Operación de Plantas de Barros Activados: Recursos Operativos

La clave para predecir satisfactoriamente la carga orgánica de un día dado es poseer un registro histórico de cargas. Un buen historial incluirá determinaciones de DBO5 para cada día, incluyendo fines de semana y feriados, y suficientes determinaciones como para establecer patrones de variación a lo largo del día. Con un registro así hay varias opciones para su aprovechamiento. Un método consiste en emplear lo que se denomina “DBO Media” y otro consiste en el establecimiento de un “Día Medio”.

Los promedios, especialmente los calculados sobre intervalos de 7 días y 28 días, son útiles para determinar la respuesta del proceso a los ajustes operativos. Los efectos de un cambio importante en el procedimiento operativo de una planta, se evidencian usualmente a la semana de su implementación. El desarrollo en cambio de un barro activo estable y completamente aclimatado, normalmente requiere de un mes.

La DBO media de 7 días, que refleja los efectos de las bajas cargas de sábados y domingos, así como las elevadas de los lunes y martes, permite evaluar la respuesta del proceso en el corto plazo. La DBO media de 28 días por su parte, permite evaluar la estabilización a largo plazo.

La DBO media de 7 días, para cada día, es el promedio de la DBO calculado tomando el valor de ese día más los de los 6 días anteriores. En forma análoga se calcula la DBO media de 28 días, tomando en este caso la DBO del día más la de los 27 días anteriores.

Este método se vale de datos sobre un período de 6 meses, para establecer el valor del Día Medio. Para determinar por ejemplo la carga de un Lunes Medio, se suman todas las determinaciones de los días lunes sobre un período de 6 meses y se divide por el número de determinaciones realizadas. Este cálculo se repetirá para cada día de la semana. El régimen de purgas de la planta entonces podrá basarse en estas determinaciones. Es importante sin embargo el comparar periódicamente el Día Medio con determinaciones de DBO actuales, a fin de confirmar la representatividad del mismo.

Cómo implementar el programa de purgas de barro

Al margen de cómo y cuándo el operador realice la purga del barro excedente, la regla más importante a seguir es mantener siempre la suficiente cantidad de microorganismos para metabolizar el sustrato que ingresa. Esto significa que se deberá mantener siempre el nivel de sólidos requerido. El mayor riesgo se corre cuando se purga en exceso o bien cuando se lo realiza en el momento inadecuado.

El operador controla el nivel de sólidos en el sistema mediante la cantidad que purga de los mismos. El puede introducir más microorganismos al proceso (incrementando el nivel de sólidos) al reducir la cantidad de las purgas y de ese modo disminuír la relación F/M o aumentar el tiempo de residencia celular. Para mantener un nivel de sólidos constante, habrá que purgar una cantidad igual al crecimiento neto de cada día.

Bajo condiciones operativas actuales, con un ciclo normal de efluente cloacal doméstico, el caudal y la carga orgánica son bajos durante la noche y aumentan durante el día. Esto significa que los microorganismos ingresarán en la fase endógena durante la noche, estando menos capaces para recibir el repentino incremento de carga por la mañana y con tiempos de residencia menores. Si nada se hiciera para mitigar estas oscilaciones, el efluente se tornará túrbido y se producirá un arrastre de microorganismos.

El mejor procedimiento a seguir es siempre pensar por anticipado y preparar el proceso convenientemente para los cambios.

Como ejemplo, en plantas que son operadas por turnos, cada turno tendrá como objetivo el ajustar el nivel de sólidos para las condiciones que va a encontrar el turno siguiente. Este enfoque de trabajo en equipo ha resultado ampliamente satisfactorio para controlar las variaciones de carga.

En plantas pequeñas, el mejor momento para realizar las purgas es la tarde. Ello permite el crecimiento posterior en cantidad suficiente como para afrontar la carga matinal.

Empleo de gráficos

La recomendación más importante que pueda darse a un operador, es que recoja y registre la mayor cantidad de datos a partir de las diversas determinaciones de control y que grafique los mismos. El empleo de gráficos es la mejor manera de convertir los datos numéricos en información aprovechable y que rápidamente permita visualizar tendencias. Este método también permite generar una historia visual acerca de diversas operaciones. Así el operador puede rastrear fácilmente qué resultados se obtuvieron en determinadas condiciones operativas.

Cómo utilizar el consumo de oxígeno como indicador del proceso

Los microorganismos consumen el oxígeno disuelto en el agua (respiración asimilativa) a fin de proveer energía para el crecimiento de nuevas células. La cantidad de oxígeno disponible en cada momento se mide directamente como la concentración de oxígeno disuelto (OD). Si nos extendemos un poco más y medimos la velocidad a la cual una unidad dada de microorganismos utiliza una determinada cantidad de oxígeno, tendremos entonces una medida de cuán activos son. Por ejemplo, un barro joven, gordo y feliz, con abundante comida disponible, consumirá oxígeno a gran velocidad. En el otro extremo, un barro con una edad elevada (12 días o más) estará en la fase endógena y requerirá por consiguiente una cantidad de oxígeno mínima.

Ya que la temperatura influye en la acitividad biológica, también afectará el consumo de oxígeno. Este será mayor durante los meses cálidos que los fríos.

La velocidad de consumo de oxígeno se define como la masa de oxígeno consumido por unidad de tiempo y se expresa como mg/l por hora.

Se requiere un paso más para que esta determinación de velocidad de consumo de oxígeno sea operativamente aprovechable. Se requiere relacionar las concentraciones cambiantes de sólidos en el sistema y el consumo de oxígeno. La relación entre el consumo de oxígeno y la concentración específica se denomina velocidad de respiracíon y se representa por VR.

Como indicador del proceso, la VR permite detectar problemas antes que se deteriore la clarificación, brindando una imagen inmediata de la actividad biológica en el licor mezcado, justo a la salida a la cámara de aireación. Las determinaciones de la VR resultan de lo más valiosas cuando se comparan con otros indicadores de proceso como la sedimentabilidad, DBO de afluente y efluente y el oxígeno disuelto.