
150 mm hasta > de 500 mm. Está constituido por sustancias principalmente orgánicas al
estado coloidal y de numerosas poblaciones de microorganismos como parte de su
biomasa activa que oscila entre 10 y 40 % del peso seco total. Esta biomasa está
representada generalmente por un 95 % de bacterias y 5 % de Protozoos y Metazoos.
Los microorganismos cumplen entonces dos funciones, una depurativa metabolizando la
materia orgánica presente en el efluente a tratar y otra “constructiva” en el sentido de
otorgarle la estructura a los flóculos, los cuales deben poder separarse por gravedad del
agua depurada en el sedimentador final. Los flóculos en un estado normal o de
funcionamiento ideal de un sistema depurativo de lodos activados, presentan un tamaño
relativamente grande forma irregular, equilibrio entre las bacterias.
Formadoras de fóculos y filamentosas. Estas últimas se encuentran principalmente al
interior del floculo y casi no se extienden más allá de sus límites externos. Los lodos o
fangos activos son entonces agregados de partículas y colonias de bacterias aeróbicas
los cuales forman estructuras microscópicas denominadas flóculos.
Los flóculos se mantienen en un tanque o reactor aeróbico a partir de la aireación
mecánica externa, la que a su vez renueva el contenido de oxígeno del medio líquido.
Las bacterias presentes en los fóculos o lodos activos remueven la materia orgánica
disuelta principalmente en su contenido de carbono, nitrógeno y fósforo. En el primer caso
la eficiencia del sistema se evalúa en términos de remoción de DBO o demanda
bioquímica de oxígeno. En el caso del nitrógeno mediante reacciones de oxidación y
reducción se libera finalmente como nitrógeno gaseoso en un subsistema anóxico.
Esta misma combinación de mecanismos aeróbicos-anaeróbicos es utilizada por las
bacterias del fósforo las cuales lo asimilan eliminándolo del medio líquido. Como
mencionamos anteriormente la función de la biomasa en un sistema de lodos activados es
doble, por un lado depurar el líquido entrante en el sistema y por el otro construir los
flóculos de modo que puedan separarse en el sedimentador secundario del agua residual
depurada. Este proceso comúnmente presenta inconvenientes operacionales que están
relacionados con diferentes patologías de los flóculos. Como resultado se obtiene un
progresivo deterioro de la calidad del líquido de descarga, aparición de grandes
cantidades de espuma sobre la superficie de la tanque aeróbica o el sedimentador
secundario, pérdida de flóculos en el sedimentador y dificultades en el manejo del sistema
a partir de los inconvenientes relacionados con la imposibilidad de regular de forma
constante el fango de recirculación.
En el capítulo 6.0 se indican los fenómenos no deseados que generalmente aparecen en
el tanque aeróbico o en el sedimentador secundario. Se señalan las posibles causas y
cómo el problema se manifiesta a nivel microscópico Resulta evidente que la
identificación de las bacterias asociadas a un problema particular es uno de los puntos
claves para entender y controlar el proceso depurativo. Las soluciones drásticas como la
32
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cloración, deben dejarse para casos específicos en donde se justifique la pérdida de
eficiencia depurativa del sistema bajo estudio. Existen técnicas de reconocimiento de los
microorganismos sencillas hasta la aplicación de métodos de biología molecular mediante
el empleo de sondas moleculares específicas. A partir del reconocimiento de las especies
bacterianas que generan un inconveniente dado, se tomarán las medidas correctivas
correspondientes. Esto puede implicar la instalación de un selector aeróbico, anóxico o
anaeróbico, ajustes en los tiempos de retención celular del sistema y cambios en las
condiciones ambientales que favorezcan una selección cinética o metabólica de las
bacterias formadoras de flóculos.
Consiste en un tratamiento aerobio que oxida la materia orgánica a CO 2 y agua y NH4+ y
nueva biomasa. El aire necesario para el tratamiento se proporciona mediante difusión o
por tratamiento mecánico. Durante el tratamiento los microorganismos forman flóculos
que, posteriormente, se dejan sedimentar en un tanque de clarificación. El sistema básico
comprende, pues, un tanque de aireación y un tanque de clarificación por los que se hace
pasar los lodos varias veces.
Los dos objetivos principales del sistema de lodos activados son (1º) la oxidación de la
materia biodegradable en el tanque de aireación y (2º) la floculación que permite la
separación de la biomasa nueva del efluente tratado.
6.6.2 ESPECIFICACIONES
VOLUMEN TOTAL
ALTURA TOTAL
DIAMETRO
2364 m3
6,12 m
22,18 m
6.6.3 Operación y mantenimiento
Para la operación del tanque del sistema de aireación hay que tener en cuenta que el
llenado se hace por gravedad desde la columna de salida del reactor.
Poner en el panel de control de equipos los siguientes selectores en posición automático
los siguientes equipos:
 Sopladores SP101 A/B y abrir las válvulas (63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71 y 72),
estas válvulas siempre deben estar abiertas
 Bombas de recirculación de lodos BC 105 A/B y abrir las válvulas de succión (42 y 43)
y las de descarga (44, 45, 46, 47 y 48), con la válvula (48) se regula el caudal de
recirculación.
 En el supervisor seleccione la posición automática de los equipos antes mencionados
para el caso de los sopladores seleccionar el tiempo de marcha y de parada con el
temporizador en el tablero de control de acuerdo a la concentración de oxígeno que se
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encuentren dentro del tanque de aireación el cual debe ser de 1-3 mg/l de O2 . Si el
oxígeno es dado por el medidor de oxigeno este se ara automáticamente de acuerdo a
los parámetros instalados que deben ser entre 1-3 mg/l.
 Cuando hay que hacer extracción de lodos se abre la valvula (49) y se cierra la (46),
siempre abrir y luego cerrar ya que si se hace al contrario se puede reventar la tubería.
6.6.4 MANTENIMIENTO
El mantenimiento de esta unidad se debe hacer anualmente desocupando el tanque y
verificando el estado de la pintura, para esto deje decantar el lodo por 3 horas después de
esto llene el clarificador secundario con el lodo decantado, mientras se hace el arreglo.
Además se debe verificar el estado de los distribuidores de oxigeno y comprobar que las
membranas se encuentran en buen estado.
Si alguna de las membranas se llega a dañar estando en funcionamiento el sistema se
debe sacar del tanque la canastilla donde se encuentra el daño con una grua telescópica
y colocarla en el piso por fuera del tanque, cambiar la membrana y luego volver a
introducir la canastilla al sitio donde se encontraba.
Se debe hacer mantenimiento a los sopladores y cambiarles el aceite y los filtros como lo
indica el manual de los equipos.
6.6.5 PARAMETROS DE OPERACIÓN
 CARGA MAXIMA
La carga máxima es aquella que está definida por diseño y la cual debemos tener en
cuenta para la alimentación del sistema de lodos activados, cuando excedemos esta
carga máxima el sistema se puede des balancear.
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En nuestro caso hay que tener en cuenta que el caudal de esta unidad es de 140 m3/h y
un DQO de 900 mg/l para una carga máxima de 126 Kg/DQO/h o 3024 Kg/DQO/Día
Para la carga máxima debemos tener en cuenta la siguiente fórmula:
CM (kg/h) = Q (m3/h) * (DQO kg/m3)
Ejemplo:
El caudal que sale del reactor es de 100 m3/h y la DBO5 es 50 mg/L o 0.050kg/m3
CM (kg/h)
CM (kg/h)
= Q (100 m3/h) * (0.050 kg/m3).
=5 Kg/h
PARAMETRO
pH
AIREACION
OXIGENO DISUELTO
CONTROL
PURGA DE LODO
RECIRCULACION
ASPECTO VISUAL CLARIFICADOR
ASPECTO VISUAL TANQUE DE
AIREACION
SOLIDOS DECANTABLES
VALOR
MAYOR A 7
Si es por tiempo 20 marcha y 30 parado y
si es automatico el mismo prende y
apaga.
Entre 1 y 3 mg/l
Una vez por turno
Depende de la relación A/M o una vez
cada quince días
VALVULA AJUSTADA AL 70 % EN
OPERACIÓN
AGUA CLARIFICADA CON LIGERO
COLOR AMARILLENTO
MARRON CON FLOCULOS DE FACIL
FORMACION SIN NATAS O SOLIDOS
EN TORTAS
DE 150 A 200 ml/litro. Verificar relación
A/M
Relación Alimento/Microorganismos
La relación A/M es la guía para determinar la cantidad de alimento que se puede
suministrar al tanque de aireación teniendo en cuenta los microorganismos presentes en
esta unidad la cual debe estar entre 0,1 y 0,2. Cuando la relación está por encima de 0,2
nos está avisando que hay demasiada comida o pocos microorganismos y cuando está
por debajo de 0,1 nos dice lo contrario ósea que hay muchos microorganismos por lo que
hay que hacer extracción.
35
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Se calcula mediante la siguiente fórmula:
DBO5 SR: demanda bioquímica de oxigeno de la salida del reactor
Caudal: Volumen con el que se alimenta el reactor
VTA: volumen del tanque de aireación
SSVTA: sólidos suspendidos volátiles del tanque de aireación

Al ingresar los valores del proceso podemos calcular la cantidad de SSVTA estos
son los sólidos calculados (SSVTAc). Los ssv que debería tener en el tanque de
aireación con la relación A/M entre 0,1 y 0,2
Tenemos:
Luego de determinar la concentración SSVTA en el laboratorio a estos los consideramos
los sólidos reales (SSVTAr).
Para calcular el volumen de lodos que debemos purgar se tiene en cuenta la siguiente
fórmula:
Si el resultado es negativo toca extraer.
 Por remoción de DBO5
Para el sistema aerobio se considera que la producción en función de la carga orgánica
se puede generar entre el 45-60%.
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F: Factor de producción de lodos (0,5)
Eficiencia: Eficiencia de remoción del sistema aerobio
Teniendo en cuenta los anteriores criterios el operador debe ajustar el método más
apropiado para la operación del sistema biológico.

Producción de lodos(Kg./día)
PL:
Q (m3/día) x DBO5 (Kg/m3) x 0.5 x % Eficiencia TA.
DBO5: salida reactor de metanización.
0.5:
producción de lodo a partir de 1 Kg. de DBO
%
Eficiencia tanque de aireación

Lodo a retirar (m3/día)
Lodo a retirar m3/día: PL (Kg./día)/SSTR (Kg/m3)
SSTR: SST recirculación de lodos

Edad de lodos
Dónde:
VTA: volumen tanque de aireación
SSVTA: Sólidos suspendidos en el tanque de aireación
SSVRec: Sólidos suspendidos volátiles en recirculación de lodos aerobios
: Edad de lodos (días)
Induce Volumétrico de Lodos.
Este nos dice la decantabilidad que tiene el lodo y debe estar entre 80 y 120, si es mayor
de 120 nos dice que es un lodo con poca decantación por lo cual hay que aumentar la
recirculación de lodos en un 150% más y si es menor de 80 nos dice que el lodo se está
mineralizando por lo que hay que hacer extracción.
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Formula
Solidos decantados en ½ hora /SSV TA
5.7 Decantador secundario
5.7.1 FUNCION
Es el encargado de decantar la biomasa formada por el tanque de aireación y devolverla
nuevamente para ser activada.
El decantador secundario tiene como función separar por diferencia de peso el lodo del
agua, el lodo se decanta y por medio de las bombas (BC105A-B) es retornado al tanque
de aireación, cuando se tiene exceso de lodo en el tanque de aireación lo que se hace es
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cerrar la válvula (47) y abrir la válvula (48) para mandar el lodo hacia el tanque espesador
de lodos para luego ser enviados al deshidratador de lodos.
El agua clarificada es recogida por medio de una canaleta perimétrica para
posteriormente ser enviada al tanque de contacto.
Esta unidad cuenta con un barredor que como su nombre lo indica barre la parte interna
del clarificador y lleva este lodo hacia el centro para que las bombas (Bc105A-B) lo
retornen al tanque de aireación y en la parte superior de igual forma barre los
sobrenadantes que se puedan generar y los manda a una tolva superficial que los saca
del tanque para evitar arrastre.
5.7.2 ESPECIFICACIONES
DIAMETRO
ALTURA CILINDRICA
VOLUMEN
15 m
2,5 m
450 M3
5.7.3 OPERACIÓN DEL SISTEMA
Abrir las válvulas de succión (42 y 43) y de descarga (44,45,46,47 y 48) de las
bombas(BC105 A-B) de recirculación de lodos del decantador y se deben mantener
cerradas las válvulas (49) estas es para la extracción de lodos, seguido a esto prender
las bombas en automático, las cuales alternaran cada 8 horas de operación.
El agua clarificada es enviada a un canal perimetral el cual recoge el agua que sale por
los vertederos y la envía hacia la canaleta parshall de salida.
Teniendo en cuenta que el sistema biológico opera en equilibrio entre la cantidad de
materia orgánica suministrada por el efluente del reactor y los microorganismos presentes
en el tanque de aireación. Es muy importante tener en cuenta los siguientes criterios para
mantener un sistema debidamente operado.
 Relación Alimento/Microorganismos
 Índice Volumétrico de Lodos
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5.8 DESHIDRATACION DE LODOS
Deshidratador de lodos y espesador
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5.8.1 FUNCION.
El objetivo de esta unidad es aumentar la sequedad de los lodos producidos en el sistema
de lodos activados, de tal forma que puedan ser transportados adecuadamente a su sitio
de disposición.
Normalmente los lodos del sistema de lodos activados, pueden tener un valor de
humedad de 98,5 a 99%, lo que significa que del 100% de este denominado lodo, tan solo
el 1 a 1,5 % son sólidos como material seco y lo demás es agua.
De esta forma, es imposible transportarlos y menos disponerlos, por tal razón, es
necesario realizar un sistema de tal forma, que garantice una disminución de la humedad,
entre 80 A 82%, con lo cual el lodo ya es una torta semi-seca, que puede transportarse y
disponerse como un sólido.
5.8.2 OPERACIÓN.
Para arrancar el sistema de deshidratación de lodos tenga en cuenta que el lodo debe
llevar por lo menos 2 horas en el espesador para garantizar una buena deshidratación y
el polímero debe tener una maduración de una hora como mínimo y siga los siguientes
pasos:
Coloque en automático las bombas de lodos y polímero en el tablero de control de la Ptar
Prenda el Decanter desde el panel de control del tablero del deshidratador hasta que este
le avise que se encuentra listo para operar.
Abra las válvulas (50) de succión y la (51)de descarga de la bomba de tornillo de lodos
(BT 107)
Abra las válvulas (73) de succión y la (74) de descarga de la bomba de tornillo de
polímero (BT 108)
Apague el agitador del polímero.
Prenda las bombas (BT 107- BT 108) en automático en el tablero eléctrico de control de
la Ptar, desde el panel de control (pantalla computador) se controlara la velocidad de la
bomba (BT-107) y la de polímero (BT-108) se controlara desde el potenciómetro que se
encuentra en el tablero del deshidratador. Los Hertz de las bombas se cuadraran de
acuerdo a la dosis de polímero y el caudal de la bomba de lodos (20 o 30 HERTZ).
El deshidratador se prende en el tablero de control del equipo en ON y se debe esperar
hasta que llegue a las revoluciones o hasta que en el displey aparezca LISTO PARA
OPERACIÓN entonces se debe oprimir el botón PRODU.
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Al oprimir PRODU. Automáticamente se prenderán las bombas de lodos y la de polímero.
CALCULO DOSIS DE POLIMERO
Para determinar la dosis óptima en la deshidratación de lodos es necesario realizar
previamente un ensayo de jarras para establecer la cantidad de polímero a aplicar para
esto procedemos de la siguiente forma:
Tome en un balde una muestra del tanque de almacenamiento de lodos.
Tome 1 litro de la solución de polímero recién preparada del tanque de preparación de
polímero.
Tome 4 jarras de un litro y Adicione en cada una 500 ml de lodo.
Adicione a cada jarra 25ml, 50 ml, 100ml, 125ml respectivamente de polímero.
Mezcle el lodo y el polímero de cada jarra y determine la dosis de polímero teniendo en
cuenta lo siguiente:
La formación del floc debe ser una sola masa y debe quedar un clarificado sin sólidos.
Ejemplo: en caso de que la dosis optima sea donde se aplicó los 100ml de polímero y si la
solución de polímero se preparo al 0,1% entonces la dosis optima para este caso es de
100 ppm y es este valor el que debemos tener en cuenta para el cálculo del caudal de
polímero.
Hay que tener encuenta que la dosis del laboratorio puede variar en el equipo por esta
razón se debe ajustar con el potenciómetro de la bomba.
PREPARACION DEL POLIMERO
La solución de polímero para la deshidratación del lodo se puede preparar del 0,05 al
0,3% siendo la más común 0,1%. Es necesario que la solución de polímero este recién
preparada porque cuando esta tiene más de 1 día de preparación sus propiedades de
coagulación se pueden perder.
Para preparar una solución de 0,1% o de 1gr/L tenemos:
En caso de que el tanque de preparación sea de 3000 litros, llene con agua limpia hasta
que queden sumergidas las aspas del agitador por lo menos 20 cm.
Prenda el agitador.
Abra la válvula del agua.
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Adicione el polímero (3 Kg) espolvoreándolo lentamente sobre el chorro del agua para
que no se formen grumos gruesos.
Continúe la mezcla y el llenado del tanque con agua hasta su máximo nivel.
Apague el agitador de polímero luego de 30 minutos de mezcla o hasta que se observe
una solución sin grumos.
5.8.4 MANTENIMIENTO
Después de bombear los lodos al deshidratador se debe lavar con agua para asegurarse
que no se valla a taponar y tampoco las tuberías.
Se debe lubricar el equipo siempre que se haga una deshidratación para que el
equipo no sufra daños.
Revisar la lubricación de los equipos ver manuales de los mismos.
Anualmente se debe desocupar el espesador y revisar el estado de la pintura.
5.9 DOSIFICACION.
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Dique de dosificación.
En la PTAR se dosifican tres productos los cuales sirven para lo siguiente:
 Soda caustica: se utiliza para neutralizar el agua proveniente del tanque de
homogenización ya que el Ph de esta es de 3,7 en promedio y necesitamos
llevarla a Ph de 7,0 para que los microorganismos trabajen en buenas
condiciones y la dosis es de acuerdo al Ph que se tenga en el momento.
 Nitrógeno: el Nitrógeno es un nutriente para los microorganismos el cual
nos ayuda a darle más consistencia al lodo para que cuando ocurran
cambios drásticos en el sistema ya sean de sobrecarga o toxicidad el lodo
no se valla a reventar y la dosis es por cada 1000 Kg de DQO son 12,5 Kg
de Nitrógeno, el nitrógeno se consigue en la urea que viene al 46%
ejemplo.
1000/12,5 =80
28800/80 =360
360 x 100/46 =782Kg/día
782 / 24 = 32,6 Kg/h
32,6 / 0,3 = 108/h
 Fosforo: el fosforo al igual que el nitrógeno es nutriente y sirve para
fortalecer los microorganismos y su dosis es por cada 1000 Kg de DQO son
2,5 Kg de fosforo, el fosforo se consigue en el acido fosfórico y viene al
40% ejemplo
1000 / 2,5 = 400 Kg
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28800 / 400 = 72 Kg
72 x 100 / 85 = 84,7 Kg/día
84,7 / 24 = 3,5 Kg/h
3,5 / 30% = 11,7 l/h
Los nutrientes son muy importantes para MANTENER LOS
MICROORGANISMOS EN BUENAS CONDICIONES, estos no se deben
suprimir.
6.0 ETAPAS BIOLOGICAS DEL PROCESO AEROBIO
ETAPA 1
Bioadsorción y biofloculación del sustrato en contacto con los fangos activados.
ETAPA 2
Rotura de las sustancias poliméricas y las moléculas grandes (por acción de enzimas
hidrolíticas liberados por las bacterias al medio colindante) en moléculas más fácilmente
bioadsorbibles y metabolizables por los microorganismos.
ETAPA 3
Constituido por dos procesos que se desarrollan paralela y simultáneamente. Por un lado
está la oxidación aeróbica o respiración del material orgánico soluble biodegradable con
producción de H2O, CO2, etc. (catabolismo celular) y por otro, la síntesis de nuevas
células bacterianas (anabolismo celular).
ETAPA 4
Cuando disminuye la disponibilidad del sustrato hay una oxidación del material orgánico
inerte y celular de reserva para obtener la energía necesaria para mantener el
metabolismo basal. Este fenómeno de auto oxidación se conoce como “respiración
endógena” y como tal consume oxígeno.
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REACCIONES
REACCIONES DE SÍNTESIS O ASIMILACIÓN
Materia orgánica + Micro-organismos + Nutrientes + O2=>
>Productos Finales + Nuevos microorganismos + Energía
OXIDACION Y RESPIRACION ENDOGENA
C5H7NO2 (material celular) + 5O2 ==> 5CO2 + 2H2O + NH3 + Energía
MICROORGANISMOS PRESENTES EN EL SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS
Los flóculos de lodo activado contienen partículas orgánicas, inorgánicas y bacterias. El
tamaño de las partículas varía entre 1mm y 1000mm. Las células vivas del flóculo
representan entre el 5 y el 20% del total de bacterias. Los microorganismos presentes en
los flóculos son bacterias, hongos, protozoos y rotíferos.
(1º) Bacterias: constituyen el principal componente. Los géneros principales son Zooglea,
Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacterium y
Acinetobacter; también hay formas filamentosas como Beggiatoa.
Estas bacterias oxidan la materia orgánica y producen polisacáridos y otros polímeros
extracelulares que facilitan la floculación. Los microorganismos aerobios representan una
fracción importante cuyo número varía inversamente al tamaño del flóculo puesto que la
difusión de O2 al interior se va viendo más dificultada. En los flóculos de gran tamaño el
interior es anaerobio y permite el crecimiento de anaerobios estrictos (tales como
metanógenos) que han sobrevivido fases de mayor aerobiosis en pequeñas bolsas
anaerobias internas en flóculos de menor tamaño.
Su número en los lodos activados llega a 108 ufcml-1 y entre ellas el grupo más importante
numéricamente es el de Pseudomonas. En los lodos activados también hay bacterias
autótrofas tales como las nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter) e incluso algunas
bacterias fotosintéticas.
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(2º) Hongos: Normalmente no están presentes. Sólo en condiciones ambientales muy
especiales (bajo pH, deficiencia de nitrógeno, presencia de productos tóxicos) pueden
aparecer ciertos hongos de los géneros Penicillium y Cephalosporium, entre otros.
(3º) Protozoos: Están presentes como depredadores de las bacterias. Pertenecen a los
tres grupos (ciliados, flagelados y rizópodos). La actividad de los protozoos contribuye
significativamente a la reducción de la DBO.
(4º) Rotíferos: Son metazoos de tamaño entre 100 y 500 mm. Son organismos que se
unen al flóculo y desarrollan dos importantes funciones en él: (a) eliminan las bacterias
libres que no se han agregado al flóculo, y (b) contribuyen a la formación del flóculo
mediante la producción de materia fecal rodeada de capas de mucus.
CLASIFICACIÓN SUBJETIVA DE JENKINS
Esta clasificación nos permite establecer claramente la cantidad de microorganismos
filamentosos que se pueden presentar en el sistema de lodos activados y nos ayuda a
interpretar muchos problemas que pueden ser causados por una alta concentración estas
bacterias
Clasificación
0
A
Abundancia
Ausencia total
Raros
B
Algunos
C
Común
Observaciones
Presencia de filamentos en
ocasionales floculo
Presencia de mas filamentos
pero no en todos los flóculos
En todos los flóculos de
1
– 5 / floculo
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D
Muy común
E
Abundantes
F
Excesivo
En todos los flóculos de
5
- 20 / floculo
En todos los flóculos
> 20 / floculo
Observas en todos los flóculos
aparecen más filamentosas
que flóculos.
Recomendado operar en D y E.
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7.0 MANTENIMIENTO.
7.1 DESOCUPACIÓN DEL REACTOR DE METANOGÉNESIS PARA LIMPIEZA O
REPARACIÓN.
Cualquier reparación que se tenga que hacer en el reactor, exigirá una completa
desocupación y limpieza del mismo.
El operador deberá tener en mente que al retirarse el agua y el lodo del reactor.
En el reactor quedará biogás, y que una mezcla de un 5% a 20 % de él con el aire podrá
originar una explosión.
¡En el reactor quedará biogás!
Una mezcla de un 5% a 20 % de él con el aire podrá originar una explosión.
Por esta razón es necesario monitorear la presencia de biogás con equipos especiales
que no produzcan chispa antes de ingresar al reactor y antes de desocuparlo.
Las precauciones que se deben seguir son las siguientes:
1. Utilizar mascaras de seguridad, y todos los equipos que se requieran para realizar el
trabajo en espacio confinado.
2. Utilizar equipos eléctricos a prueba de explosión como bombas para la desocupación
3. Desocupar por la línea de biogás la mayor cantidad de biogás
4. Monitorear alrededor de los tanques la presencia de biogás.
5. Antes de ingresar al tanque es necesario monitorear la concentración de oxigeno
6. De ser necesario es recomendable colocar un extractor y ventilador para permitir la
entrada de aire y normalizar los niveles de oxígeno.
7.2 MANTENIMIENTO DE EQUIPOS
Para un mantenimiento apropiado se sugiere consultar con los manuales de cada uno de
los equipos. Un buen mantenimiento debe comenzar por la confección de una planilla de
mantenimiento.
7.2.1 Mantenimiento regular y “Check-up”:
Bombas centrifugas.
 Revisar el sello mecánico al igual que el rotor.
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 Hacer mediciones de corriente
 Verifique la presión de descarga de la bomba
Agitador Mecánico




Lubricación
Ajuste y alineación.
Medición de corriente
Rodamientos.
Bombas dosificadoras de Diafragma.
 Consultar manual de mantenimiento del suministrador del equipo.
Bridas y tuberías de productos químicos
 Verificar el escape o fugas en tuberías y accesorios. Si las hay desocupar la línea y
reparar. En algunos casos el problema se limita al cambio del empaque.
Quemador.
 Verificar periódicamente las condiciones de quema, regulando la válvula hidráulica.
Colectores de gases sobre tanques.
 Verificar en cuanto a corrosión las tuberías y accesorios. Sustituir o pintar las partes
afectadas.
Tanques y cajas en Concreto
 Hacer inspecciones cada dos años en cuanto a fisuras y revestimiento entre otros. Si
existieran estos deterioros se deberán realizar las modificaciones del caso.
 Para el reactor la inspección se hará cada 5 años. Para su desocupación ver sección
en este manual relacionado con ese tema.
 Verificar la corrosión de los pasamuros, si hay deterioro pintar con pintura anticorrosiva
(ver especificaciones en planos).
 Verificar el estado de la pintura exteriormente.
Tanques de productos Químicos.
 Verificar el estado de limpieza interna.
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 Verificar estanqueidad del tanque y de las conexiones.
 Verificar el estado de las tuberías y los accesorios.
 Observar las normas de seguridad (mencionadas en este manual) para limpieza y
manejo de productos químicos.
Válvulas Manuales
 Verificar estanqueidad, substituyendo componentes defectuosos.
Medidores de pH.
 Verificar semanalmente la limpieza del bulbo del electrodo, aunque el sistema tenga
sistema auto limpiante. En el equipo se podrá verificar mensualmente el estado de vida
del electrodo (ver catalogo especifico).
Medidores de caudal electromagnéticos.
 Seguir recomendaciones del fabricante del equipo, en cuanto a su uso y
mantenimiento.
Medidor de temperatura.
Verificar que su medición sea cierta mensualmente. Para mantenimiento seguir las
instrucciones específicas del fabricante del instrumento.
7.2.2 Mantenimiento de los dispositivos de seguridad.
Válvulas hidráulicas de control de presión positivo y de vacío.
La válvula de control hidráulica de presión positiva y vacío se instala en la tapa del
reactor. Su función es la de proteger los tanques contra posibles sobrepresiones o vacíos
que se puedan ocasionar en los tanques. En estas unidades es necesario verificar
semanalmente que el nivel del agua permanezca constante (35 cm. por encima del fondo
del tanque). Cuando se vea presencia de partículas se introduce agua y se deja rebosar
por la tubería que está prevista para tal fin, hasta que se observe que el agua sucia se
haya evacuado.
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Mantenimiento de instrumentos de control.
Para el mantenimiento de instrumentos utilizados en el proceso consultar con los
catálogos y manuales de los equipos suministrados por el fabricante.
Nota: Los “set-point” de los instrumentos deberán ser ajustados de acuerdo a las
instrucciones dadas en el manual con anterioridad y a las experiencias vistas durante la
puesta en servicio del sistema.
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8.0 ASPECTOS DE SEGURIDAD.
Cuidados básicos
La planta de tratamiento anaerobia es potencialmente el área de mayor peligrosidad en el
tratamiento de aguas residuales, debido principalmente a la producción de biogás, rico en
gas metano, que es fácilmente combustible.
El operador de la planta debe estar bien familiarizado con los problemas de esta área, con
los dispositivos de seguridad que se deberán usar, con las debidas precauciones y con
algunas reglas generales de seguridad industrial.
Las sustancias químicas representan varios problemas que ameritan tomar medidas:
Los operadores deben usar gafas de protección y máscaras para no inhalar los vapores
de estos componentes.
El gas metano es explosivo en contacto con el aire y por lo tanto se debe evitar la mezcla
de aire y metano en proporciones de 20:1 hasta 5:1.
Mantener una presión positiva en la línea de gas para evitar la entrada de aire al sistema.
Siempre que se deba entrar a ecualización, acidificación o al RM, se debe usar un
detector de gases.
Se debe prestar particular atención a los siguientes aspectos de seguridad:
 Cuidados generales con la planta.
 Cuidados con el manejo de productos químicos y productos de laboratorio en general.
 Cuidados contra fuego y explosión.
 Cuidados contra agentes tóxicos.
 Cuidados con la energía eléctrica.
 Cuidados con salud.
Seguridad general de la planta
 Todas las personas que trabajan en la planta deben tener la responsabilidad de
mantener el área libre de derramamiento de líquidos y aceites, entre otros.
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Seguridad en el laboratorio y manejo de productos químicos
Seguridad en el laboratorio
 El manejo de las aguas residuales y de productos químicos crea un potencial de
peligro para la salud y la seguridad del personal de laboratorio. El peligro se origina en
el momento en que los empleados no tienen la precaución de manejo adecuada con
estos materiales, no leen los rótulos y no siguen las reglas y procedimientos de
laboratorio.
 En el laboratorio siempre existe la posibilidad de derrame de productos químicos lo
cual requiere de una acción inmediata para corregir o minimizar el efecto de este
peligro potencial.
Algunas reglas de seguridad son las siguientes:
 Usar agentes químicos siempre conociendo los principios básicos, conociendo sus
propiedades y saber cómo usarlos.
 Tener seguridad que el recipiente que contiene estos productos esté debidamente
tapado y rotulado con la fecha de preparación y que contenga las notificaciones sobre
peligro, entre otros.
 Leer las especificaciones cuidadosamente.
 Almacenar los químicos de acuerdo con la peligrosidad, flamabilidad, explosividad,
etc., en áreas adecuadas para esto.
 Usar las ventilaciones existentes.
 Vestirse apropiadamente (guantes, bata y gafas, entre otros).
 Conocer los antídotos para los agentes químicos venenosos, manteniéndose a mano
en caso de requerirse.
 Cuando se recojan las muestras, utilizar dispositivos propios para la colecta de ese
material.
Seguridad en el manejo de agentes químicos de las plantas
Soda (NaOH): la soda no es un elemento tóxico, pero puede causar graves quemaduras
en la piel, específicamente en casos de contacto prolongado. El contacto con los ojos
puede ser extremadamente doloroso, debido a lo cual se deben utilizar gafas especiales
cuando se maneja este producto químico.
En caso de contacto con los ojos, se debe lavar inmediatamente con bastante agua
limpia. Si otras partes del cuerpo entran en contacto con la soda, se debe remover
inmediatamente con jabón neutro.
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En caso de contacto con los ojos, se debe lavar inmediatamente con agua limpia. Si otras
partes del cuerpo entran en contacto con el ácido, se debe remover inmediatamente con
jabón neutro.
Contra fuego o explosión
El peligro existe debido a la producción de gas metano en el reactor.
El quemador está equipado con una válvula corta llamas para impedir el retroceso de la
misma hasta el reactor.
También existe en el quemador un sello de agua que es una seguridad de la válvula corta
llamas (con la misma función). También confiere presión de trabajo al RM.
Válvula corta llamas (con la misma función). También confiere presión de trabajo al RM.
Como el tratamiento anaerobio de las aguas residuales produce gases inflamables, se
requieren precauciones de seguridad especiales con relación a los equipos eléctricos e
instrumentación en las áreas de peligro.
El gas que se produce por el RM, se recolecta en una tubería hasta el quemador para
evitar la emisión de este gas a la atmósfera.
Durante la inspección o ejecución de los trabajos se deben usar mascaras para
protección. Los siguientes aspectos deben ser considerados para la ejecución de los
trabajos:
Tenga precaución e identifique, y marque los principales circuitos de los equipos
eléctricos antes de trabajar con ellos.
No remueva los avisos de precaución, antes de verificar la terminación de todos los
trabajos con la persona que los inicio.
Notificar al superintendente de la planta en caso de defecto en algún motor.
Solamente personal especializado podrá abrir el panel de los motores.
Reportar cualquier temperatura o ruido que sea extraño en la operación diaria.
Seguridad con la salud
Prevención contra caídas.
 Mantenga todas las áreas bien iluminadas y limpias.
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





Recoja todos los objetos perdidos (herramientas, escaleras y mangueras, entre otros)
Limpie cualquier derrame de aceite y de grasas.
Usar la lógica cuando se requiera mover o levantar objetos pesados.
Usar los equipos apropiados.
No corra.
Use las plataformas con los pasamanos.
Prevención contra infecciones en general.
 Lave bien las manos.
 Use guantes cuando esté recolectando muestras.
 Tome un baño y cámbiese de ropa antes de ir a casa.
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9. ANALISIS QUIMICO METODOLOGIA, MATERIALES Y REACTIVOS
9.1 pH.
9.1.1 Principios del método.
Para determinación del PH, retírese una muestra del digestor y utilice un pH-metro. El pH
de la muestra se debe leer rápidamente, antes de que el gas carbónico altere el pH del
medio.
9.1.2 Materiales y equipos
 PH metro
 Vasos de precipitado
 Frasco lavador
9.1.3 Reactivos químicos
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



Solución Buffer 4
Solución Buffer 7
Solución de KCl 3 molar
Agua destilada.
9.1.4 Procedimiento
Sumerja el electrodo en la muestra a analizar y lea el valor que aparece en el display
hasta que el valor se estabilice, para muestra del reactor se debe analizar de inmediato ya
que la perdida de CO2 en la muestra puede dar resultados erróneos.
Calibrar como mínimo una vez por semana el electrodo del pH metro.
9.2 ALCALINIDAD y ACIDOS GRASOS
9.2.1 Principios del método
La alcalinidad en la digestión anaerobio se debe principalmente, a la presencia de sales
de bicarbonato de amonio, y sales de ácidos volátiles.
Sí la cantidad de ácidos volátiles es pequeña, la alcalinidad total es prácticamente igual a
la alcalinidad en bicarbonato.
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Cuando los ácidos volátiles aumentan, se neutralizan por la alcalinidad en bicarbonato y
se forma la alcalinidad debida a los ácidos volátiles. En este caso la alcalinidad total es
debido a la alcalinidad en bicarbonato y en ácidos volátiles
9.2.2. Métodos y análisis
La alcalinidad se mide mediante la titulación de la muestra con H2SO4 hasta pH 4.0. Se
procede de la misma manera con los ácidos volátiles simplificados.
Estas dos evaluaciones se efectúan simultáneamente. El volumen de ácido gastado en la
titulación hasta pH 4.0, da la alcalinidad y el volumen gastado entre PH 4.0 y 7.0 da el
resultado de los ácidos volátiles.
9.3 ACIDOS VOLATILES
9.3.1. Principio del método
La medida de los ácidos volátiles es un parámetro que en conjunto con el volumen de
gases producidos, da la información más inmediata del funcionamiento del proceso, por lo
que debe ser hecha con mucho rigor y atención.
Sí se observa un incremento en la cantidad de ácidos volátiles se deberán tomar
decisiones inmediatas para corrección del proceso.
Un valor elevado de la alcalinidad evitará una elevación repentina de los ácidos volátiles y
una caída del pH, ocasionando una reducción en las colonias de bacterias metanogénico.
9.3.2 Materiales y equipos






PH metro
Vasos de precipitado de 100ml
Embudo
Probeta de 100 ml
Plancha de calentamiento
Buretas de 25 o 50 ml
9.3.3 Reactivos Químicos
 Solución 0.1N de NaOH
 Solución 0.1N de Ácido Sulfúrico
 Algodón o papel filtro.
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9.3.4 Procedimiento
Filtre la muestra con el algodón o el papel filtro en el embudo y tome 50 ml en el vaso de
precipitado,
Titule con ácido sulfúrico 0.1 N hasta PH 4, tome el volumen gastado (A) continué
adicionando acido hasta PH 3.5 y coloque el vaso de precipitado en la plancha de
calentamiento, y deje ebullir la muestra por 3 minutos para liberar el gas carbónico.
Deje enfriar la muestra, con NaOH suba el PH hasta 4 y luego titule hasta PH 7 teniendo
en cuenta el NaOH gastado en esta titulación (B)
9.3.5 Cálculos
Alcalinidad total (mg de CaCO3 /L) = (ml de H2SO4 (A) x N x 50.000)/ml de muestra
Ácidos volátiles (mg de CH3COOH/L) = (ml. De NaOH (B) x N x 60.000)/ ml de muestra
9.4 DQO
9.4.1 método con espectrofotómetro
9.4.2 Principios del método
Un estimativo de la materia orgánica presente en una muestra de agua es realizada por la
intensidad de oxidación química por la acción del ácido crómico, el ácido crómico debe
estar en condiciones de patrón, la materia reducida presentes en la alícuota,
60
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expresándose el resultado en términos equivalentes de oxígeno. Este método puede ser
utilizado en aguas superficiales, efluentes líquidos industriales y domésticos y sedimentos
acuáticos (estos por suspensión en agua destilada).
9.4.3 Materiales
 Equipo, vidriería y accesorios
 Pipetas volumétricas, de 2.0, 5.0 y 10.0 ml ( y otros volúmenes para diluciones
eventuales)
 Balones volumétricos, 50, 100, 150 ml para eventuales diluciones.
 Tubos para digestión de DQO, capacidad 20 Ml, diámetro 22 mm. O viales
 Termo reactor a 150 °C.
 Espectrofotómetro, con adaptación para realizar la lectura directamente en los tubos.
9.4.4 Reactivos
-Solución bicromato de potasio 0.25N
-Solución de ácido sulfúrico- sulfato de plata
-Sulfato ferroso amoniacal FAS 0.25 N
-Ferroína
-Solución patrón de ftalato de potasio.
-SOLUCION PATRON (100mg/l) DQO
Tomar 100 ml de solución stock en un balón de 1000 ml.
Estas soluciones deben ser almacenadas en un frasco de color ámbar y es validado por 3
meses
CURVA DQO DE BAJO RANGO LEER EN LONGITUD DE ONDA (420 nm)
DQO
10
25
50
60
80
100
10 ml de solución de 100 mg/l para balón de 100 ml
25 ml de solución de 100 mg/l para balón de 100 ml
50 ml de solución de 100 mg/l para balón de 100 ml
60 ml de solución de 100 mg/l para balón de 100 ml
80 ml de solución de 100 mg/l para balón de 100 ml
50 ml de solución de 100 mg/l para balón de 500 ml
CURVA DQO ALTO RANGO LEER EN LONGITUD DE ONDA (620 nm)
61
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DQO
100
250
400
500
700
1000
10 ml de solución de 1000 mg/l para balón de 100 ml
25 ml de solución de 1000 mg/l para balón de 100 ml
40 ml de solución de 1000 mg/l para balón de 100 ml
50 ml de solución de 1000 mg/l para balón de 100 ml
70 ml de solución de 1000 mg/l para balón de 100 ml
Propia solución stock
9.4.5 PROCEDIMIENTO
En una cubeta de reacción o vial tome 2 ml de la muestra a analizar, teniendo en cuenta
la concentración del agua a analizar si es necesario diluya la muestra, adicione 2 ml de la
solución digestora y adicione 2 ml de la solución catalítica teniendo cuidado ya que esta
reacción es exotérmica y puede producir quemaduras.
Todos los análisis requieren ser comparados con un blanco para lo cual en lugar de los 2
ml de la muestra se adiciona 2 ml de agua destilada.
En caso de que la muestra se torne de color verde o azul es un indicativo de que la
concentración alta de DQO. En caso de que esto ocurra hay que realizar una dilución de
la muestra.
Introducir los viales en el termo reactor para iniciar la digestión esta operación debe ser
realizada durante 2 horas a 148 °C ± 2°C.
Introducir el blanco en el espectrofotómetro y leer la absorbancia, luego introducir la
muestra a analizar y leer la absorbancia de interpole estos valores en la gráfica de
absorbancia vs concentración y determine la DQO está curva debe ser realizada cada vez
que se preparen los reactivos.
NOTAS:
-En esta operación es imprescindible el uso de máscara facial y guantes como protección
contra eventuales rompimientos.
-Algunos equipos traen sus métodos y viales ya determinados y no requieren de esta
curva de calibración.
9.4.6 METODO POR TITULACION
Luego de haber realizado la digestión de la muestra y el blanco, transferir la muestra a un
erlenmeyer y lave el tubo con agua destilada, adicione dos o tres gotas de ferroína y titule
con sulfato ferroso amoniacal FAS, en la medida que se va adicionando el fas la muestra
va virando de color tornándose verde luego azul aguamarina y por último en rojo en el
punto cuando realiza el viraje de azul a rojo se toma este como el punto final de la
titulación; para realizar el cálculo de la DQO tenemos en cuenta la siguiente fórmula:
62
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Dónde:
A: volumen de FAS gastado en la titulación del blanco (ml)
B: volumen de FAS gastado en la titulación de la muestra (ml)
N fas: normalidad de FAS
Vm: volumen de la muestra (ml)
8000: equivalente de oxigeno por ml de bicromato.
9.5 DBO
9.5.1 Concepto y principio
Es la cantidad de oxigeno necesaria para oxidar y estabilizar la materia orgánica
biodegradable del influente. Una oxidación de DBO es una reacción en dos fases
inicialmente la materia orgánica presente en el agua residual es utilizada por los
microorganismos para producción de energía y crecimiento, esto requiere de utilización de
oxigeno del medio y crecimiento de microorganismos.
Cuando el material orgánico presente en el agua residual es removido los
microorganismos continúan utilizando el oxígeno para la auto-oxidación o metabolismo
endógeno de su masa celular, cuando toda la masa celular está completamente oxidada,
el residuo celular no biodegradable permanece y allí la reacción está completa, esto se
define como la DBO final.
La tasa de reacción durante la primera fase (fase de asimilación) es 10 -20 veces más
rápida que la oxidación endógena que generalmente puede pasar de 20 días, como la
primera fase de reacción se completa con una velocidad de reacción muy rápida, esta
DBO es registrada comúnmente con un valor de 5 días.
9.5.2 Materiales y equipos
 Incubadora de DBO termostáticamente controlada a temperatura de 20°C +/- 1°C.
63
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








Frascos con medidor presos tatico
Barra magnética
Placa agitadora
Vasos de precipitado de 1000 ml
Balones aforados 100, 250
Probetas 100, 250, 500 ml
Pipetas graduadas de 5 y 10 ml
PH metro
Varillas de vidrio
9.5.3. Reactivos




Hidróxido de sodio en lentejas
Solución de ácido clorhídrico
Solución de hidróxido de sodio
Inhibidor de nitrificación
9.5.4 Procedimiento
Tome 500 ml de la muestra a analizar, neutralice con ácido o con soda según sea el caso
hasta PH 7 +/- 0,2 agregue el inhibidor de nitrificación.
Al valor de la DQO multiplíquelo por 0.5 para considerar un valor aproximado de DBO5 y
de acuerdo a este valor tome el volumen de la muestra, coloque la muestra en las botellas
para el análisis de DBO5 y deje en la incubadora para que la muestra llegue a la
temperatura de 20°C aproximadamente 30-50 minutos, coloque dentro de la botella la
barra magnética y coloque en la boca de la botella el embudo de caucho y dentro de este
un sobre de hidróxido de litio, sin que este caiga a la muestra si llega a suceder , deseche
la muestra y repita la operación anterior; coloque la cabeza presos tatica a la botella e
inicie la medición.
64
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9.6 SÓLIDOS SEDIMENTABLES
9.6.1 Introducción
Los sólidos Sedimentadles están constituidos por aquel material en suspensión de mayor
tamaño y de densidad mayor que la del agua, que se deposita cuando el sistema está en
reposo.
Los sólidos Sedimentables son un dato importante para verificar sí se necesita una unidad
de sedimentación en el tratamiento de aguas residuales. Sirve para la determinación de la
eficiencia de sedimentación y permite prever el comportamiento de los desechos que
llegan a un cuerpo de agua.
El método usualmente utilizado para la medición de los sólidos sedimentables es el
volumétrico (cono de inhoff), pudiéndose también medir en peso.
9.6.2. Objetivo
Aplicar la determinación de los sólidos sedimentables en la muestra de efluentes
domésticos, industriales, de agua de mar y de cuerpos de agua en general.
El límite inferior de la determinación de los sólidos Sedimentables es el menor volumen en
el cono cerca de 1 ml/l/h.
9.6.3. Definición
65
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Para efecto de esta norma se adoptada la siguiente definición:
Los sólidos Sedimentables son el residuo de material en suspensión que se sedimenta
por acción de la fuerza de gravedad a partir de 1 litro de muestra que permaneció en
reposo por 1 hora en el cono inhoff.
9.6.4 Aparatos
Vidriería, materiales y equipos:
Agitador de vidrio de 30 –40 cm.
Cono inhoff de 1 litro graduado.
9.6.5 Ejecución del ensayo
 Principio del método
Medir el volumen del material que se sedimentó en el lodo.
 Interferencia
El método no incluye el material sobrenadante que se separa durante la sedimentación.
 Recolección de muestras
Las muestras para determinación de los sólidos sedimentables se recolectaran en frascos
de vidrio o plásticos. El volumen necesario es de 1 litro.
La muestra que no se analizan inmediatamente se puede almacenar hasta por 24 horas
sin preservación.
9.6.6 Procedimiento
 Agregar la muestra al cono h66homogénea hasta la marca de 1 litro, con la muestra
bien mezclada.
 Dejar decantar una hora para el sistema anaerobio mezclando a los 15 minutos luego
de tomar la muestra.
 Con el agitador de vidrio, raspar suavemente las paredes del cono.
 Hacer la lectura del volumen del material sedimentado.
9.6.7 Resultado
Los sólidos Sedimentables se expresan de la siguiente forma:
ml/l = L
Dónde: L= lectura hecha en el cono inhoff
66
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9.7 SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES
CONCEPTO
Los sólidos suspendidos totales o el residuo no filtrable de una muestra de agua natural o
residual industrial o doméstica, se definen como la porción de sólidos retenidos por un
filtro de fibra de vidrio que posteriormente se seca a 103-105ºC hasta peso constante.
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Los sólidos en cualquier líquido pueden ser suspendidos o disueltos, los sólidos
suspendidos pueden ser Sedimentables o no Sedimentables. Los sólidos suspendidos
son aquel material filtrado que contienen material volátil y material mineral que puede
contener el lodo.
9.7.1 Materiales
Membrana GFC Whatman (fibra de vidrio)
Bomba de vacío
Cápsula de porcelana 100 ml.
Balanza analítica 200 g con precisión 0.1 g.
Embudo de Buchner
Estufa
Mufla
Pipetas 5-10-20 ml
Probetas 50 ml
Erlenmeyer con desprendimiento lateral.
9.7.2 Procedimiento
Preparar la membrana
Pasar agua destilada con vacío
Secar en la mufla a 550°C por 15 minutos (junto con la cápsula).
Pesar la membrana = PESO 1
Pasar por la membrana un volumen conocido de la muestra.
Secar en estufa a 105°C por una hora.
Enfriar en el desecador
Pesar la membrana con sólidos = PESO 2 hasta peso constante
9.7.3 Calculo
((P2 – P1)/ Volumen de Muestra en l) x 1000 = g/l de SST
9.8 SÓLIDOS SUSPENDIDOS FIJOS
Concepto
Corresponde al material fijo o mineral presente en el lodo (sales, arena, etc.)
Con base en los pesos del anterior ítem, una vez obtenido el P2, se debe llevar la
membrana (siempre dentro la cápsula de porcelana) a la mufla a 550°C por 20 minutos.
Enfriar en el desecador.
Pesar la membrana = PESO 3 hasta peso constante
68
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9.8.1 Calculo
((P3 –P1)/ Volumen de Muestra en l) x 1000 = g/l de SSF
9.9 SÓLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES
Concepto
Los sólidos suspendidos volátiles son los que conforman el material orgánico, se puede
decir que estos corresponden al material vivo (bacterias y microorganismos) que hacen
parte del lodo.
9.9.1 Calculo
(SST-SSF) = g/l de SSV
9.10 SÓLIDOS TOTALES
9.10.1 Introducción
La materia sólida es la característica física de mayor interés en el dimensionamiento y
control de unidades de tratamiento de desechos. Esta materia sólida se refiere a los
sólidos suspendidos y disueltos tanto en el agua como en el desecho.
La materia sólida de un agua residual está constituida de Sólidos Suspendidos y
Decantables más Sólidos Disueltos. Ambos son subdivididos en sólidos volátiles y fijos.
La determinación de cada uno de estos componentes de la materia sólida total fue
descrita entre los ítems 6 a 9.
9.10.2. Procedimiento para determinación de sólidos
9.10.2.1. Sólidos totales a 103-105°C
a. Descripción del aparato y/o de la vidriería necesaria para realización del análisis:
Cápsula de porcelana de 100 ml de capacidad.
Mufla para operar a temperaturas de 550°C +/- 50°C.
Cilindro graduado (probeta) de 100 ml
Estufa para operación a temperaturas de 103 –105°C.
Baño de maría
Desecador
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Balanza analítica de capacidad 200 g con precisión +/- 0.1 mg
Frasco lavador
b. Técnica de ejecución del análisis
Lave la cápsula y colóquela en la estufa a temperatura 105°C +/- 5°C durante 1 hora.
Pasado este tiempo retire la cápsula.
Enfríe la cápsula en el desecador y pese enseguida.
Agite el frasco que contiene la muestra y coloque en la probeta graduada 100 ml e
introduzca en la cápsula. Lave la probeta con agua destilada, con el fin de remover los
sólidos que pueden quedar adheridos a las paredes y coloque ese contenido en la
cápsula.
Lleve la cápsula a baño de maría para que la muestra en análisis se evapore hasta
secarse. Desconecte el baño de maría y espere el enfriamiento del aparato para retirar la
muestra.
Coloque la cápsula más residuo en la estufa a 103 –105°C hasta secarse completamente
durante 1 hora.
Enfríe la cápsula más residuo en el desecador y pese.
NOTA: La operación de secado a 103 –105°C, de enfriamiento y de pesaje puede ser
repetida varias veces hasta que se obtenga un resultado constante o con una variación
del 4% del resultado previsto.
c. Cuantificación de los sólidos – Cálculo
mg de sólidos totales/l = ((A-B) x 1000)/ Volumen de la muestra en l.
En donde:
A= peso de la muestra más la cápsula, en mg
B= peso de la cápsula en mg.
ACTIVIDAD METANOGENICA (ver ANEXO 3)
10. PREPARACIÓN DE REACTIVOS
INDICE
1- Solución de hidróxido de sodio 0.1N
2- Solución de ácido sulfúrico 0.1 N
3- bicromato de potasio 0.25 N
4- sulfato ferroso amoniacal FAS 0.25 N
5- Solución ácido sulfúrico-sulfato de plata
6- Ácido sulfúrico concentrado
7- ferroína
8-Sulfato de plata (AgS04)
70
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10.1 SOLUCIÓN DE HIDRÓXIDO DE SODIO 0,1 N
Calcule la masa necesaria en gramos de NaOH. (4 gramos de NaOH)
Pese (4 gramos de NaOH) en una balanza analítica y disuelva en 50 ml de agua
destilada, hasta total disolución. Luego traspase esta solución a un matraz aforado de
1000 ml de capacidad realizar entre 5 a 6 lavados con agua destilada y enrase hasta su
aforo y agite.
10.1.1 La estandarización de una solución NaOH
El principio del método es:
Encontrar un compuesto en solución que pueda reaccionar con NaOH en una titulación.
Este compuesto debe ser 100% puro y completamente estable durante la pesada.
Este compuesto es llamado patrón primario.
Pese una cantidad exacta de patrón primario en balanza analítica y disolver en agua y
luego enrasar en un matraz Erlenmeyer.
Adicionar gotas de indicador ácido–base para visualizar el punto final de la titulación con
solución de NaOH.
Calcule la normalidad exacta de la solución de NaOH. Siendo ahora el NaOH una
solución estandarizada.
En este caso particular el patrón primario es ftalato ácido de potasio (KHC8H4O4). Este
compuesto es 100% puro y completamente estable al aire. Él reacciona con NaOH como
sigue:
NaOH (ac) + KHC8H4O4 (ac) NaKC8H4O4(ac) + H2O (l)
10.1.2 PROCEDIMIENTO
Estandarización del NaOH
La valoración de la disolución 0,1N preparada anteriormente se efectúa con la sustancia
patrón, ftalato ácido de potasio, cuyo peso equivalente (A) coincide con su peso
molecular, que es de 204,23 g/mol.
Si se utiliza una bureta de 50 ml, se pesa en un vidrio de reloj, limpio y seco, una cantidad
exactamente medida hasta el mg, que esté comprendida en el intervalo de 0,8 a 0,9 g en
una balanza de precisión. Si la bureta es de 25 ml, se pesa la mitad, es decir, entre 0,40 y
71
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0,45g(C). No es preciso que la cantidad pesada sea exactamente 0,8 o 0,9g, lo realmente
importante es que la cantidad se sitúe entre los márgenes de peso dados y que se
conozca de forma exacta, es decir, 0,8235g; 0,8797g; etc.
La cantidad pesada se introduce cuidadosamente en un Erlenmeyer y se disuelve en unos
20 a 25 ml aproximadamente de agua destilada, añadiendo a continuación 2 ó 3 gotas de
solución de fenolftaleína como indicador.
La bureta bien limpia y seca se enjuaga primero con el reactivo a emplear (en este caso
disolución de NaOH 0,l N) y se carga con la NaOH 0,1 N, enrasándose a cero y teniendo
cuidado que no queden burbujas de aire en el interior de la llave o en el cuerpo de la
bureta.
La valoración se empieza, calculando en primer lugar el volumen (B) que debe consumir
la sosa preparada. A continuación se vierte, sobre el Erlenmeyer, que contiene la
sustancia patrón disuelta, un volumen próximo, por defecto, al volumen teórico. La
valoración se continúa añadiendo gota a gota, sobre el Erlenmeyer, el reactivo valorante
(NaOH 0,1N), y agitando continuamente hasta que la disolución toma una coloración rosa,
que debe persistir durante 15 o 20 segundos. Anotar el volumen de NaOH 0,1N
consumido.
10.1.3 CALCULOS
10.2 SOLUCIÓN DE ÁCIDO SULFÚRICO 0,1 N
Pesar 5 gramos en un vaso de precipitado de 100 ml tarado, adicione 50 ml de agua
destilada, transfiera al balón aforado de 1000 ml, realizar cinco o seis enjuagues al vaso
con agua destilada y verterlos al balón aforado.
Complete con agua destilada hasta el enrase de 1000 ml
10.2.1 Estandarización del reactivo
Procedimiento
Tome 25 ml de ácido sulfúrico 0.1N preparado según ítem 2
Sumerja el electrodo en la solución.
Adicione NaOH estandarizado hasta pH 7 anote el volumen gastado
10.2.2 Cálculos
72
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73
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11. DIRECTRICES DE OPERACIÓN
11.1 OPERACIÓN
PRE-TRATAMIENTO
En la estación de bombeo inicial, tanque de homogenización y salida del DAF se deben
tomar muestras para realizar análisis de: DQO, DBO5, Sólidos suspendidos, pH,
temperatura, grasas y aceites, sólidos decantables, nitrógeno Kendall Total, fósforo y
cloro residual, los cuales se deben registrar en la planilla de control, con la periodicidad
indicada en la tabla de mediciones, análisis y frecuencias.
Tanque de homogenización
El tanque de ecualización/hidrólisis/acidificación es una unidad muy importante para el
buen desempeño del sistema biológico anaerobio, ya que en él se acondicionan lo
diferentes vertimientos para ingresar al reactor anaerobio, además sirve para proteger los
microorganismos metanogénicos por el ingreso de sustancias toxicas que los pueden
inhibir o matar. Por esta razón es muy importante tener en cuenta todas las
recomendaciones que a continuación se indican.
El nivel de agua en el tanque de ecualización/hidrólisis/acidificación debe estar entre el 50
al 75 % de su altura, esto con el fin de asegurar por lo menos 6 horas de retención,
tiempo necesario para desarrollar los procesos hidrolíticas y acido génicos y tener el
espacio disponible para el recibo de los caudales picos que envía diariamente la fábrica.
En el tanque de ecualización se deben tomar muestras para realizar análisis de: DQO,
DBO5, Sólidos suspendidos, pH, temperatura, sólidos decantables, nitrógeno NTK y
fósforo, alcalinidad, ácidos grasos volátiles y cloro residual, los cuales se deben registrar
en la planilla de control, con la periodicidad indicada en la tabla de mediciones, análisis y
frecuencias.
Es importante controlar algunos parámetros dentro del tanque de homogenización, tales
como:
DQO: la planta se ha diseñado para tratar una concentración de DQO, valores superiores
pueden afectar el funcionamiento del reactor biológico anaerobio, ya que este está
74
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preparado para degradar la carga orgánica de diseño. En estos casos es necesario
alimentar el reactor a un caudal inferior para mantener la carga diaria de aplicada.
DBO5: Se realiza un análisis semanal que hace parte de la caracterización rutinaria para
verificar las eficiencias del sistema de tratamiento.
Sólidos suspendidos: Se requiere evaluar la cantidad de sólidos suspendidos debido a
que estos podrán decantarse en el reactor biológico anaerobio, perdiendo volumen
requerido por los microorganismos. Si la concentración es mayor a 250 mg/l, es
necesario controlar en la fuente el envío de estos a la PTAR.
pH: Debido a la fase de ácido génesis que se lleva a cabo en esta unidad es importante
controlar el pH ya que este nunca podrá ser superior a 6.5 unidades. En caso contrario
será necesario parar la alimentación del agua cruda por un periodo de tiempo para que
nuevamente se acidifique el agua contenida en el tanque y llegue a las condiciones
ideales.
Temperatura: Si la temperatura del agua residual dentro del tanque de ecualización, en
promedio es inferior a 26 °C se puede tener problemas en el funcionamiento de los
sistemas biológicos; en estos casos será necesario implementar un sistema de
calentamiento del agua previo a la entrada del reactor anaerobio.
Sólidos decantables: El contenido de sólidos decantables no puede ser mayor a 2.0 ml/l,
de lo contrario el reactor perderá volumen requerido por los microorganismos
depuradores.
NTK y Fósforo: Se debe medir la concentración de estos nutrientes para establecer si el
contenido está de acuerdo con la siguiente relación, en el proceso biológico anaerobio:
por cada 1000 de DQO, 12.5 de Nitrógeno y 2.5 de fósforo, y en el aerobio: por cada 100
de DBO5, 5 de nitrógeno y 1 de fósforo; caso contrario será necesario dosificarlo
mediante inyección de urea y ácido fosfórico.
Alcalinidad y ácidos grasos volátiles: Si los valores de ácidos grasos volátiles son
superiores a 300 mg/l y la alcalinidad es inferior a 300 mg/l, podemos concluir que el
proceso de acidificación se está realizando en forma adecuada; caso contrario es
importante verificar que el valor de pH está dentro del rango requerido y que la
concentración de DQO no sea demasiado baja, puesto que los AGV están en función de
este parámetro además debemos considerar que el índice de acidez AGV/DQO debe
estar entre el 10 al 25%.
Cloro residual: Contenidos superiores a 0.1 mg/l en el agua de alimentación a los
reactores biológicos, causan la inhibición o muerte de los microorganismos. En caso de
detectar contenidos de cloro por arriba del valor máximo permitido, es necesario parar la
alimentación al reactor y esperar que llegue agua fresca con bajo contenido de cloro para
diluir y alcanzar el valor admisible.
Los valores de control de cada uno de los parámetros indicados con anterioridad, se
pueden observar en la tabla de parámetros de control.
75
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Dosificación de coagulante y floculante: Para mantener los parámetros en control en el
sistema de flotación y su remoción se deben hacer ajustes cada vez que el agua residual
cambie o así lo requiera por lo que se sugiere que cada 2 horas se haga una prueba de
jarras para mantener el agua tratada en óptimas condiciones.
Caudal diario: Se debe tener en cuenta que el caudal diario que ingresa a la planta no
debe ser mayor al caudal diario máximo de diseño de la PTAR, ya que los tratamientos
biológicos de la PTAR no están preparados para recibir excesos de caudal.
Caudal horario instantáneo: Es necesario verificar que el caudal horario instantáneo no
sea superior al de diseño, ya que esto puede ocasionar una mala operación en todas las
unidades que componen el pre tratamiento.
DBO5, Sólidos suspendidos: Se realiza un análisis mensual que hace parte de la
caracterización rutinaria para verificar las eficiencias del sistema de tratamiento; el control
de estos parámetros se realiza en el tanque de ecualización.
pH: La planta está diseñada para operar con variaciones de pH entre 3,8 y 14,5 unidades,
sin embargo, si el pH de entrada es superior a 10.3 y se mantiene constante por un
tiempo prolongado, los valores de pH en el tanque de homogenización se pueden elevar y
por lo tanto sería necesario dosificar ácido para mantener las condiciones requeridas por
el tratamiento biológico anaerobio.
Temperatura: Si la temperatura del agua residual en promedio es inferior a 27 °C se
puede tener problemas en el funcionamiento de los sistemas biológicos; en estos casos
será necesario implementar un sistema de calentamiento del agua previo a la entrada a
los sistemas biológicos.
Grasas y aceites: El vertimiento que se produce en este tipo de industrias se caracteriza
por una baja concentración de grasas y por lo tanto, no hace parte de una rutina de
control diario, sin embargo mensualmente se realiza una medición como parte de la
caracterización rutinaria para verificar las eficiencias del sistema de tratamiento.
Sólidos decantables: Valores superiores a 5.0 ml/l nos pueden indicar ingreso excesivo
de sólidos a causa de un mal mantenimiento o limpieza de las unidades del pre
tratamiento y/o un ingreso alto de tierra diatomácea o carbón activado.
Nitrógeno Total Kejhdall y fósforo: El control de estos nutrientes requeridos por los
microorganismos, se realiza en el tanque de ecualización.
Cloro residual: La presencia de cloro en las aguas residuales puede afectar los
microorganismos presentes en los tratamientos biológicos, sin embargo, podrán ingresar
contenidos de cloro teniendo en cuenta que la concentración no sea mayor a 0.1 mg/l en
el tanque de ecualización; caso contrario será necesario desviar esta aguas a un tanque
de contingencia o colocar un sistema de oxidación.
Los valores de control de cada uno de los parámetros indicados con anterioridad, se
pueden observar en la tabla de parámetros de control.
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OPERACIÓN PROCESO BIOLOGICO ANAEROBIO
Es muy importante realizar las actividades que a continuación se indican ya que los
sistemas biológicos emplean microorganismos que son seres vivos, que requieren de
algunos cuidados especiales para que ellos puedan degradar la materia orgánica
presente en los vertimientos con la eficiencia requerida.
Reactor anaerobio
El reactor anaerobio es el corazón del proceso biológico anaerobio ya que es en él en
donde se realiza la degradación de la materia orgánica
En el reactor se deben tomar muestras para realizar análisis de: DQO, DBO5, Sólidos
suspendidos totales, sólidos suspendidos volátiles, actividad metano génica, pH,
temperatura, sólidos decantables, alcalinidad, ácidos grasos volátiles, los cuales se deben
registrar en la planilla de control, con la periodicidad indicada en la tabla de mediciones,
análisis y frecuencias.
Es importante controlar algunos parámetros antes, dentro y después del reactor, tales
como:
Caudal de alimentación: Cuando la concentración de DQO se mantiene en el valor de
diseño, el caudal de alimentación al reactor no debe ser mayor al establecido por diseño
porque al aumentar la carga de alimentación en términos de DQO se produce
acidificación dentro del reactor debido a que los microorganismos metanogénicos
presentes no son suficientes para soportar cargas adicionales.
Caudal de recirculación: el reactor cuenta con un sistema de recirculación de agua
tratada cuyos objetivos son: mantener una velocidad de flujo adecuada dentro del reactor
para mantener el lodo expandido adecuadamente y, ayudar a neutralizar las aguas
provenientes de acidificación. El caudal a Recircular no debe ser mayor al indicado en la
tabla de control, ya que a mayores caudales es posible que se presente una expulsión del
lodo del reactor.
DQO y DBO5: A la salida del reactor se mide la concentración de DQO y DBO5, con el fin
de establecer la eficiencia de remoción de materia orgánica. El valor mínimo de eficiencia
debe ser 80% en DQO y 85% en DBO5. Eficiencias inferiores pueden ser debidas a:
alimentación a cargas orgánicas superiores a la de diseño, una mala acidificación en el
tanque de ecualización; a una inhibición de los microorganismos metanogénicos; a un
bajo contenido de microorganismos dispuestos en el reactor; a un valor de pH fuera del
límite establecido, de alimentación o dentro del reactor.
Carga orgánica: Esto indica la carga con la que se puede alimentar el reactor, los
problemas de proceso comúnmente encontrados por el reactor son causados por
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sobrecarga. El diseño de reactor es de 1920 Kg. /día de DQO o 80 Kg/H de DQO.
Generalmente es recomendable mantener la carga por debajo de la de diseño.
Sólidos suspendidos totales y volátiles: Dentro del reactor es necesario hacer un perfil
de los lodos o microorganismos, midiendo los sólidos suspendidos totales y volátiles en
los 5 puntos de muestreo establecidos, para conocer el contenido de microorganismos y,
determinar la calidad del lodo presente basados en la relación de SSV/SST. Una relación
de SSV/SST inferior a 0.8, nos indica el ingreso de sólidos inertes que se están
acumulando dentro del reactor, desplazando parte de los microorganismos. Una vez el
contenido de sólidos suspendidos totales y volátiles, en promedio, sea superior a 60.000 y
48.000 respectivamente, será necesario realizar una extracción de los lodos, ya que de lo
contrario estos empezarán a salir con el efluente tratado.
Actividad metanogénica: La actividad metanogénica indica la cantidad de DQO que
puede ser degradada por cada kilogramo de microorganismos. Valores superiores a 0.35
indican un lodo de buena calidad. Este parámetro junto con la cantidad de lodo presente
en el reactor, en términos de sólidos suspendidos volátiles permite calcular la carga
máxima de DQO de alimentación al reactor.
pH: La alimentación de agua al reactor debe ser neutralizada mediante inyección de soda
a un valor de pH superior a 6.8 e inferior a 7.2, con el objetivo de garantizar que dentro del
reactor se mantenga un valor de pH entre 7.2 y 8.0. Valores inferiores de pH dentro del
reactor pueden causar la inhibición o muerte de las bacterias metano génico; en estos
casos es necesario parar el reactor y mantener la recirculación hasta conseguir valores de
pH dentro del rango permitido.
Temperatura: El agua residual dentro del reactor anaerobio, debe estar entre 27 y 38 °C;
valores inferiores causan una disminución en la actividad metano génico de los
microorganismos y por ende en la eficiencia de remoción de DQO del reactor;
temperaturas por encima de 40 °C causan la muerte de los microorganismos.
Sólidos decantables: Los sólidos decantables de entrada al reactor deben ser
preferiblemente bajos ya que ellos requieren de un tiempo de digestión más alto, en caso
de que estos valores se registren mayores a 5 ml/l es recomendable realizar la
optimización para el retiro de estos sólidos del agua a tratar; se debe tomar muestras en
los 5 puntos de muestreo y medir el contenido de sólidos decantables. Esta es una forma
indirecta de medir el contenido de sólidos en el reactor y determinar si se requiere realizar
extracción de lodos. Además sirve para verificar la correcta distribución del lodo granular
metanogénicos dentro del reactor.
Valores que debemos manejar los encontramos a continuación:
Punto del reactor
1
2
3
Valor de sólidos decantables ml/L
800-1000
800-1000
400-700
78
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4
5
400-700
Menor de 500
En caso de tener un valor superior en los puntos es debido a la acumulación de estos ya
sea por la alimentación con un alto contenido de sólidos que han ingresado al reactor o
por la producción de lodo anaerobio a causa del crecimiento por la digestión generada de
la remoción de carga orgánica.
Alcalinidad y ácidos grasos volátiles: Si los valores de ácidos grasos volátiles son
inferiores a 150 mg/l y la alcalinidad está entre 600 y 2500 mg/l en el punto 2 dentro del
reactor, podemos concluir que el reactor está trabajando en óptimas condiciones, ya que
los ácidos grasos han sido consumidos por las bacterias metano génicas y las reacciones
bioquímicas que se llevan a cabo en esta unidad hacen que la alcalinidad alcance estos
valores; caso contrario es importante verificar: que el valor de pH está dentro del rango
requerido, que la carga de alimentación de DQO no sea mayor a la de diseño, si hay una
mala acidificación en el tanque de ecualización, si existe inhibición de los
microorganismos metanogénicos, si se debe a un bajo contenido de microorganismos
dispuestos en el reactor.
Relación de ácidos grasos y alcalinidad: Esta relación es el primer cambio palpable
que tiene lugar cuando un proceso de digestión puede llegar a ser turbado. El reactor
trabaja mejor si la relación es menor a 0,25. Si la relación es mayor que 0,25 es probable
que mayor cantidad de ácidos volátiles sean formados que aquellos que son consumidos.
Biogás: Una confirmación indirecta de que el reactor anaerobio está degradando la
materia orgánica, es la transformación de esta en biogás; en promedio por cada kg de
DQO removido en el reactor se producen entre 0.3 y 0.45 NM3 (Metros cúbicos normales)
de biogás. Si la producción es inferior se debe principalmente a una baja eficiencia en el
reactor, debido a los posibles problemas que fueron mencionados anteriormente. En el
caso de que el valor sea más alto, es posible que esté ingresando una mayor carga de
DQO.
Los valores de control de cada uno de los parámetros indicados con anterioridad, se
pueden observar en la tabla de parámetros de control.
OPERACIÓN PROCESO BIOLOGICO AEROBIO:
Para obtener una mejor calidad en el efluente de tratamiento, en términos de DQO, DBO5
y sólidos suspendidos, la planta cuenta con un sistema de pulimento biológico aerobio del
tipo lodos activados.
Los lodos activados son sistemas formados por dos unidades principalmente: un tanque
de aireación y un clarificador.
En el tanque de aireación, antes, dentro y en la salida, se deben tomar muestras para
realizar análisis de: DQO, DBO5, sólidos suspendidos totales, sólidos suspendidos
volátiles, pH, temperatura, sólidos decantables y oxígeno disuelto, los cuales se deben
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registrar en la planilla de control, con la periodicidad indicada en la tabla de mediciones,
análisis y frecuencias.
Es importante controlar algunos parámetros dentro del tanque de ecualización, tales
como:
Caudal: El caudal de alimentación a la unidad de aireación no puede ser mayor al de
diseño.
Oxígeno disuelto: La concentración de oxígeno disuelto en el tanque de aireación debe
estar en un rango de 1 – 3 ppm, un valor por debajo de esta franja puede ser debida a
una sobrecarga en el sistema, exceso de microorganismos o alguna falla en el suministro
de aire. Si el valor es mayor a este rango es posible que el sistema de aireación este
suministrando un caudal superior al que se necesita para el proceso para esto ajuste el
caudal de aire con el variador de velocidad del soplador. La concentración de oxigeno es
un parámetro importante en las funciones de los microorganismos presentes en el sistema
aerobio; si el oxígeno estuviera fuera de este rango generara condiciones en el tanque
aerobio que favorecerán la proliferación de microorganismos filamentosos que pueden
alterar las condiciones de sedimentabilidad del lodo y dañar las características del agua
tratada.
Demanda química de oxigeno (DQO) y demanda bioquímica de oxigeno (DBO5): a la
salida de la planta hay que realizar estos análisis para determinar la eficiencia del sistema
el cual debe estar entre el 85 y 90 % una eficiencia menor puede presentarse por algún
problema en el sistema de lodos activados, generado por alguna sobrecarga, toxicidad o
el desajuste de alguno de los parámetros dentro del tanque aerobio.
Relación alimento/microorganismo (A/M): esta relación establece un equilibrio entre el
alimento (materia orgánica) y los microorganismos (SSV) presentes en el tanque de
aireación, el valor recomendado para nuestro sistema está comprendido en un rango de
0,08 a 0,15, valores fuera de esta franja significa un desequilibrio en la proporción de la
carga orgánica o de los microorganismos y puede generar una desestabilización del
sistema biológico.
Indicé volumétrico de lodos (IVL): esta medición nos proporciona un diagnóstico sobre
la salud del lodo en términos de sedimentabilidad, el rango óptimo para la operación del
tanque aerobio está entre 80 – 120 ml/g, el valor menor a 80 indica que el lodo puede
estar mineralizado y requiere realizar purga de sólidos y el valor superior a 120 indica que
podemos tener un lodo abultado (bulking) por proliferación de filamentosas, para esta
situación debemos ajustar los parámetros tales como pH, oxígeno disuelto, relación A/M,
relación de nutrientes, se encuentren dentro de los valores establecidos en la operación.
Y solo en el caso de un arranque del sistema nos indica que es un lodo nuevo con poca
sedimentabilidad.
Sólidos decantables: nos indica el volumen de lodos que tenemos en el tanque de
aireación la concentración de estos sólidos oscilan entre 250 – 600 ml/l y su volumen
tendrá relación con la carga orgánica que está tratando el sistema aerobio.
80
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Sólidos suspendidos totales (SST) y sólidos suspendidos volátiles (SSV): en el
tanque aerobio y la recirculación de lodos es necesario realizar este análisis para
determinar la concentración de sólidos que debemos tener en el tanque la cual dependerá
de la carga orgánica que se está tratando también la relación entre SSV/SST debe ser
mayor al 60% un valor menor indica que ha ingresado material inerte al tanque de
aireación.
Temperatura: en el tanque de aireación la temperatura debe oscilar entre 18- 35 °C
valores menores a esta rango requerirá el calentamiento del agua residual y a
temperaturas superiores necesitara un sistema de enfriamiento a la entrada de la planta.
Edad de lodos: establece el tiempo de los microorganismos deseables para la
degradación de la materia orgánica dentro del tanque de aireación, el rango óptimo está
entre 10-30 días valores superiores a este rango podría generar el crecimiento de
organismos que no sirven para la depuración del agua residual, generando la pérdida en
la calidad del agua tratada.
Sistema de cloración
El sistema de desinfección cuenta con dos unidades, el tanque de dosificación de
Hipoclorito y el tanque de contacto.
En el tanque de contacto se dosifica una solución de hipoclorito de sodio para eliminar
agentes patógenos tales como coliformes totales y fecales que puede presentarse en el
agua residual, debemos medir la concentración de cloro residual a la salida de la planta y
este valor debe estar entre 0,5 – 1 ppm de Cl2. En caso de que los valores se encuentren
fuera de este rango ajuste el caudal de la bomba dosificadora de Hipoclorito.
11.2 FRECUENCIA DE MONITOREO DE LA PLANTA.
Todo parámetro esencial de operación de la planta debe ser monitoreado diaria o
periódicamente basado en el siguiente resumen. Es posible que durante el arranque del
reactor algunos parámetros tengan que ser analizados con mayor frecuencia que los
escritos en esta tabla. Estos serán determinados en campo.
Luego de que el sistema está estabilizado la frecuencia de estos análisis pueden ser
reducidos y será determinado con la evolución de los diferentes parámetros.
Parámetro
pH
Punto a medir
Entrada a la planta
Tanque de Homogenizador
Tanque Neutralizador
Alimentación al Reactor
Efluente reactor
Frecuencia
cada 2 horas
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Caudal
DQO
DBO5
alcalinidad y AGV
sólidos decantables
puntos 1,3 y 5 reactor
tanque de aireación
salida planta
Entrada a la planta
Alimentación reactor
Recirculación de lodos
Alimentación neutralización
Salida planta
tanque de Homogeneizador
Salida Reactor
salida planta
tanque de homogenizacion
salida al reactor
salida planta
Agua de llegada
Tanque de Homogenización
reactor metanización (p2,p5)
Cada 4 horas y totalizador
cada 24 horas
cada 4 horas
Semanalmente
cada 4 horas
Entrada a la planta
tanque de acidificación
puntos dentro del reactor
tanque de aireación
salida planta
Puntos del reactor (5)
alimentación reactor
1 vez por turno
Eficiencia
Reactor
Planta
Diaria
SST, SSV
Entrada planta
Tanque de homogenización
tanque de aireación
recirculación de lodos
salida planta
lodo del reactor
Mensualmente
Diariamente
Diariamente
Diariamente
Diariamente
Semestralmente
Cloro residual
Entrada de la planta
Tanque de homogenización
Salida de la planta
Cada 2 horas
Grasas y aceites
Entrada planta
Salida planta
Entrada planta
Salida planta
Mensual
Entrada planta
Salida planta
Semanal
carga orgánica
Actividad
metanogénica
Nitrógeno (NTK)
Fosforo
1 vez diaria.
cada 4 horas
Semanal
82
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Coliformes totales
Entrada Planta
Salida planta
Mensual
11.3 VALORES DE LOS PARÁMETROS
Parámetro
punto de medición
Valor
pH
tanque de acidificación
Alimentación al reactor
Dentro del reactor y
tanque de aireación
Entrada planta
Tanque de homogenización
Reactor de metanización
Salida planta
tanque de acidificación
salida al reactor
Salida planta
tanque de acidificación
salida al reactor
Salida planta
tanque de acidificación
reactor(p2,p5)
tanque de acidificación
reactor (p2,p5)
punto 2 del reactor
Entrada planta
tanque de acidificación
p1
p2
p3
p4
p5
Tanque de aireación
3,8-4,5
6.8-7.5
7,28,2
27-37°C
Temperatura
DQO
mg/l de O2
DBO5
mg/l de O2
Alcalinidad
mg/l de CaCO3
AGV
mg/l de CH3COOH
Relación AGV/alcalinidad
sólidos decantables
ml/l
Actividad metanogénica
Cloro residual
ppm de cl2
Relación A/M
IVL
Edad de lodos
Oxígeno disuelto
Salida planta
lodo del reactor
entrada de planta
tanque de acidificación
salida planta
Tanque de aireación
<6000
<900
<400
<4000
<400
<160
menor de 400
800 y 2000
Mayor a 400
menor de 150
menor de 0.25
menor de 5
menor de 5
1000
800-1000
500-700
500-700
150-300
Dependerá del A/M y del
IVL
Menor de 1
0.35-0.5
menor de 0,3
menor de 0,1
menor de 1,5ppm
0.1-0.15
80-120
10-30 días
1-3 ppm
83
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Sólidos
Totales
(mg/l)
Suspendidos Entrada de la planta
Tanque de homogenización
Puntos internos del reactor
Tanque de aireación
Sólidos
volátiles
(mg /l)
Recirculación de lodos
Dependerá de la carga de
entrada al sistema
Salida planta
Menor de 50
suspendidos Puntos internos del reactor
Tanque de aireación
Recirculación de lodos
Grasas y aceites (mg/l)
N.A
N:A
No debe exceder una
concentración de 60000
mg/l
Dependerá de la carga de
entrada al sistema
Entrada planta
No debe exceder una
concentración de 42000
mg/l en promedio para
todos los puntos
Dependerá de la carga de
entrada al sistema (A/M)
Dependerá de la carga de
entrada al sistema
Menor de 20
11.3 OPTIMIZACION DEL PROCESO
11.3.1 Inhibición del reactor de lodos
Tipo de inhibición relacionada con el pH
En un tratamiento anaeróbico dos familias de bacterias son activas: las Acido génicas y
las metano génicas. Las Acido génicas son bacterias que producen ácidos grasos
volátiles (AGV) fuera del material orgánico, ej. Alcohol. Las bacterias metano génicas son
las que consumen los AGV y producen principalmente biogás (CO2, CH4).
Ambas familias pueden conseguir inhibirse muy bien, ya sea a bajos como a altos pH
ambientales. El metano génico es más débil que la acido génica. La metano génica
consigue fácilmente más tiempo inhibido que la acido génica.
A. Inhibición de las Acido génicas por alto pH
Sobre un pH alrededor de 8,5, las bacterias Acido génicas comienzan a producir menos y
menores AGV al estar inhibidas. Ellas llegan a estar inhibidas, medida que el pH es
mayor.
84
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B. Inhibición de las metano génicas por alto pH
Si el alto pH entra en el reactor entonces las bacterias metano génicas consiguen ser
inhibidas. Ellas remueven menos AGV (DQO) por unidad de bacteria: Si solamente está
llegando un poco de DQO, se genera un efecto que a menudo permanece inadvertido. La
misma observación se aplica, si una cantidad de enorme de bacterias (lodo) está
presente: las más lentas pueden realizar tanto como las más activas.
C. Inhibición de las metano génicas por bajo pH
Por debajo de un pH de 6,5 las bacterias metano génicas son inhibidas. Cuanto más bajo
es el pH y más alta la concentración de AGV llega a ser, se inhiben la mayoría de las
bacterias metano génico. Los metanos génicos no pueden soportar esta clase de
inhibición durante mucho tiempo, por lo tanto a menudo muere por stress debido a los
bajos valores de pH. Esto es un desastre pues el reactor después de esto debe ser re
inoculado y se debe dar un nuevo arranque.
11.3.2 Toxicidad del reactor anaerobio.
Muchos elementos/compuestos estimula el crecimiento bacteriano en el reactor pero
pueden llegar a ser inhibitorios o tóxicos a cierta concentración. En general, las bacterias
Acido génicas no son tan sensibles a la toxicidad como las metano génicas. Por lo
siguiente, damos las concentraciones máximas permitidas de elementos /compuestos en
el afluente con el fin de proteger el reactor.
SUSTANCIAS TOXICAS EN DIGESTION ANAEROBIA
SUSTANCIA TOXICA EXPRESADA COMO
VALOR MAXIMO
Acetona
CH3COCH3
100 mg/l.
Alcalisulfato
Sus. Activa
150 mg/l
Anti espumante
A ser analizado
Bencina
400 mg/l.
Benceno
C6H6
2 mg/l
Alcohol Butílico
C4H9OH
800 mg/l
Cloruros
Cl8000 mg/l
Calcio
Ca++
4500 mg/l
Cromo
Cr6+
1 mg/l
Cloroformo
2 mg/l
Cobre
Cu2+
100 mg/l
Cloro libre
Cl2
<0.2
Cianuros
CN
4 mg/l
Detergente
prueba
Sus. Activa
100 mg/l
Catiónicos
Detergente
prueba
Sus. Activa
500 mg/l
85
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SUSTANCIA TOXICA
Aniónicos
Alcohol Etílico
Éter Etílico
Formaldehido
Hierro
Alcohol Isoamílico
Metanol
Magnesio
Níquel
Potasio
Sodio
Fluoruro de Sodio
Sulfitos de sodio
Tiosulfito de sodio
Sulfatos
Sulfitos
Tetra cloruro (carbono)
Tolueno
Xileno
Zinc
EXPRESADA COMO
VALOR MAXIMO
C2H5OH
(C2H5 )2º
HCHO
Fe2+, Fe3+
C5H11OH
CH3OH
Mg2+
Ni2+
K+
Na+
NaF
Na2SO3
Na2S2O3
SO42SO32CCl4
C6H5CH3
C6H4 (CH3)2
Zn2+
1600 mg/l
360 mg/l
100 mg/l
500 mg/l
800 mg/l
800 mg/l
1500 mg/l
300 mg/l
4500 mg/l
5500 mg/l
11 mg/l
150-200 mg/l
2500 mg/l
5000 mg/l
100 mg/l
2 mg/l
10 mg/l
50 mg/l
150 mg/l
Toxicidad por ácidos grasos volátiles (AGV)
El pH está asociado con este problema. Los dos, el PH y la concentración de ácidos
volátiles son importantes para determinar que existe una inhibición.
Los valores expresados en la siguiente tabla muestran los valores máximos
experimentales permitidos para determinadas concentraciones de ácidos volátiles en
función del PH medido dentro del reactor.
VALORES EXPERIMENTALES DE TOXICIDAD POR AV
PH
6.5
6.7
7.0
7.2
7.5
7.0
Max AGV (mg
500
1100
1700
2500
5000
8300
AAC/l)
8.0
11600
Fuente: Biotecs
NOTA: Es preciso resaltar que en la mayoría de los casos el aumento de la concentración
de los ácidos volátiles es el resultado de las variaciones del proceso y no la causa de la
inhibición metano génica.
Toxicidad del amoniaco
86
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Gran parte de los compuestos orgánicos nitrogenados está constituida de proteínas y
productos de la degradación de las proteínas. La hidrólisis de las proteínas produce
aminoácidos que en condiciones anaerobias liberan, entre otros productos, algunas
sustancias de mal olor como mercaptanos, aminas, fenol, sulfito de hidrógeno y gas
amonio. Otros productos finales de degradación de los aminoácidos son los ácidos
orgánicos, alcoholes y finalmente el dióxido de carbono y el metano.
El amonio en solución puede estar en forma iónica (NH4) o como gas disuelto (NH3).
NH4 +…................NH3 + H
El desarrollo de esta reacción depende del PH del medio. Para valores inferiores a PH
7.2, el equilibrio tiende a pasar totalmente a la izquierda. La digestión anaerobia del
amonio se encuentra en forma iónica, pues el PH está cerca de 7.0. En valores de PH
más altos, el equilibrio tiende hacia la derecha y la concentración de gas amonio puede
tornarse inhibidora. El amonio en la forma gaseosa es inhibidor a una concentración
bastante menor que la forma iónica. Para concentraciones de NH3 superiores a 150mg/L,
la digestión es inhibidora. Por eso el acompañamiento de NH4, durante el proceso de
biodigestión, puede ser útil en la detención de la causa de eventuales problemas.
Toxicidad por presencia de sulfato y Sulfitos
El ácido sulfúrico se forma por la reducción del Sulfato (SO42) y el sulfito (SO3+2). La
toxicidad comienza cuando las concentraciones del H2 y S libre alcanzan valores de 80
mg/l. Esta concentración no se encuentra normalmente en las aguas residuales.
Como no es normal es bastante difícil la ocurrencia de este tipo de inhibición.
La toxicidad por presencia de H2S se evitará si se cumplen las siguientes condiciones en
el caudal de alimentación del reactor de metanización.
•
•
•
•
DQO/SO4 mayor a 20 g/g
DQO/SO4 mayor a 15 g/g y DQO menor a 30 g/g
DQO/SO4 mayor a 10 g/g y DQO menor a 10 g/g
DQO/SO4 mayor a 7.5 g/g y DQO menor a 5 g/g
Nota:
La relación ideal de DQO/SO4 se presenta cuando es mayor que 10.
En caso de existir cualquier duda con los procedimientos en caso de que exista alguna
sustancia no mencionada o la aparición de concentraciones mayores en los
elementos/compuestos sugeridas por BIOTECS en este capítulo, comunicarse con el
personal de técnico para una mejor asesoría.
87
¡ATENCION!
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
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12. GUÍA DE PROBLEMAS Y SOLUCIONES
12 GUIA DE PROBLEMAS
12.1 SISTEMA ANAEROBIO
La guía de problemas está dividida en:
•
Indicación: La información en este punto, se referencia a la observación del
operador.
•
Causa posible: El punto muestra la causa más probable del problema indicado.
•
Verificación: El operador deberá revisar lo que está en el listado de problemas y
soluciones y proceder. Por lo general es difícil escribir todos los problemas, más los
descritos son parte de la experiencia y la historia.
•
Solución: El operador debe realizar cualquiera de las soluciones disponibles y
sugeridas.
12.1.1 Inhibición del sistema por carga orgánica elevada
Verificación y monitoreo
 Revisar la DQO y caudal de alimentación, si la DQO es muy alta, hay que chequear
sistema productivo
 Verificar el PH del lecho del lodo y el tanque de ecualización
 Verificar lanzamiento de productos químicos en el agua cruda
Solución
 Disminuir la carga orgánica por medio del caudal
 Recircular por algunas horas hasta restablecer los valores de ácidos grasos
 Corregir el PH hasta tener los valores de operación (6.8-7.2) del lecho de lodo
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 Instalar tanque secuestrante
12.1.2 Inhibición del sistema anaerobio por pH bajo
•
•
•
•
•
•
Revisar el set point de dosificación de soda.
Revisar si la bomba dosificadora está funcionando correctamente.
Verificar DQO de alimentación al reactor
Verificar descarga de productos químicos en el proceso productivo.
Verificar recirculación en el reactor.
Verificar actividad/toxicidad
Solución
 Aumentar la dosificación de soda en el proceso para que el PH retorne a los valores
adecuados.
 Aumentar recirculación desde que la causa no sea inhibición por toxicidad.
 Disminuir el caudal de alimentación, en caso de que el problema sea sobrecarga.
 Lavar el reactor con agua limpia sin cloro (solo en caso de sobre carga o toxicidad)
12.1.3 pH alto en el lecho de lodo
Indicaciones /observaciones
• Producción de biogás menor que la esperada (a partir de la carga orgánica).
• Composición de CO2 (>CO2).
• Aumento de la concentración de lodo en los puntos 4 y 5 (en función de la disminución
y producción de biogás).
Causa probable
• Descuido operativo
Verificación y monitoreo
 Chequear set point de dosificación
 Verificar descarga de productos químicos.
Soluciones
 Ajustar pH de alimentación para ajustar el PH hasta los valores adecuados
 Lavar el reactor con agua limpia sin cloro.
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12.1.4 Ácidos grasos altos
Indicaciones /observaciones
•
•
•
•
•
•
Producción de biogás menor que la esperada (a partir de la carga orgánica)
Composición de CO2 (>CO2).
Aumento de las concentraciones de DQO y ácidos en el efluente del reactor
Aumento de la concentración de ácidos grasos en el lecho de lodo
El efluente tratado esta con un olor más acentuado (olor a ácido acético)
Aumento en la concentración de lodo en los puntos 4 y 5 del reactor
Causa probable
•
•
•
•
•
Desequilibrio entre poblaciones de bacterias
Aumento de carga orgánica
PH en el reactor está muy alto/bajo
Inhibición parcial del lodo
Descarte de productos tóxicos
Verificación y monitoreo
•
•
Verificar DQO en la alimentación al reactor
Verificar caudal de alimentación al reactor
Soluciones
•
Disminuir el caudal de alimentación al reactor
12.1.5 Alcalinidad baja
Indicaciones /observaciones
•
•
Aumento de consumo de soda cáustica.
Disminución del PH en el lodo
Causa probable
•
•
•
Aumento de la producción de ácidos grasos
PH en el medio es muy bajo
Recirculación es muy baja.
90
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Verificación y monitoreo
•
•
•
•
Carga orgánica aplicada.
pH en el reactor.
Caudal de recirculación
Balanceo de alcalinidad
Soluciones
•
•
Disminuir la carga orgánica y aumentar el PH del medio
Aumentar el caudal de recirculación.
12.1.6 Alcalinidad alta
Indicaciones /observaciones
•
•
Disminución del consumo de soda
Aumento de alcalinidad en el medio
Causa probable
•
PH en el medio es muy alto
•
Recirculación alta.
Verificación y monitoreo
•
Set point de dosificación de soda
•
DQO en el efluente
Soluciones
•
Disminuir el set point de la dosificación o consumo.
12.1.7 Temperatura alta
Indicaciones /observaciones
•
Producción de biogás menor que la esperada (a partir de la carga orgánica)
•
Composición de CO2 (>CO2)
•
Aumento de la concentración de DQO y ácidos en el efluente del reactor
•
El efluente tratado con olor más acentuado (olor de ácido acético).
•
Aumento de la concentración de lodo en los puntos 4 y 5 del reactor (en función de
la disminución de la producción de gas)
•
Aumento en la concentración de ácidos en el lodo.
Causa probable
•
Efluente industrial muy caliente.
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Verificación y monitoreo
•
Proceso productivo
•
Funcionamiento
Soluciones
•
Torre de enfriamiento para disminuir la temperatura
•
Parar alimentación al reactor anaerobio.
•
Disminuir el caudal de alta temperatura o aumentar el tiempo de retención.
12.1.8 Sólidos sedimentables en el efluente
Indicaciones /observaciones
•
Arrastre de sólidos en el efluente del reactor
•
Perfil de sólidos en el reactor indefinido
•
Disminución de masa de sólidos en el reactor
•
Coloración del efluente (oscuro)
•
Acumulación de sólidos en los separadores
•
Desequilibrio de los grupos bacterianos para las mismas condiciones de trabajo
•
Des granulación del lodo
Causa probable
•
Entrada de sólidos inertes al reactor (SST)
•
Sobrecarga hidráulica / orgánica.
•
Entrada de productos químicos tóxicos al proceso
•
Des granulación del lodo
•
Acumulación de sólidos durante la etapa de arranque.
•
Falla en el sistema de alimentación
Verificación y monitoreo
•
Descarte de sólidos en el proceso de producción
•
Análisis de SST mayor al de diseño
•
Descarga de productos químicos en el proceso de producción
•
Granulometría del lodo.
Soluciones
•
Retirar sólidos del proceso productivo que estén entrado al sistema
•
Retirar la adición de productos químicos en el proceso productivo o dosificar a
través de tanque secuestrante
•
Disminuir el caudal / carga orgánica en el proceso de tratamiento
•
Hacer extracción de lodos
12.1.9 Producción de biogás baja
Indicaciones /observaciones
•
Dificultad en mantener la llama en la antorcha
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•
•
Baja producción de biogás en relación con la carga orgánica
Aumento rápido en la concentración de CO2
Causa probable
•
Baja carga orgánica aplicada
•
Inhibición del lodo anaerobio
•
PH del medio
•
Problemas en los equipos de la antorcha
Verificación y monitoreo
•
DQO y caudal del efluente para cálculo de carga orgánica aplicada
•
Descarga de productos químicos en proceso productivo
•
Líneas de biogás e instrumentación con fallas
Soluciones
•
Aumentar caudal de alimentación o carga orgánica si exceder los límites de diseño
•
Retirar productos químicos del agua residual
•
Aumentar PH del lodo
•
Mantenimiento de equipos
12.1.10 Producción de biogás alta
Indicaciones /observaciones
•
Aumento de la carga orgánica
•
Disparo del sello hidráulico.
Causa probable
•
DQO alta
•
Caudal de alimentación al reactor
Verificación y monitoreo
•
Descarga de productos (azúcar, jarabe, desperfecto Etc.) Del proceso producto
Soluciones
•
Reducir el caudal de alimentación al reactor.
12.1.11 Aumento de la concentración de DQO / DBO en la entrada del Reactor de
Metanización.
Causa posible
 Mala operación del DAF
 Aumento de la concentración del DQO /DBO en aguas residuales.
Verificar
 DQO / DBO de las aguas a la entrada y a la salida del RM.
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Solución:
 Si la remoción de DQO / DBO aumenta o no cambia, no hay problema.
 Si la remoción de DQO / DBO disminuye, entonces de deben optimizar las
condiciones de ecualización o disminuir la carga orgánica de alimentación al RM.
12.1.12 Aumento de la concentración de ácidos volátiles en la entrada del reactor.
Causa posible
 Aumento de la concentración de DQO / DBO en las aguas residuales y de la
acidificación en
el tanque de homogenización.
Verificar

La DQO / DBO y los ácidos volátiles de las aguas residuales en la entrada y en la
salida del RM.
Solución
 Si la remoción de DQO / DBO aumenta o no cambia no hay problema.
 Si la relación AGV/DQO del efluente del reactor no cambia o aumenta, no hay
problema, se deberán optimizar las condiciones en el tanque de homogenización (nivel
del agua en tanque, carga orgánica).
 Si la relación AGV / DQO del efluente al reactor disminuye, entonces optimizar las
condiciones de ecualización.
12.1.13 Decrecimiento de la relación AGV / DQO en el afluente del RM.
Causa posible:
 La metanización ya está ocurriendo en la laguna de acidificación disminuyendo la
concentración de DQO en el afluente del RM.
 Entrada de algún toxico inhibidor
 Tiempo de retención muy bajo
Verificar:
 La relación AGV / DQO en el afluente de metanización.
 La concentración de CH4 en el gas.
 Reducción de DQO en la ecualización.
 Tiempo de retención.
Solución:
 Normalmente no hay problema.
 Verificar que el envió del toxico se haga hacia el tanque de contingencia.
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12.1.14 Baja temperatura en el RM.
Causa posible:
 Disminución de la temperatura en la ecualización.
 Parada de la alimentación.
Verificar:
 Temperatura de las aguas residuales.
 Temperatura del efluente del tanque de ecualización y acidificación.
Solución:
 Reducir el caudal con baja temperatura o reducir el tiempo de retención.
 Recomenzar la alimentación.
12.1.15 Lodo metano génico insuficiente en el RM.
Causa posible:
 Baja producción de lodo en el RM.
 Contacto lodo/agua residual muy mala.
 Separador de lodo no está funcionando bien.
Verificar:
 Variación de SST y SSV dentro del reactor y en el efluente del reactor.
 Limpieza del separador de lodo.
Solución:
 Optimizar las condiciones del RM.
 Adicionar lodo al RM
 Aumentar recirculación de lodo al RM.
 Verificar o eventualmente limpiar el separador.
 Verificar la tasa de recirculación de lodo.
12.1.16 Presencia del material tóxico.
Causa posible:
 Descarga accidental de material tóxico.
Verificar:
 Posibles descargas de agentes tóxicos.
Solución:
 Prever la entrada de agente tóxico y homogenizar el contenido.
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 En caso de toxicidad muy fuerte, reducir significativamente la alimentación al reactor de
metalogénesis.
12.1.17 Producción de gas (medición a realizarse en el futuro) no compatible con la
remoción diaria del DQO
Causa posible:
 Reactor no opera bien.
 Carga orgánica al reactor de metanización menor que la normal.
Verificar:
 Actividad biológica en el reactor de metalogénesis.
 DQO del afluente y efluente del RM.
 Caudal diario de las aguas residuales.
Producción diaria de biogás
 Causas del bajo caudal y/o baja concentración de DQO.
 Bombas de alimentación del RM.
Solución:
 Reparar bombas de alimentación.
 Aumentar alimentación al RM.
12.1.18 Producción de gas más baja de lo esperado con relación a la remoción
diaria del DQO.
Causa posible:





Falta de equipos para la medición de gas.
Alto PH en el RM.
Obstrucción de alguna línea de gas.
Obstrucción del condensador.
Problemas típicos del quemador.
Verificar:
 Calibración del medidor de gas
 Taponamiento de la línea de gas.
 Condensado a diferentes presiones, dispositivo de medición.
 Conexión eléctrica, alimentación eléctrica.
 PH en el RM.
 CH4 y CO2 en el gas
 Posición de válvulas
 obstrucción de la línea, por presencia de H2O
 obstrucciones en el condensador.
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Solución:
 Calibrar el equipo de medición
 Limpiar la tubería tapada, tapar fugas
 Aumentar alimentación al reactor
 Remover condensadores
 Reparar las conexiones
 Corregir la alimentación
 Colocare las válvulas en forma apropiada
 Purgar la línea de gas con N2 o CO2
 Drenar el condensador
12.2 SISTEMA AEROBIO
12.2.1 Problemas de aireación
Observación
12.2.1.1 Oxígeno disuelto bajo / presencia de olores sépticos en el licor de aireación
Causa probable
 sub aireación
Monitoreo o verificación
 verifique que el oxígeno disuelto se encuentre en un valor de 1-3 mg/L en todo el
tanque
 verifique adecuada mezcla en el tanque de aireación
 verifique la tasa de recirculación de lodos y el nivel de lodo en el decantador
Solución
 aumentar aireación para mantener el nivel de oxigeno adecuado
 aumentar caudal de aire de ser posible, verifique que el sistema de difusión se
encuentre distribuyendo el aire de manera homogénea
 ajustar caudal de recirculación de lodos para mantener el nivel de sólidos dentro del
clarificador entre 30 y 90 cm de altura.
Observación
12.2.1.2 Oxígeno disuelto bajo / presencia de olores sépticos en el licor de aireación
Causa probable
 concentración de SSVTA elevada
Monitoreo o verificación
 verifique SSVTA
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Solución
 Ajustar la concentración para mantener la relación de alimento/microorganismo
adecuada, si esta relación es la adecuada, aumentar aireación en el tanque
Observación
 Aireación excesiva necesaria, aunque sin alteración aparente en la carga orgánica o en
la carga hidráulica. Dificultad para mantener una concentración de O.D adecuada.
Causa probable
 taponamiento de los difusores
 transferencia de oxigeno insuficiente o inadecuada
 alta carga orgánica (DQO,DBO,SST) en la alimentación a aireación
Monitoreo o verificación
 estado de las membranas del sistema de difusión
 verificar estado de soplador
 verificar si la carga alimentación a aireación contribuye significativamente para la carga
orgánica total del proceso.
Solución
 realizar mantenimiento o cambio a las membranas del sistema de difusión
 reparar en caso de ser necesario el soplador
 si la carga es mayor al 10% del diseño optimizar proceso en la PTAR
12.2.2 Problema de formación de espumas
Observación
12.2.2.1a Espuma blanca, densa, con aspecto jabonoso en la superficie del tanque
de aireación.
Causa probable
 lodo joven en el tanque de aireación, sobrecarga (bajos SSVTA). Nota: este problema
ocurre normalmente en la partida del tanque de aireación, siendo temporal, sin
mayores problemas en caso de que ocurra en este periodo.
Monitoreo o verificación
 verificar carga orgánica en el tanque de aireación y SSVTA, calcular la relación A/M
para determinar inventario de SSVTA para carga orgánica presente.
 Verifique si el efluente clarificado está saliendo con sólidos, efluente con apariencia
turbia.
 Verifique los valores de O.D en el tanque de aireación
 Considerar la inoculación de semilla de lodo activado
Solución
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 Luego de calcular la relación A/M y los SSVTA necesarios, podemos verificar que la
relación A/M se encuentra y los SSTVA se encuentran bajos, no descartar lodo del
proceso por algunos días o mantener una purga mínima en caso de iniciar el proceso.
 Mantener la recirculación de lodo suficiente para minimizar el arrastre de sólidos
durante periodos de caudal pico. El arrastre de sólidos redúcela cantidad de SSVTA y
aumenta la relación A/M
 Mantener la tasa de O.D en el tanque de aireación en 1-3 ppm, certifique que ocurra la
mezcla completa en el tanque de aireación cuando se intenta mantener los valores de
O.D
 Inocular con lodo de otro tanque de aireación con buena operación.
Observación
12.2.2.1 b Espuma blanca, densa, con aspecto jabonoso en la superficie del tanque
de aireación.
Causa probable
 Purga de lodo en exceso causando la perdida de lodo en el proceso, provocando una
sobrecarga orgánica en el tanque de aireación por bajos (SSVTA).
Monitoreo o verificación
 Monitorear los parámetros en el tanque de aireación para ver su tendencia
a) Reducción de SSVTA
b) Reducción en la edad de lodo
c) Aumento de la relación A/M
d) Reducción en la aireación para los mismos niveles de O.D
e) Aumento en la tasa de purga de lodos
Solución
 Reducir la purga de lodos hasta obtener valores próximos a los de parámetro de
control. Aumentar la tasa de recirculación de lodos minimizando arrastre de sólidos en
el decantador secundario, mantener un nivel de lodo entre 30 y 90 cm de altura en el
fondo del decantador.
Observación
12.2.2.1 c Espuma blanca, densa, con aspecto jabonoso en la superficie del tanque
de aireación
Causa probable
 Condiciones desfavorables con residuos tóxicos (metales bactericidas), deficiencia de
nutrientes, pH anormales, O.D insuficientes, bajas temperaturas o grandes variaciones
de la misma provocando reducción de SSVTA
99
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Monitoreo o verificación
 Verificar la tasa de respiración, si el problema es debido a tóxicos y bactericidas es
porque la tasa de respiración es demasiado baja (menos de 5 mg/g.h).Colectar una
muestra de SSTA y realizar prueba para metales, análisis microscópico, y temperatura.
Solución
 Restablecer una nueva semilla de lodo activado, si es posible descartar el lodo con el
toxico del proceso sin recirculación.
Observación
12.2.2.2 Espuma marrón oscura
Causa probable
 Tanque de aireación aproximándose a condiciones de baja carga (baja A/M) debido al
insuficiente descarte de lodo en el proceso
Monitoreo o verificación
 Verifique las tendencias en los siguientes parámetros:
a) Aumento de SSVTA
b) Aumento en la edad de lodo
c) Reducción de A/M
d) Aumento en la aireación para los mismos valores de OD
e) Reducción de los volúmenes de purga
 Verifique los caudales de retorno de lodos en el tanque de aireación, el desequilibrio
puede sobrecargar el tanque de aireación con SSVTA
Solución
 Aumentar la purga de lodos al 10% hasta aproximarse a los valores normales en los
parámetros de operación y presencia de una pequeña cantidad de espuma clara en la
superficie del tanque de aireación.
 Mantener el caudal de recirculación en tal forma que no exista el exceso dentro del
tanque.
Observación
12.2.2.3a Espuma gruesa marrón oscura en la superficie del tanque de aireación
Causa probable
 Tanque de aireación extremadamente cargado de sólidos, bajísimo A/M debido a la
baja purga de lodos
Monitoreo o verificación
 Verifique las tendencias en los siguientes parámetros:
100
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a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
aumento de SSVTA
Aumento en la edad de lodo
Reducción de A/M
Aumento de aireación para mantener los valores de O.D
Reducción en los valores de purga de lodos
Aumento en la concentración de nitrato en el efluente
Aumento en la demanda de cloro en el agua tratada
Reducción de pH en el tanque de aireación
 Verifique el caudal de entrada y de retorno de lodos debido a que el desequilibrio
puede sobrecargar de SSTA el tanque de aireación.
Solución
 Aumentar la purga por de lodos por día un 10% más hasta los parámetros del proceso
se aproxime a los valores normales de operación y exista la presencia de espuma clara
en la superficie del tanque de aireación.
Observación
12.2.2.3b Espuma gruesa marrón oscura en la superficie del tanque de aireación
Causa probable
 Entrada de grasa en el tanque de aireación
Monitoreo o verificación
 Aceites y grasas en el efluente
Solución
 Fiscalizar procedencia de grasa y tratar en la fuente
Observación
12.2.2.4 Espuma grasosa color bronce oscuro, consistente y cargada también en el
decantador
Causa probable
 Organismos filamentosos (NOCARDIA)
Monitoreo o verificación
 Realizar análisis en el microscopio
101
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Solución
 Ver capítulo solución de problemas formación de lodos
Observación
12.2.2.5 Espuma marrón oscura jabonosa, casi negra en la superficie del tanque de
aireación, licor del tanque de aireación de color oscuro próximo a negro. Olor
desagradable exhalado del tanque de aireación.
Causa probable
 Está ocurriendo una condición anaerobia en el tanque de aireación.
Monitoreo o verificación
 Consultar la guía para solución de problemas de aireación
Solución
 Consultar la guía para solución de problemas de aireación
12.2.3 Problema por arrastre de sólidos
Observación
12.2.3.1a Aglomerados de sólidos emergiendo en determinados lugares del decantador,
teniendo en cuenta que en la prueba de sólidos sedimentables del licor el lodo tiene
buena decantación con un sobrenadante limpio y claro.
Causa probable
 Mal funcionamiento del equipo
Monitoreo o verificación
 Verifique la operación de los siguientes equipos:
a) Taponamiento parcial o completo de la bomba de recirculación de lodos
b) El puente barredor se encuentra parado o en barredor se ha caído
c) Nivel de los vertederos
 Verifique la tasa de extracción de lodos.
Solución
a) Destapar la bomba de recirculación
b) Realizar inspección del barredor del clarificador
c) Nivelar los vertederos donde exista salida predominante de agua
 Ajuste tasa de recirculación y extracción de lodos
Observación
102
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12.2.3.1b aglomerados de sólidos emergiendo en determinados lugares del
decantador, teniendo en cuenta que en la prueba de sólidos sedimentables del
licor el lodo tiene buena decantación con un sobrenadante limpio y claro.
Causa probable
Des nitrificación que hace que el gas se almacene en los lodos.
Monitoreo o verificación
 Realizar pruebas de sedimentación al licor del tanque de aireación.
Mover
vigorosamente en cuanto ocurra la sedimentación del lodo verificando la liberación de
burbujas.
a) En caso de que ocurra verifique la concentración de nitrato en el efluente para
constatar proceso de nitrificación.
b) Se no ocurre la liberación de burbujas no está ocurriendo nitrificación.
Solución
 Resultado de las pruebas
a) Si ocurre nitrificación verifique capítulo de agrupación de lodo
b) Si no hay nitrificación verifique la los capítulos anteriores de arrastre de sólidos
dispersos
Observación
10.2.3.2 aglomerados de sólidos emergiendo en determinados lugares del decantador,
teniendo en cuenta que en la prueba de sólidos sedimentables del licor el lodo tiene
buena decantación con un sobrenadante limpio y claro.
Causa probable
 Sobrecarga hidráulica o de sólidos
Monitoreo o verificación
 Verificar tasa de aplicación de sólidos en la alimentación al reactor
Solución
 Aumentar purga de lodos con el fin de mantener la relación A/M
12.2.4 Hinchamiento de lodo (bulking)
Observación
12.2.4.1a Nubes de aglomerados (TORTAS) homogéneos de lodo en el decantador.
Licor mixto con fácil sedimentación cuando se realiza la prueba de sólidos
103
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sedimentables con sobrenadante limpio y claro. Exámenes microscópicos
muestran pocos o ausencia de organismos filamentosos. Aumento abrupto del
IVL
Causa probable
 Carga orgánica inadecuada causando crecimiento de lodo hinchado y disperso
 Alto nivel de oxígeno disuelto causando crecimiento discontinuo de lodo
 Presencia de sustancias toxicas causando crecimiento discontinuo de lodo
Monitoreo o verificación
 Verificar y monitorear las tendencias de los siguientes parámetros:
a) variación de SSVTA
b) variación edad de lodo
c) variación de A/M
d) variación en los niveles de oxigeno
e) variación en la DBO5del afluente
 Evalué los niveles de oxígeno disuelto en el tanque de aireación
 Verifique la tasa de consumo de Oxigeno en el licor del tanque de aireación
Solución
 Ajuste la tasa de purga de lodos un 10% más por día hasta que los parámetros de
operación sean normales.
 Temporalmente aumente la tasa de recirculación de lodos para minimizar el arrastre de
sólidos en el decantador. Continúe hasta que los parámetros se normalicen.
 Disminuir el O.D preferencialmente en una faja de 1-2 mg/L.
 Evaluar descargas en las redes.
Observación
12.2.4.1b Similar observación a la anterior, excepto que
microscópicos muestran numerosos filamentos presentes.
los
exámenes
Nota: Procure identificar si son hongos y bacterias
Causa probable
 Deficiencia de nutrientes en el efluente causando formación de aglomerados
filamentosos.
Monitoreo o verificación
 Verifique el nivel de nutrientes en el tanque de aireación
 Verificar la sedimentabilidad del lodo con la prueba de sólidos decantables
Solución
 Si el nivel de nutrientes es menor al requerimiento, ajuste la dosis de Urea y ácido
fosfórico
104
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 Clorar la recirculación de lodos con una dosis entre 5 a 10 ppm de cloro
Observación
12.2.4.1c Similar observación a la anterior excepto que los exámenes
microscópicos muestran numerosos filamentos presentes en la muestra.
Causa probable
 Bajo oxígeno en el tanque de aireación causando aglomerados filamentosos
Monitoreo o verificación
 Verifique O.D en diversos puntos del tanque
Solución
 Si la medida de oxígeno disuelto es inferior a 0,5 mg/L, aumentar la aireación hasta
obtener valores de 1,5-3 mg/L a lo largo del tanque.
 Si ex próximo a 0 en algunos puntos aumentar la velocidad del soplador hasta lograr
valores de 1 mg/L
 Clorar recirculación entre 5 – 10 mg/L verificar microscópicamente la desaparición de
las bacterias filamentosas
 Adicione productos para sedimentación si es posible para reducir efectos mientras se
soluciona el problema.
Observación
12.2.4.1d Similar observación a la anterior excepto que los exámenes
microscópicos muestran numerosos filamentos presentes en la muestra.
Causa probable
 Grandes variaciones de pH en el agua residual, o pH del tanque de aireación inferior a
6,5 causando el crecimiento de Filamentosos.
 Cantidades elevadas de bacterias filamentosas en el agua residual o líneas internas de
la PTAR.
Monitoreo o verificación
 Verificar y monitorear pH del afluente.
Verifique si está ocurriendo nitrificación, debido a altas temperaturas o bajo A/M
 Verifique la presencia de filamentosas en el agua residual
Verifique en los flujos internos de la PTAR, el retorno de filamentosas hacia el tanque de
aireación.
Solución
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 Si el pH es inferior a 6,5 verifique el pH de ingreso al tanque de aireación si es posible
neutralizar el pH antes de ingresar al tanque de aireación.
En caso de no poder realizar el paso anterior puede adicionar un alcalinizante dentro del
tanque de aireación.
 Si no hay necesidad de nitrificación aumentar el valor de purga de lodos hasta un 10%
por día para interrumpir la nitrificación
Si es necesaria la nitrificación elevar el pH adicionando un alcalinizante
Clorar la recirculación de lodos entre 5 a 10 mg/L
 Optimizar la eficiencia de las unidades que pueden estar aportando estas filamentosas
12.2.5 Problemas de agrupamiento y flotación de lodos
Observación
12.2.5.1 Aglomerados de lodo (del tamaño de bolas de ping-pong a bolas de futbol),
surgiendo y dispersándose en la superficie del decantador, presencia de bolas en la
superficie del decantador.
Prueba de sedimentación de licor mixto presenta una rápida sedimentación, sin embargo
parte o todo el lodo flota en la superficie luego de un periodo de 2 horas luego del inicio de
la prueba
Causa probable
 Des nitrificación en el decantador
 Condiciones anaerobias dentro del decantador.
Monitoreo o verificación
 Verifique el aumento de nitratos en el efluente
Verifique el aumento de la edad de lodo y disminución de A/M
Verifique concentraciones de O.D en el tanque de aireación
Verifique el caudal de recirculación de lodos
Verificar correcto funcionamiento del barredor en el decantador
 Consulte guía de problemas de aireación
Solución
 Si no hay necesidad de nitrificación, aumentar gradualmente el valor de purga de lodos
para reducir e interrumpir la nitrificación, si la nitrificación es necesaria reducir al
mínimo valor permitido
Aumentar gradualmente la purga para mantener el proceso dentro de los valores
apropiados de edad de lodo y A/M.
Aumentar O.D proporcionando.
Aumentar la recirculación de lodos, para disminuir el nivel dentro del decantador
Realizar mantenimiento y reparación
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12.2.6 Efluente turbio
Observación
12.2.6.1a Efluente del decantador se encuentra turbio y contiene material en
suspensión, lodo del tanque de aireación presenta baja sedimentabilidad con un
sobrenadante turbio.





Causa probable
Bajos SSV en el tanque de aireación debido a la partida del sistema
Aumento de la carga orgánica
Monitoreo o verificación
Consultar capítulo de formación de espumas
Aumento de carga orgánica
Examinar el lodo en el microscopio. Verifique presencia y actividad de protozoarios
Verificar A/M
Verificar O.D en el tanque de aireación
Solución
Si hay poco o ausencia de protozoarios, es probable que haya existido un choque
orgánico
Si hay gran presencia de flagelados o amebas el sistema puede encontrarse
sobrecargados
Si él A/M esta encima de lo normal reducir la purga de lodos hasta un 10% por día, para
que el sistema retorne a un nivel adecuado de A/M y aumentar la tasa de retorno de lodo
para disminuir el nivel dentro del decantador y transferir lodos hacia el tanque de aireación
Ajustar O.D de aireación para mantener el nivel entre 1-3 mg/L
Adicionar coagulantes para ayudar a la sedimentación de los flóculos
Observación
12.2.6.1b Efluente del decantador se encuentra turbio y contiene material en
suspensión, lodo del tanque de aireación presenta baja sedimentabilidad con un
sobrenadante turbio.
Causa probable
 Choque por carga toxica
 Aireación excesiva causando el rompimiento de los flóculos
 Bajo O.D dentro del tanque de aireación
Monitoreo o verificación
 Examinar el lodo en el microscopio. Verifique presencia y actividad de protozoarios
Verificar si la tasa de respiración en el licor tiene un rápido decrecimiento
Verifique la existencia de tóxicos en las muestras y en el licor mixto
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 Realizar el examen microscópico y verificar en los flóculos dispersos o fragmentados la
presencia y actividad de protozoarios.
 Examinar el licor mixto en el microscopio para determinar la presencia y actividad de
los protozoarios, verifique A/M y O.D
Solución
 En caso de que presentes se encuentre inactivos es posible que la carga toxica haya
ingresado recientemente en el proceso, reduzca la descarga y mantener la operación
normal
Si los protozoarios son pocos o ausentes y el oxígeno es el adecuado indican una carga
toxica en el proceso, si los tóxicos están presentes en el sistema mantener la descarga
normal o aumentar la purga por algunos días para la limpieza del proceso. Si la carga
ya paso por el sistema, si es posible conseguir un nuevo lodo para inocular, parar la
alimentación y generar nueva biomasa.
Si la tasa de respiración es menor 5mg/g.h es probable que haya existido un choque
toxico
Si se comprueba la presencia de metales pesados en el licor mixto, considerar el aumento
de la purga de lodos por aproximadamente una semana para la limpieza del sistema,
tratar de ubicar la fuente generadora del toxico.
 Si los protozoarios activos y saludables en los flóculos, consulte el capítulo de solución
de problemas en aireación.
 En caso de haber pocos o ningún protozoario, A/M inferior a la faja normal de
operación, O.D bajo consultar capitulo problemas de aireación.
12.2.7 Problemas de flóculos dispersos
Observación
12.2.7.1 Floculo fino y disperso (aproximadamente del tamaño de la cabeza de un
alfiler), extendiéndose a lo largo del decantador con pequeños aglomerados en la
superficie saliendo por los vertederos, Sedimentabilidad razonable, lodo denso en
las partes inferiores u flóculos suspendidos en el sobrenadante relativamente
limpio.
Causa probable
 Tanque de aireación aproximándose a condiciones de sub alimentación baja A/M
debido a la presencia de lodo viejo en el sistema.
Monitoreo o verificación
 Verifique las tendencias de los siguientes parámetros:
a) Aumento de SSVTA
b) Aumento en la edad de lodo
c) Reducción de A/M
d) Reducción en los valores de la purga
e) Reducción de la carga orgánica (DBO5 o DQO) en el afluente secundario
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 Verificar si la aireación y mezcla son adecuadas.
Solución
 Aumentar la purga de lodos hasta un 10% más por día, hasta que el proceso se
aproxime a los valores normales de operación para los valores promedio de carga
orgánica.
 Adicionar coagulante o cloruro férrico para ayudar a la sedimentación de los flóculos
Observación
12.2.7.2a Pequeñas partículas con apariencia de cenizas flotando en el decantador y
en la prueba de sólidos sedimentables en el licor.
Causa probable
 Inicio de nitrificación
 Grasa en el licor mixto
Monitoreo o verificación
 Agitar los flóculos en la prueba de sedimentables
 Verifique si hay presencia de grasas y aceites en los SSTA y verifique remoción de
grasas en el pre tratamiento.
 Verifique la cantidad de grasa en el efluente crudo
Solución
 Si los flóculos liberan burbujas de gas y sedimentan, consultar la guía de solución de
problemas en el capítulo de flotación de lodos, si no ocurre consulte el siguiente ítem
 Si la cantidad de grasa supera el 15% del contenido de SSTA debe ser removido la
grasa del efluente crudo
 hay que implantar o implementar un sistema para remoción de grasas.
Observación
12.2.7.2b Pequeñas partículas con apariencia de cenizas flotando en el decantador y
en la prueba de sólidos sedimentables en el licor.
Causa probable
 Relación A/M extremadamente baja dentro del tanque de aireación (inferior a 0,05)
Monitoreo o verificación
 Verificar y monitorear la tendencia para los siguientes parámetros:
a) Aumento de SSVTA
b) Aumento en la edad del lodo
c) Reducción de A/M
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d) Aumento en la aireación para mantener el O.D
e) Reducción en los valores de purga
f) Reducción en la eficiencia de la carga orgánica (DQO o DBO5)
-Verifique la sedimentación del lodo en el licor
-Verifique la presencia de una cantidad de espuma fina en la superficie del decantador
Solución
 Si la presencia del lodo fino es significativo como para alterar la calidad del efluente
debido al aumento de los sólidos suspendidos, aumentar la tasa de recirculación un
10% más por día para aumentar la relación A/M y reducir la edad de lodos hasta que
los valores de los parámetros sean óptimos.
-en caso de ocurrir una sedimentación rápida, dejando partículas en suspensión,
reduciendo la calidad del efluente, realizar la acción anteriormente mencionada.
-en caso de que la calidad del efluente este reduciendo aplicar extracción de lodos según
ella acción anterior
Observación
12.2.7.2c Pequeñas partículas de lodo hinchado flotando en el decantador, la
prueba de sedimentabilidad del licor sedimenta lentamente dejando lodos en la
superficie del recipiente.
Causa probable
 Sobrecarga en el tanque de aireación (relación A/M alta) recibida, resultando un lodo
con baja densidad.
Monitoreo o verificación
 Verificar y monitorear las tendencias de los siguientes parámetros:
a) Disminución de SSVTA
b) Disminución de la edad de lodo
c) Aumento de A/M
d) Disminución de aireación para mantener los valores de O.D en el tanque de aireación.
- Verifique los cálculos de purga de lodos
- Verifique la DBO5de ingreso al tanque de aireación o las corrientes que están
alimentando el tanque (By PASS reactor).
Solución
 Disminuir la purga de lodos no mayor al 10% diario, para retornar el sistema a los
valores normales de operación.
-Evite la purga de lodos en el momento de que ingrese cargas altas
-Incluya la DBO5 aportada por el sistema en caso de realizar el by pass del reactor.
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13. CUADERNO DIARIO Y PLANILLA DE OPERACION
13.1 CUADERNO DE OPERACIÓN
Un cuaderno diario de operación debe existir para un funcionamiento impecable de toda la
planta. Todos los datos operacionales, las lecturas del instrumento, los datos analíticos, la
supervisión y el mantenimiento llevado a cabo, etc. se registrarán en el cuaderno diario de
la planta.
Los intervalos de muestreo y los parámetros de muestreo son los requisitos mínimos que
se indican en el cuaderno diario de operación. Los cuadernos deben servir como prueba
de un correcto funcionamiento de la planta y puede tener efectos en caso de garantía. El
registro escrito a mano puede ser sustituido por las impresiones de la visualización de
procesos, siempre que estén todos los parámetros establecidos. Los registros tienen que
ser guardados durante al como ayuda para la detección de posibles fallos. También sirven
como prueba en caso de garantía.
Condiciones especiales de operación como cambios en la operación de la planta o
cambio de la carga deben ser registradas en el cuaderno diario Y planilla, así como
trabajos que se desvíen de la operación normal de la planta.
13.2 PLANILLA DE OPERACIÓN
Se anexa a este documento planilla de operación.
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CONTACTOS
INGENIERO OSCAR PAEZ VARGAS
E mail: opaez@biotecs.com.co
INGENIERO TULIO CARRANZA
E mail: tcarranza@biotecs.com.co
Prohibida la reproducción total o parcial de este documento sin autorización de BIOTECS
INGENIERIA DE TRATAMIENTO DE AGUAS LTDA.
TELEFONOS
00571 6919218
00571 6919219
Elaboró:
WILLIAM VANEGAS
E- mail: wvanegas@biotecs.com.co
Para BIOTECS INGENIERÍA DE TRATAMIENTO DE AGUAS.
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