Nitrificación y desnitrificación en lodos activados de aguas residuales

Por Heather Jennings, PE

El gran teeter–de las aguas residuales es el ciclo de nitrificación y desnitrificación en los sistemas de aguas residuales de lodos activados. ¡Se necesitan ambos para convertir el amoníaco en nitrógeno gaseoso! Ambos procesos alimentan en de y se apoyan mutuamente, pero, en cierto modo, tienen necesidades contrapuestas.

La nitrificación consiste en arrancar el hidrógeno del amoniaco y añadir oxígeno para producir nitratos y nitritos: esto lo consiguen las bacterias que que llamamos nitrificantes. Puede que ya conozcas algunos de estos nitrificantes, tales como
Nitrosomonas, Nitrobacter
etc. I, personalmente, llaman a los nitrificantes las «divas» de las aguas residuales. Sólo pueden tolerar condiciones específicas para prosperar realmente–como un intervalo de pH de 6,5–8.0. También requieren 7,1 lb de alcalinidad por cada 1 lb de amoníaco oxidado, y prefieren temperaturas a 77°F con DO (niveles de oxígeno disuelto) superior a 2 mg/L. Los tiempos de retención deben ser superiores a cinco horas, y la F:M (alimento/microorganismo) ratios deben idealmente ser inferior a 0,25. Básicamente, ¡los nitrificadores piden a gritos que sus cafés con leche tengan una temperatura determinada y todo esté en su punto o se negarán a funcionar! Lamentablemente no puede despídelos. Nosotros tienen que aprender a satisfacer sus necesidades para conseguir cualquier nitrificación.

Los desnitrificantes, en cambio, consumen los nitratos y nitritos creados por los nitrificantes. Basicamente arrancan el oxígeno del nitratos y nitritos creados por los nitrificantes y no son tan exigentes con las condiciones ambientales como lo son las «divas» nitrificantes. Tienen sus exigencias, sin embargo. Cuando describí este proceso a mis hijos, mi hijo me miró y me dijo, «Entonces, ¿los desnitrificadores comen caca de nitrificador?» (Fuenteresante conversación durante la cena, por no decir otra cosa.)

Dos nitrificantes prefieren temperaturas entre 86°–95°F (30°-35°C) y OD inferiores a 0,5 mg/L. ¿Ya empiezas a ver los conflictos? Los desnitrificantes son útiles, aunque; no sólo eliminan el oxígeno ligado al nitrógeno de los nitratos y nitritos (liberando el nitrógeno en forma de gas), las desnitrificadoras también recuperan ¡la mitad de la alcalinidad utilizada durante la nitrificación! Las necesidades contrapuestas de nitrificantes y desnitrificantes son por qué muchos sistemas de lodos activados tienen cuencas separadas para la nitrificación y la desnitrificación, or, como mínimo, zonas anóxicas tras zonas aireadas.

Aunque es posible nitrificar y desnitrificar en la misma cuenca, vas a tener que encontrar el punto de compromiso o equilibrio en tus prácticas de funcionamiento para acomodar ambas cosas; de ahí, el teeter–comentario de totter al principio de este blog. Pero este equilibrio es una parte esencial parte del «arte» de la gestión de las aguas residuales gestión de las aguas residuales, y no no sería ¡sería divertido sin él!