Un reactor de fangos activos no se opera con una consigna fija. Es un proceso biológico, y su rendimiento depende del equilibrio entre la carga que entra, la población de microorganismos que la degrada y las condiciones en que trabaja.
Ese equilibrio se gobierna con cinco parámetros. Conocerlos es la diferencia entre operar la planta y limitarse a vigilarla.
1. Carga másica
Relaciona la materia orgánica que entra cada día con la cantidad de microorganismos disponibles para degradarla. Es, en esencia, cuánto alimento hay por cada unidad de biomasa.
Con carga másica alta, las bacterias tienen alimento abundante, crecen rápido y producen mucho fango, pero el flóculo se forma peor y la depuración es menos completa.
Con carga másica baja, la biomasa está en déficit de alimento, consume sus propias reservas, produce menos fango y decanta mejor. A cambio, el reactor necesita más volumen y más aireación.
Es el parámetro de diseño principal: de él dependen el volumen del reactor y el tipo de proceso.
2. Edad del fango
Es el tiempo medio que un microorganismo permanece en el sistema, y se controla mediante la purga: cuanto más fango se extrae, menor es la edad.
Determina qué poblaciones bacterianas pueden establecerse. Es especialmente relevante para la nitrificación: las bacterias nitrificantes crecen despacio, y si la edad del fango es demasiado baja se lavan del sistema antes de poder multiplicarse. Sin ellas no hay eliminación de nitrógeno amoniacal.
La temperatura influye directamente: en invierno el crecimiento se ralentiza y hace falta una edad del fango mayor para mantener la nitrificación.
3. Concentración de biomasa (MLSS)
Es la concentración de sólidos en suspensión en el licor mezcla, y sirve como medida práctica de cuánta biomasa hay en el reactor.
Es el parámetro que se mide a diario, y junto con la carga de entrada permite calcular la carga másica. Se ajusta con la recirculación de fangos desde el decantador y con la purga.
Una concentración excesiva sobrecarga el decantador secundario y arrastra sólidos al efluente. Una insuficiente deja el reactor sin capacidad de degradación ante una punta de carga.
4. Oxígeno disuelto
Es el parámetro con más efecto sobre el consumo energético, porque la aireación concentra la mayor parte del consumo eléctrico de la planta.
Debe ser suficiente para que las bacterias trabajen sin limitación, y no más. Una consigna elevada «por si acaso» es aire que se aporta y no se aprovecha, mantenido durante todas las horas del año.
El control en lazo cerrado sobre la medida real, con consignas ajustadas al régimen de carga y variables a lo largo del día, es la actuación con mejor retorno en una instalación existente.
5. Índice volumétrico de fangos
Mide cuánto volumen ocupa el fango tras decantar durante un tiempo definido. Es el indicador de la decantabilidad, que es donde se manifiestan los problemas del proceso.
Un valor alto indica un fango que ocupa demasiado y decanta mal, lo que anticipa arrastre de sólidos al efluente. Es la señal característica del bulking o esponjamiento, provocado normalmente por el crecimiento excesivo de bacterias filamentosas.
Es un ensayo sencillo, de probeta, y una de las herramientas más útiles del explotador: avisa antes de que el problema aparezca en el análisis del efluente.
Los problemas y su lectura
- Bulking filamentoso. Índice volumétrico alto, fango que no compacta. Suele relacionarse con carga másica baja, déficit de oxígeno o de nutrientes. Se corrige ajustando esas condiciones, no añadiendo reactivo.
- Crecimiento disperso. El flóculo no llega a formarse y el efluente sale turbio. Apunta a carga másica excesiva o a presencia de un compuesto inhibidor.
- Fangos flotantes en el decantador. Suelen indicar desnitrificación no controlada en el decantador: el nitrógeno gas formado arrastra el fango a superficie. Se corrige con la purga y la recirculación.
- Espumas en superficie. Asociadas a determinadas bacterias filamentosas y a edades del fango elevadas.
Lo que hace falta para operar así
Medida en continuo de caudal y oxígeno disuelto, analítica periódica de la carga de entrada y del efluente, y el ensayo de decantabilidad como rutina.
Con esos datos, el ajuste de purga, recirculación y aireación deja de ser una reacción a los problemas y pasa a ser una decisión de operación.
Cuando se plantea un cambio en el proceso, un ensayo con planta piloto sobre el agua real permite validarlo sin arriesgar el cumplimiento del vertido.
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