Reducción de la demanda biológica de oxigeno (DBO) en las aguas residuales

• 1. ¿Qué es la demanda biológica de oxígeno?
• 2. Nuestras tecnologías para la eliminación de DBO de las aguas residuales
  • 2.1 Eficacia en la eliminación de la DBO
• 3. Eliminación de la DBO de las aguas residuales
  • 3.1 Procesos físicos
  • 3.2 Procesos químicos
  • 3.3 Procesos biológicos
• 4. Mejores tecnologías para la eliminación de la DBO
  • 4.1 Flotación por aire disuelto
  • 4.2 Biorreactores de membrana
  • 4.3 Reactores MBBR
• 5. En qué industrias se ha de eliminar la DBO
• 6. Nuestras soluciones para reducir la DBO en aguas residuales industriales

¿Qué es la demanda biológica de oxígeno?

La demanda biológica de oxígeno (DBO) es una medida de la cantidad de oxígeno disuelto que necesitan los microorganismos aerobios para descomponer la materia orgánica presente en el agua. Es un parámetro utilizado para evaluar la calidad del agua según su capacidad para sustentar la vida acuática.

La DBO se utiliza también para medir el nivel de contaminación orgánica del agua. Las aguas residuales, los vertidos agrícolas y los residuos industriales, contienen altos niveles de materia orgánica que puede ser descompuesta por los microorganismos presentes en el agua. El proceso de descomposición consume el oxígeno disuelto en el agua, lo que puede tener repercusiones negativas en la vida acuática si los niveles de oxígeno descienden demasiado.

Por tanto, la DBO se utiliza como indicador de la calidad del agua y del nivel de contaminación orgánica del agua. Unos niveles elevados de DBO en el agua pueden indicar la presencia de contaminantes orgánicos, que pueden provocar el agotamiento del oxígeno y tener repercusiones negativas en los ecosistemas acuáticos. Las autoridades pueden controlar la calidad del agua midiendo los niveles de DBO y tomar medidas para mitigar los efectos de la contaminación orgánica.

La DBO se suele medir tomando una muestra de agua e incubándola en la oscuridad a una temperatura controlada durante un periodo de tiempo determinado (normalmente 5 días). Durante este tiempo, los microorganismos presentes en el agua consumen la materia orgánica disponible y agotan el oxígeno disuelto en el agua. A continuación, se calcula la DBO midiendo la diferencia en los niveles de oxígeno disuelto entre el principio y el final del periodo de incubación.

Un valor más alto de la DBO indica que existe una mayor cantidad de materia orgánica presente en el agua, lo que puede provocar una disminución de los niveles de oxígeno disuelto. Esto, a su vez, puede tener efectos negativos en la vida acuática, ya que los organismos pueden ser incapaces de sobrevivir en aguas con poco oxígeno. La DBO es un parámetro importante para el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales, dado que ayuda a determinar la eficacia de los distintos tipos de procesos de tratamiento a la hora de eliminar la materia orgánica de las aguas residuales antes de verterlas al medio ambiente.

Eficacia en la eliminación de la DBO

La eficacia en la eliminación de la DBO es una medida que permite calcular la eficiencia con la que un proceso de tratamiento elimina la DBO de las aguas residuales. Se calcula como el porcentaje de reducción de la concentración de la DBO antes y después del tratamiento.

A continuación se indica cómo calcular la eficacia en la eliminación de la DBO:

1. Medir la concentración de la DBO del agua residual afluente (DBOi) antes del tratamiento. Esto puede hacerse tomando una muestra representativa de las aguas residuales y realizando una prueba de la DBO según los métodos estándar.
2. Medir la concentración de la DBO de las aguas residuales efluentes (DBOf) después del tratamiento.
3. Calcular la eficacia en la eliminación de la DBO mediante la siguiente fórmula:
4. Eficacia en la eliminación de la DBO (%) = [(DBOi – DBOf) / DBOi] x 100 %
5. Por ejemplo, si la concentración de la DBO del agua residual afluente es de 200 mg/L y la concentración de la DBO del agua residual efluente es de 20 mg/L, la eficiencia de eliminación de la DBO sería:
6. Eficacia de eliminación de la DBO (%) = [(200 – 20) / 200] x 100 % = 90 %

Esto significa que el proceso de tratamiento ha eliminado el 90 % de la DBO de las aguas residuales, obteniendo así un efluente mucho más limpio. La eficacia en la eliminación de la DBO es un parámetro importante que debe controlarse para garantizar que el proceso de tratamiento es eficaz y cumple los requisitos reglamentarios de sostenibilidad medioambiental.

Eliminación de la DBO de las aguas residuales

Existen varios métodos de tratamiento utilizados para eliminar la DBO de las aguas residuales, incluidos los procesos físicos, químicos y biológicos:

• Los procesos físicos como el cribado, la sedimentación y la filtración eliminan las partículas grandes y los sólidos en suspensión de las aguas residuales.
• Los procesos químicos como la coagulación y la floculación utilizan productos químicos para eliminar los sólidos en suspensión y la materia orgánica del agua.
• Los procesos biológicos, como el tratamiento con fangos activados, utilizan microorganismos para descomponer y consumir la materia orgánica de las aguas residuales. En este proceso, las aguas residuales se mezclan con una combinación de bacterias y otros microorganismos en un tanque de aireación. Los microorganismos consumen la materia orgánica y la convierten en dióxido de carbono y agua, a la vez que consumen oxígeno disuelto en el proceso.

La elección del proceso de eliminación de la DBO depende de diversos factores, entre los que se incluyen la caracterización de las aguas residuales, el volumen, la calidad requerida del efluente, la normativa vigente, los recursos disponibles, etc. Es habitual utilizar una combinación de diferentes procesos para alcanzar el nivel deseado de eliminación de la DBO.

A continuación se indican algunas de las ventajas y desventajas de los distintos procesos de eliminación de la DBO:

Procesos físicos

Ventajas:

• Puede eliminar eficazmente las partículas grandes y los sólidos en suspensión de las aguas residuales.
• Proceso sencillo y de bajo coste.

Desventajas:

• No es eficaz para eliminar la materia orgánica disuelta.
• Requiere mantenimiento y limpieza frecuentes.

Procesos químicos

Ventajas:

• Puede eliminar eficazmente los sólidos disueltos y la materia orgánica de las aguas residuales.
• Se puede utilizar para eliminar una amplia gama de contaminantes.

Desventajas:

• Los productos químicos pueden ser caros y generar residuos peligrosos.
• Requiere una supervisión cuidadosa para garantizar que los productos químicos se aplican correctamente.

Procesos biológicos

Ventajas:

• Puede eliminar eficazmente la materia orgánica disuelta y en suspensión de las aguas residuales.
• Bajo coste y respetuosa con el medio ambiente.

Desventajas:

• Requiere mucho espacio para alojar los tanques de aireación.
• Sensible a las variaciones de temperatura, pH y otros factores ambientales.

Las aguas residuales tratadas pueden verterse al medio ambiente con niveles reducidos de contaminantes orgánicos, lo que minimiza el impacto en los ecosistemas acuáticos.

Mejores tecnologías para la eliminación de la DBO

Como hemos mencionado anteriormente, la elección de la tecnología más adecuada para la eliminación de la DBO depende de varios factores, entre los que se incluyen las características de las aguas residuales que se van a tratar, los objetivos establecidos por el cliente, la normativa vigente y los recursos disponibles.

Flotación por aire disuelto

La flotación por aire disuelto (DAF) es una tecnología de gran eficacia para la eliminación de la DBO, especialmente en el tratamiento de aguas residuales industriales. La flotación por aire disuelto es un proceso de tratamiento del agua que utiliza microburbujas para adherirse a los contaminantes y hacerlos flotar hasta la superficie del agua, donde pueden eliminarse fácilmente.

Un sistema DAF es eficaz para eliminar tanto los sólidos en suspensión como los disueltos, incluida la materia orgánica. Es especialmente eficaz para eliminar grasas, aceites y lubricantes que pueden contribuir a elevar los niveles de DBO en las aguas residuales. Además, un equipo DAF puede utilizarse como etapa de pretratamiento para otros procesos de eliminación de la DBO, tales como el tratamiento biológico.

Algunas de las ventajas de la flotación por aire disuelto son las siguientes:

• Alta eficacia de eliminación de materia orgánica y otras impurezas.
• Se puede utilizar para una amplia gama de tipos y concentraciones de aguas residuales.
• Requiere menos espacio en comparación con otros procesos de tratamiento físico.
• Se puede utilizar para eliminar tanto los sólidos en suspensión como los disueltos.

Biorreactores de membrana

Los sistemas MBR (biorreactor de membrana) son un tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales que combina procesos biológicos con filtración por membrana. El proceso biológico consiste en utilizar microorganismos suspendidos en el efluente residual para descomponer la materia orgánica de las aguas residuales, mientras que la etapa de filtración por membrana separa el agua tratada de los sólidos y los microorganismos.

Los MBR son eficaces para eliminar tanto los sólidos en suspensión como los disueltos, y pueden alcanzar altos niveles de eliminación de la DBO. Los sistemas MBR son eficientes en la eliminación de la DBO de las aguas residuales debido a las siguientes razones:

• Los sistemas MBR tienen una alta eficacia de tratamiento y pueden eliminar hasta el 99 % de la DBO de las aguas residuales. Los sistemas MBR pueden alcanzar mayores niveles de eliminación de la DBO en comparación con los sistemas de tratamiento convencionales, gracias al uso de la filtración por membrana, que puede eliminar las partículas más pequeñas y los sólidos en suspensión con más eficacia que otros métodos. Adicionalmente, permiten concentraciones de biomasa más altas dentro del reactor, entre 6000 y 12000 mg/L de MLSS.
• Utilizan membranas de ultrafiltración, que tienen una mayor eficacia de separación que los métodos convencionales. Las membranas de ultrafiltración tienen un tamaño de poro de 0,1 micras o menos, lo que permite eliminar mejor los sólidos en suspensión, las bacterias y los virus.
• Los sistemas MBR son menos sensibles a las variaciones en la calidad del agua afluente y pueden mantener un rendimiento constante a lo largo del tiempo y generar un efluente de calidad constante.
• Los sistemas MBR producen agua tratada de alta calidad que se puede reutilizar, por ejemplo, para riego o usos industriales.
• Los sistemas MBR producen menos lodos que los sistemas de tratamiento convencionales, lo que puede reducir los costes de eliminación.
• Son equipos versátiles, que se pueden utilizar como un sistema de tratamiento autónomo o integrado con otros procesos de tratamiento, en función de las necesidades específicas de la aplicación.
• Los sistemas MBR requieren menos espacio que los sistemas de tratamiento convencionales, dado que no necesitan una balsa de sedimentación separada ni un clarificador para la separación de sólidos.

Reactores MBBR

Los sistemas MBBR (reactor de biofilm de lecho móvil) son otro tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales que son eficaces para la eliminación de la DBO.

Los reactores MBBR utilizan un proceso de reactor de biofilm de lecho móvil que implica la presencia de biomasa adherida mientras el biofilm crece en un medio portador, que se mueve en el tanque del reactor. Los microorganismos de la biopelícula degradan la materia orgánica de las aguas residuales, reduciendo la DBO.

Los reactores MBBR utilizan una combinación de procesos biológicos y físicos para eliminar la materia orgánica de las aguas residuales. Son eficaces en la eliminación de la DBO, pero requieren menos espacio y energía en comparación con los sistemas tradicionales de tratamiento biológico. Sin embargo, los MBBR pueden ser sensibles a las variaciones de temperatura y pH.

Los sistemas MBBR son eficaces para la eliminación de la DBO por las siguientes razones:

• Los medios portadores de los sistemas MBBR tienen una gran superficie, lo que permite el crecimiento de una alta densidad de microorganismos y su adhesión a los medios. El resultado es una elevada tasa de eliminación de materia orgánica y una eliminación eficaz de la DBO, que se da gracias a la alta concentración de biomasa, de hasta 4000 – 8000 mg/L de MLSS.
• Los reactores MBBR son modulares y pueden diseñarse para que se adapten a diferentes aplicaciones de tratamiento de aguas residuales. El sistema puede ampliarse o modificarse fácilmente para adaptarse a cambios en el caudal o en las características de las aguas residuales.
• Son equipos que ocupan menos espacio que los sistemas de tratamiento convencionales, dado que no requieren una balsa de sedimentación o un clarificador por separado para la separación de sólidos.
• Un reactor MBBR requiere menos energía para operar en comparación con los sistemas de tratamiento convencionales, ya que no hay necesidad de aireación mecánica ni de mezcla.
• Los sistemas MBBR son robustos y pueden manejar variaciones en la calidad del agua residual afluente y en el caudal. Pueden mantener un rendimiento constante a lo largo del tiempo, por lo que se trata de un tratamiento fiable.

Para una comparativa más detallada entre los sistemas MBR y los reactores MBBR puedes acceder a este artículo.

En qué industrias se ha de eliminar la DBO

Cualquier industria que genere aguas residuales que contengan materia orgánica u otros contaminantes puede necesitar la eliminación de la DBO para proteger el medio ambiente y cumplir los requisitos normativos.

Algunas industrias que suelen requerir la eliminación de la DBO de sus aguas residuales son:

• Industria de alimentos y bebidas: la industria de alimentos y bebidas genera grandes cantidades de aguas residuales que contienen materia orgánica, como aceites, grasas y lubricantes.
• Industria papelera: la industria de la celulosa y el papel genera aguas residuales que contienen altos niveles de materia orgánica, lignina y celulosa.
• Industria química: la industria química genera aguas residuales que contienen diversos compuestos orgánicos y otros contaminantes.
• Industria textil: la industria textil genera aguas residuales que contienen compuestos orgánicos, tintes y otros contaminantes.
• Industria farmacéutica: la industria farmacéutica genera aguas residuales que contienen materia orgánica, productos químicos y otros contaminantes.

Nuestras soluciones para reducir la DBO en aguas residuales industriales

Le ofrecemos una gama de opciones de tratamiento físico, químico y biológico diseñadas para eliminar eficazmente la DBO de sus aguas residuales y garantizar que sus operaciones cumplan las normas reglamentarias de sostenibilidad medioambiental.

Nuestras opciones de tratamiento físico incluyen la filtración y la flotación, todas ellas diseñadas para eliminar los sólidos en suspensión y la materia orgánica de sus aguas residuales. Nuestros tratamientos químicos utilizan coagulantes y floculantes para desestabilizar las partículas en suspensión y facilitar su eliminación. Y nuestros tratamientos biológicos utilizan microorganismos para descomponer la materia orgánica de sus aguas residuales, garantizando que estén libres de contaminantes nocivos.

En Sigmadaf nos comprometemos a ofrecer soluciones personalizadas que satisfagan las necesidades únicas de nuestros clientes. Por eso ofrecemos una gama de opciones de tratamiento y colaboramos estrechamente con nuestros clientes para desarrollar soluciones que se adaptan a sus necesidades específicas. Tanto si se dedica a la industria de alimentos y bebidas como a la fabricación de productos químicos o a cualquier otra actividad industrial, contamos con la experiencia y los recursos necesarios para ofrecerle soluciones eficaces para la eliminación de la DBO.

Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener más información sobre cómo podemos ayudarle a alcanzar sus objetivos de tratamiento de aguas residuales y garantizar la salud y la seguridad de nuestro medio ambiente.