El papel de la aireación en los procesos biológicos de las PTAR.

Los efluentes con alta concentración de materia orgánica, como las aguas residuales sanitarias o las generadas en industrias de alimentos, de celulosa y papel y sucroalcoholeras, deben pasar por un proceso de tratamiento biológico, en el que los microorganismos degradan la materia orgánica, antes de ser vertidos en los cuerpos receptores. Existen diferentes procesos biológicos utilizados en las PTAR para este fin, pero se dividen básicamente en procesos aerobios (que utilizan oxígeno) y anaerobios (sin oxígeno).

En algunos procesos aerobios, el oxígeno puede suministrarse de forma natural, pero los más difundidos y utilizados en PTAR de gran tamaño son los que utilizan aireación artificial mediante equipos, como el proceso de lodos activados y las lagunas aireadas. El papel principal de la aireación es suministrar oxígeno a los microorganismos responsables de la degradación de la materia orgánica y de la remoción de compuestos nitrogenados, garantizando el ambiente aerobio necesario para la eficacia del tratamiento.

En los sistemas de tratamiento por lodos activados, por ejemplo, la aireación garantiza la oxigenación de la biomasa (microorganismos) y la mantiene en suspensión, permitiendo que las bacterias aerobias oxiden la materia orgánica carbonácea presente en el efluente, medida como DBO (Demanda Bioquímica de Oxígeno). Además, la aireación sostiene la nitrificación, proceso en el que las bacterias convierten el nitrógeno amoniacal (NH₄⁺) en nitrato (NO₃⁻), una etapa esencial para el control de la toxicidad de los efluentes y para la calidad ambiental de los cuerpos de agua receptores.

La aireación artificial puede realizarse de dos formas: aireación mecánica y por aire difuso. Los sistemas de aireación mecánica utilizan aireadores de superficie o de eje vertical, por ejemplo, que agitan el efluente y promueven la transferencia de oxígeno a través de la interfaz aire-agua. Son sistemas generalmente más simples y de fácil mantenimiento, indicados para PTAR más pequeñas.

Por otro lado, el sistema de aire difuso utiliza sopladores que inyectan aire en difusores ubicados en el fondo de los tanques, liberando burbujas finas que aumentan significativamente la eficiencia de la transferencia de oxígeno. Esta tecnología permite un mejor control operativo, mayor eficiencia energética y favorece su uso en sistemas de mayor tamaño.

En comparación con los procesos anaerobios, la aireación ofrece ventajas significativas en la remoción de materia orgánica y nitrógeno amoniacal, especialmente cuando se buscan efluentes con estándares de calidad más rigurosos. Mientras que los reactores anaerobios, como el UASB, son eficientes en la remoción de parte de la carga orgánica y presentan un menor consumo energético (al no demandar oxígeno), no permiten la nitrificación y dejan fracciones solubles de materia orgánica y amoníaco en el efluente, lo que exige un tratamiento complementario. Una de las principales ventajas del tratamiento anaerobio es la conversión de parte de la materia orgánica en biogás, que puede aprovecharse para generar energía, mientras que en los procesos aerobios la materia orgánica se convierte prácticamente en dióxido de carbono y agua.

Otra ventaja de los procesos aerobios es que pueden integrarse con zonas específicas para remociones avanzadas. La introducción de zonas anóxicas (sin oxígeno, pero con nitrato) en los sistemas de lodos activados permite la desnitrificación, es decir, la conversión del nitrato en gas nitrógeno (N₂), cerrando el ciclo del nitrógeno y reduciendo el potencial de eutrofización. Por su parte, la inclusión de zonas anaerobias busca estimular la actividad de los microorganismos acumuladores de fósforo, que almacenan el elemento en condiciones aerobias tras absorberlo en un ambiente anaerobio, promoviendo la remoción biológica de fósforo. Estas configuraciones se adoptan cada vez más en las plantas de tratamiento modernas para cumplir estándares ambientales más exigentes.

Como alternativa al proceso convencional de remoción de nitrógeno, es decir, nitrificación en ambiente aireado y posterior desnitrificación en ambiente anóxico, la tecnología de nitrificación y desnitrificación simultánea (SND) ha llamado cada vez más la atención de los profesionales del área, especialmente cuando se aplica en sistemas de laguna aireada. Se trata de una solución que integra las dos etapas biológicas en un único reactor, sin separación de fases ni necesidad de una zona anóxica definida.

Por último, la aireación es un componente vital del tratamiento biológico aerobio, con impactos directos en la eficiencia de remoción de materia orgánica y compuestos nitrogenados, además de facilitar las estrategias de remoción biológica de nutrientes. La elección entre los métodos de aireación y su combinación con zonas anóxicas y anaerobias debe considerar los objetivos del tratamiento, las características del efluente y la infraestructura disponible.

Linsul Indústria e Soluções Ambientais está en el mercado desde hace más de 8 años, con el compromiso de desarrollar y fabricar equipos y sistemas completos de tratamiento de agua y efluentes que unen lo mejor de la tecnología con un proceso que valora la sostenibilidad y una atención cercana y personalizada, entregando optimización, eficiencia y durabilidad.

¡Póngase en contacto y conozca más!