Tratamiento secundario
El tratamiento secundario de las aguas residuales incluye la purificación biológica del agua. Estos procesos biológicos son un tipo biológico de crecimiento suspendido, como el lodo cloacal activado o un tipo de crecimiento adherido, como los filtros aeróbicos granulares o los contactores biológicos. Estos últimos, que generalmente son aplicables a operaciones de plantas de tamaño medio, consumen menos energía que el lodo activado. Los costos energéticos relacionados con cada una de estas opciones obviamente serán el factor decisivo para la selección final.
El tratamiento secundario consume mucha más energía que el primario, por lo que las mejoras en eficiencia pueden representar ahorros bastante altos en costos. Por ejemplo, los dispositivos de aireación, como toberas, difusores o agitadores mecánicos, que proporcionan oxígeno a los microorganismos y mezclan el lodo de las aguas residuales, consumen grandes cantidades de energía.
La opción de dispositivos de agitación deberá considerarse en forma cuidadosa. Los difusores de burbujas pequeñas tienden a ser más eficientes en cuestión de energía que los de burbujas grandes, porque las burbujas pequeñas transfieren mayor cantidad de oxígeno. La conversión de los difusores de burbujas grandes o agitadores en un sistema de burbujas pequeñas, deberá disminuir al menos en un 25% los costos energéticos de la aireación del drenaje. Sin embargo, los difusores de burbujas pequeñas necesitan más mantenimiento que los de burbujas grandes, para conservarlos limpios y operando a su máxima eficiencia. En una planta, el tipo y composición de las aguas residuales indicará la mejor opción.
Existen otras medidas que pueden tomarse para mejorar la eficiencia del tratamiento secundario:
Instalar sistemas de control de la aireación. Estos sistemas optimizan el desempeño del tratamiento del agua, mediante el control y ajuste de la cantidad de aire introducido en las cuencas de aguas residuales.
Considerar el uso de una fosa de oxidación, cuando la planta opere con un sistema de laguna. Los sistemas de fosa de oxidación se consideran eficientes y fáciles de operar y no hacen ruido ni crean problemas de olor. En los sistemas de laguna, a diferencia de los sistemas de tanques, deberá tenerse cuidado de no contaminar los acuíferos, los lagos o los ríos.
Optimizar el flujo del agua, cuando la planta tenga filtros aeróbicos granulares que requieren que las aguas residuales sean recirculadas a través del filtro. La recirculación de las aguas residuales puede reducirse cuando la carga de una planta es más baja, por ejemplo, durante la noche. Sin embargo, las tasas de flujo deben ser adecuadas para mantener el crecimiento de las bacterias.
Reducir el agua en el lodo cloacal secundario, para minimizar el bombeo y los costos de disposición final de los desechos.
Si se está considerando el lodo cloacal activado de aireación prolongada, también deberá evaluarse la opción de lodo cloacal activado convencional, porque la aireación prolongada necesita tanques de aireación cuatro a seis veces más grandes que el sistema convencional, consumiendo cuatro a seis veces más energía.
Si existe terreno disponible y el sistema de estanque es una opción a considerar, es importante hacer notar que los estanques facultativos y anaeróbicos no consumen energía, mientras que los estanques aireados necesitan alrededor de 3 a 6 kWh/m3.