Uno de los sistemas más empleados para la depuración de las aguas residuales es el tratamiento de éstas mediante procesos biológicos aeróbios o anaeróbios.

El proceso de depuración aeróbio con lodos activos es el tratamiento de agua residual en reactores aireados artificialmente, en el que los componentes orgánicos del residuo se metabolizan por parte del lodo activo, produciendo más biomasa, y siendo parcial o totalmente degradados y/o mineralizados.

Si al sistema se le aporta la cantidad de oxígeno necesario, los oligoelementos y nutrientes adecuados y el substrato orgánico suficiente, puede representarse el proceso de lodos activos como un proceso de conversión de materia.

De la ecuación se desprende que uno de los factores limitantes para la oxidación biológica es la cantidad de O2 disponible.

La DBO5 (Demanda Bioquímica de Oxígeno) y la DQO (Demanda Química de Oxígeno) determinan el dimensionado de los reactores de oxidación, la potencia de los sistemas de aireación y los costes de inversión y mantenimiento.

El mal funcionamiento de una estación depuradora suele deberse a una carencia de oxígeno que puede ser causada por:

  • Modificación de la calidad del vertido a tratar entre la fase de proyecto y realización
  • Sobrecarga del sistema no prevista en el proyecto original debido al conexionado de más líneas de vertido
  • Variaciones del caudal y carga contaminante por encima de los valores límites del proyecto
  • Menor eficacia de los sistemas de aireación debido a obturaciones de los difusores o filtros.

Estas situaciones pueden resolverse modificando las características de los sistemas de aireación o aumentando el volumen de las balsas y son unas soluciones muy costosas en tiempo y recursos que sólo tienen justificación en aquellos periodos puntuales en que suceden las situaciones de sobrecarga.



Sistemas de aireación

Tradicionalmente el oxígeno necesario para el tratamiento biológico, se suministra mediante el aporte del aire correspondiente al sistema.

Los equipos de oxigenación mecánica aportan el oxígeno requerido así como la energía de agitación necesaria para mantener la biomasa en suspensión.
Estos sistemas se caracterizan por una baja flexibilidad de funcionamiento y por un limitado rendimiento energético.

Los sistemas de oxigenación basados en el uso de oxígeno puro tienen un rendimiento energético entre cuatro y cinco veces superior a los sistemas tradicionales por aire.

Estos sistemas se diseñan en función de la demanda de oxígeno y aportan la energía de agitación necesaria independientemente de la requerida para la transferencia del gas al líquido y pueden suministrar oxígeno de una manera flexible y variable en función de la demanda que tenga en cada momento.



Ventajas de la utilización de oxígeno puro

Utilizando oxígeno puro se puede trabajar fácilmente con elevada carga másica o puede aumentarse la cantidad de biomasa para conseguir los siguientes ahorros:

  • Incrementar la capacidad de depuración en plantas sobrecargadas
  • Diseñar plantas de menor volumen con los consiguientes ahorros en obra civil y suelo
  • Absorber puntas de demanda elevando fácilmente la cantidad de O2 disponible.


Aplicaciones

Otras de las aplicaciones del oxígeno puro son: la revitalización de cuencas hidráulicas, el control de emisiones de COV's (Compuestos Orgánicos Volátiles), responsables de la producción de malos olores, la oxigenación de tuberías para evitar condiciones anóxicas o anaeróbias y la digestión aeróbia de fangos.