Sistema de tratamiento aeróbico

Un sistema de tratamiento aeróbico ( ATS ), a menudo llamado sistema séptico aeróbico, es un sistema de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala similar a un sistema de tanque séptico , pero que utiliza un proceso aeróbico para la digestión en lugar del proceso anaeróbico utilizado únicamente en los sistemas sépticos. Estos sistemas se encuentran comúnmente en áreas rurales donde no hay alcantarillas públicas disponibles y pueden usarse para una sola residencia o para un pequeño grupo de viviendas.

A diferencia del sistema séptico tradicional, el sistema de tratamiento aeróbico produce un efluente secundario de alta calidad, que puede esterilizarse y utilizarse para riego superficial. Esto permite una mayor flexibilidad en la ubicación del campo de lixiviación , además de reducir el tamaño requerido del campo de lixiviación hasta a la mitad. ^[1]

El proceso ATS generalmente consta de las siguientes fases: ^[2]

• Etapa de pretratamiento para eliminar sólidos de gran tamaño y otras sustancias indeseables.
• Etapa de aireación, donde las bacterias aeróbicas digieren los desechos biológicos.
• La etapa de sedimentación permite que los sólidos no digeridos se sedimenten, lo que forma un lodo que debe eliminarse periódicamente del sistema.
• Etapa de desinfección, en la que se mezcla cloro o desinfectante similar con el agua para producir un producto antiséptico. Otra opción es la desinfección por rayos ultravioleta, en la que el agua se expone a la luz ultravioleta dentro de una unidad de desinfección por rayos ultravioleta.

La etapa de desinfección es opcional y se utiliza cuando se requiere un efluente estéril, como en los casos en que el efluente se distribuye por encima del suelo. El desinfectante que se utiliza normalmente son pastillas de hipoclorito de calcio , que se fabrican especialmente para sistemas de tratamiento de residuos. ^[3] Las pastillas están diseñadas para descomponerse rápidamente con la luz solar. Las formas estabilizadas de cloro persisten después de que se dispersa el efluente y pueden matar las plantas en el campo de lixiviación.

Dado que el sistema de tratamiento de aguas residuales contiene un ecosistema vivo de microbios que digieren los desechos del agua, el uso excesivo de elementos como lejía o antibióticos puede dañar el entorno del sistema y reducir la eficacia del tratamiento. También se deben evitar los elementos no digeribles, ya que se acumularán en el sistema y requerirán una eliminación más frecuente de los lodos. ^[4]

Los sistemas aeróbicos de pequeña escala generalmente utilizan uno de dos diseños: sistemas de película fija o sistemas aeróbicos de flujo continuo y crecimiento suspendido (CFSGAS). El pretratamiento y el manejo de efluentes son similares para ambos tipos de sistemas, y la diferencia radica en la etapa de aireación. ^[1]

Los sistemas de película fija utilizan un medio poroso que proporciona un lecho para soportar la película de biomasa que digiere el material de desecho en las aguas residuales. Los diseños de los sistemas de película fija varían ampliamente, pero se dividen en dos categorías básicas (aunque algunos sistemas pueden combinar ambos métodos). El primero es un sistema en el que el medio se mueve en relación con las aguas residuales, sumergiendo alternativamente la película y exponiéndola al aire, mientras que el segundo utiliza un medio estacionario y varía el flujo de aguas residuales de modo que la película se sumerja y se exponga al aire alternativamente. En ambos casos, la biomasa debe estar expuesta tanto a las aguas residuales como al aire para que se produzca la digestión aeróbica. La propia película puede estar hecha de cualquier material poroso adecuado, como plástico formado o turba . Los sistemas simples utilizan medios estacionarios y dependen de un flujo de aguas residuales intermitente impulsado por la gravedad para proporcionar una exposición periódica al aire y a las aguas residuales. Un sistema de medios móviles común es el contactor biológico rotatorio (RBC), que utiliza discos que giran lentamente sobre un eje horizontal. Casi el 40 por ciento de los discos están sumergidos en un momento dado y el eje gira a una velocidad de una o dos revoluciones por minuto. ^[1]

Los sistemas CFSGAS, como su nombre lo indica, están diseñados para manejar un flujo continuo y no proporcionan un lecho para una película bacteriana, sino que dependen de las bacterias suspendidas en las aguas residuales. La suspensión y la aireación suelen estar a cargo de una bomba de aire, que bombea aire a través de la cámara de aireación, lo que proporciona una agitación constante de las aguas residuales además de la oxigenación. A algunos sistemas diseñados para manejar niveles de biomasa más altos de lo normal en las aguas residuales se les puede agregar un medio para promover el crecimiento de bacterias en una película fija. ^[1]

Otro uso cada vez más común del tratamiento aeróbico es la remediación de sistemas sépticos anaeróbicos defectuosos o con fallas, mediante la modernización de un sistema existente con una característica aeróbica. Esta clase de producto, conocido como remediación aeróbica, está diseñado para remediar sistemas de distribución anaeróbicos con fallas biológicas o con fallas, reduciendo significativamente la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) y los sólidos suspendidos totales (SST) del efluente. La reducción de la DBO5 y los SST revierte la biocapa desarrollada. Además, el efluente con alto contenido de oxígeno disuelto y bacterias aeróbicas fluye hacia el componente de distribución y digiere la biocapa.

Los inodoros de compostaje están diseñados para tratar únicamente los desechos del inodoro, en lugar de las aguas residuales residenciales generales, y generalmente se utilizan con inodoros sin agua en lugar de los inodoros con cisterna asociados con los tipos anteriores de sistemas de tratamiento aeróbico. Estos sistemas tratan los desechos como un sólido húmedo, en lugar de en suspensión líquida, y por lo tanto separan la orina de las heces durante el tratamiento para mantener el contenido de humedad correcto en el sistema. Un ejemplo de inodoro de compostaje es el clivus multrum ( en latín , "cámara inclinada"), que consiste en una cámara inclinada que separa la orina y las heces y un ventilador para proporcionar una ventilación positiva y evitar que los olores se escapen a través del inodoro. Dentro de la cámara, la orina y las heces se descomponen de forma independiente no solo por bacterias aeróbicas, sino también por hongos , artrópodos y lombrices de tierra . Los tiempos de tratamiento son muy largos, con un tiempo mínimo entre extracciones de desechos sólidos de un año; durante el tratamiento, el volumen de los desechos sólidos se reduce en un 90 por ciento, y la mayoría se convierte en vapor de agua y dióxido de carbono. Los patógenos se eliminan de los residuos mediante los largos periodos de tiempo en condiciones inhóspitas en la cámara de tratamiento. ^[5]

La etapa de aireación y la etapa de desinfección son las principales diferencias con un sistema séptico tradicional; de hecho, un sistema de tratamiento aeróbico puede utilizarse como un tratamiento secundario para el efluente del tanque séptico. ^[1] Estas etapas aumentan el costo inicial del sistema aeróbico, y también los requisitos de mantenimiento sobre el sistema séptico pasivo. A diferencia de muchos otros biofiltros , los sistemas de tratamiento aeróbico requieren un suministro constante de electricidad para impulsar la bomba de aire, lo que aumenta los costos generales del sistema. Las tabletas desinfectantes deben reemplazarse periódicamente, así como los componentes eléctricos (compresor de aire) y los componentes mecánicos (difusores de aire). En el lado positivo, un sistema aeróbico produce un efluente de mayor calidad que un tanque séptico y, por lo tanto, el campo de lixiviación puede ser más pequeño que el de un sistema séptico convencional, y el efluente puede descargarse en áreas demasiado sensibles ambientalmente para el efluente del sistema séptico. Algunos sistemas aeróbicos reciclan el efluente a través de un sistema de rociadores , utilizándolo para regar el césped donde las regulaciones lo aprueban.

Dado que el efluente de un ATS suele descargarse en la superficie del campo de lixiviación, la calidad es muy importante. Un ATS típico, cuando funciona correctamente, producirá un efluente con menos de 30 mg/litro de DBO5, 25 mg/L de SST y 10 000 UFC/ml de bacterias coliformes fecales . Esto es lo suficientemente limpio como para que no pueda soportar una biocapa o una capa de "limo" como un tanque séptico. ^[6]

El efluente de ATS es relativamente inodoro; un sistema que funcione correctamente producirá efluente que huele a humedad, pero no a aguas residuales. El tratamiento aeróbico es tan eficaz para reducir los olores que es el método preferido para reducir el olor del estiércol producido por las granjas. ^{[7] [8] [9]}

• Lista de tecnologías de tratamiento de aguas residuales

• Unidades de tratamiento aeróbico en la Northern Arizona University