El gran banquete: la depuración de las aguas residuales como nunca antes se ha contado
MÉDICO DEL AGUA y DOCTOR EN QUÍMICA. Director de Servicios Tecnológicos de la Fundación CENTA. 36 años de experiencia en el tratamiento de las aguas residuales, especialmente de los vertidos generados en las pequeñas aglomeraciones urbanas.
La siguiente ecuación bioquímica (elegante pero fría), describe el tratamiento biológico de las aguas residuales, vía aerobia:
COHNS + O2 + Bacterias = CO2 + H2O + NH3 + Nuevas bacterias + Energía
Una ecuación bioquímica, elegante pero fría, describe el tratamiento de las aguas residuales
En ella, COHNS representa los principales elementos químicos presentes en las aguas a tratar, que son oxidados bioquímicamente, con el concurso de bacterias, para obtener los correspondientes productos de oxidación, energía y nuevas bacterias (a las que familiarmente llamaremos lodos o fangos).
De forma gráfica, y simplista, podemos decir que juntamos en un reactor biológico tres ingredientes básicos (agua residual, bacterias y oxígeno) en las debidas proporciones, para obtener dos corrientes finales: agua depurada y lodos. Quedando retenidos en estos lodos una gran parte de los contaminantes inicialmente presentes en las aguas.
El tratamiento aerobio de las aguas residuales
Si bien, esta es la versión oficial del tratamiento aerobio de las aguas residuales, de un tiempo a esta parte, en las numerosas ocasiones en que hablo sobre este tema en el ejercicio de mi bendita profesión de Médico del Agua, recurro a un símil, que quizá no sea tan elegante como la anterior ecuación bioquímica, pero que estimo que sí que es más cálido y cercano. Este símil queda recogido en la siguiente figura.
El tratamiento aerobio de las aguas residuales desde otro punto de vista
Ahora, el clásico reactor (o cuba biológica) se convierte en un salón de celebraciones, en el que los comensales son las bacterias y las viandas la parte biodegradable de las aguas residuales. Un aparato de aire acondicionado se encarga de que los comensales se encuentren a gusto, para llevar a cabo su ingente tarea gastronómica.
«Ahora el reactor biológico se convierte en un salón de celebraciones»
En estas condiciones, los comensales, una vez saciado su voraz apetito, se entregan desenfrenadamente a reproducirse (en condiciones apropiadas pueden dividirse cada 15-30 minutos, cifras que ya quisiéramos los futuros pensionistas para la tasa de natalidad en España). Al mismo tiempo, los comensales van desarrollando fuertes vínculos unos con otros, lo que les facilita la formación de agregados (flóculos) más densos que el agua. Esto permite, en una última etapa, la separación por acción de la gravedad de estos agregados (lodos), de las aguas ya tratadas.
Según la disposición de los comensales en el salón, se distinguen dos tipos básicos de banquetes: aquel en los que los comensales se encuentran de pie, lo que fomenta su movilidad y la búsqueda de las apetecidas viandas, y otro, más clásico, en los que los comensales se encuentran cómodamente sentados (formando un biofilm) y son las viandas las que van pasando ante sus ojos. Para este último tipo de banquete me vienen a la memoria imágenes de la película “El festín de Babette”, y quién sabe si el término biofilm tendrá algo que ver con esto.
Cuando los comensales están de pie, los técnicos del agua hablan de sistemas de biomasa en suspensión (lodos activos en sus diversas modalidades), mientras que cuando se encuentran sentados se habla de sistemas de biomasa adherida (lechos bacterianos, CBR, MBBR).
Los comensales que se mantienen de pie, con el tiempo (unas 6 -24 horas, dependiendo de la modalidad del tratamiento), son arrastrados hacia la zona de salida del salón, por lo que para mantener una relación dada entre viandas y comensales (la famosa carga másica), se procede a devolver al salón a parte de los comensales (recirculación). Aquí el destino, como en la propia vida humana, juega un papel importante, agraciando a los comensales con suerte dispar, pues mientras algunos pasan varias veces por el salón para disfrutar de las ricas viandas, a algunos tan solo se les permite saciarse en única ocasión.
A los comensales que abandonan definitivamente el salón, por si fuera poca su desgracia, se les antepone el temible ex- (de connotaciones tan negativas), y despectivamente se les denomina a partir de este momento, fangos o lodos en “ex-ceso”.
Cuando los comensales se encuentran cómodamente sentados, formando parte del biofilm, llega un momento en que ya no hay sillas para todos, por lo que algunos deben levantarse de la mesa, salen del salón y acaban como lodos en “ex-ceso”. En este caso, dada la gran cantidad de invitados que siguen sentados a la mesa, no se requiere la recirculación de comensales al salón de celebraciones.
En este especial banquete, el responsable de su celebración (operador de EDAR/PTAR), no debe preocuparse por la concurrencia de comensales y viandas, pues ambos acuden de forma continua y conjunta al salón. Su preocupación, especialmente por el coste que ello supone, se centra en mantener en operación el aparato de aire acondicionado, requisito imprescindible para preservar las condiciones aerobias requeridas por los comensales.
A este tipo de tratamientos de las aguas residuales se ha acordado denominarlos intensivos, en referencia a la poca superficie que requiere el salón para el consumo de una gran cantidad de viandas. El aporte continuo de aire (21% de oxígeno), acelera la elegante (pero fría) ecuación bioquímica del comienzo, lo que hace que el espacio requerido para el salón de celebraciones sea reducido. Como desventaja, aparte del elevado consumo energético para el aporte del oxígeno, este ir más rápido genera una mayor cantidad de residuos (los lodos o fangos en “ex-ceso”).
Pero también existe otro tipo de celebraciones en las que no se recurre al empleo de equipos de aire acondicionado, sino que se deja el necesario y vital aporte de oxígeno en manos de sistemas naturales. Esto no debe sorprendernos, pues no olvidemos que, hoy por hoy, el oxígeno que respiramos proviene de uno de estos sistemas (fotosíntesis).
Bacteria en un tratamiento extensivo apañándose el oxígeno de forma natural
En este caso, la elegante (pero fría) ecuación bioquímica, transcurre a velocidad natural, los comensales son menos ávidos a la hora de devorar las viandas, lo que hace necesario el disponer de salones más amplios. Ahora, el ahorro del responsable del salón en aire acondicionado, se contrapone con lo se debe gastar en adquirir un salón más espacioso. A este tipo de tratamientos los denominamos extensivos, en alusión a sus mayores requisitos de superficie.
Vamos terminando estimado lector y me gustaría conocer su opinión. ¿No le parece que esta forma de explicar el tratamiento aerobio de las aguas residuales es más cálida y cercana que la clásica y elegante (pero fría) ecuación bioquímica?
P.D.1. Al igual que el alimento de los artistas es el aplauso de su público entregado, para los blogueros de iAgua nuestro sustento espiritual son los “pinchazos” al corazón que aparece junto a nuestras publicaciones. Dado que si ha llegado hasta aquí, esto no le va a suponer mucho esfuerzo, y a mí me motivaría enormemente para ir maquinando mi próximo post, le agradecería que me “pinchase” el corazón. Eso sí, no olvide que antes debe estar registrado, e iniciar sesión.
P.D.2. Agradezco a Antonio López su colaboración artística en la confección de las bacterias de plastilina, que se muestran en la foto de cabecera.
P.D.3. Si desea ampliar conocimientos al respecto, no deje de leer: “Manifiesto bacteriano en defensa de nuestro reconocimiento”.