Tras el tratamiento biológico, las aguas residuales ingresan al tanque de sedimentación secundaria (TSS) para la separación de lodos y agua. Solo se puede liberar el efluente clarificado que cumple con las normas. Al mismo tiempo, se debe suministrar una cierta concentración de lodos de retorno a la planta de tratamiento biológico. Por lo tanto, el rendimiento del TSS afecta directamente el funcionamiento del sistema de lodos activados.
1. Concepto y función de los tanques de sedimentación secundaria
1.1 Definición de tanque de sedimentación secundaria
Los tanques de sedimentación en el tratamiento de aguas residuales se clasifican, según su ubicación en el proceso de tratamiento, en tanques de sedimentación primaria y tanques de sedimentación secundaria. Los tanques primarios suelen ubicarse después de los desarenadores y antes de los reactores biológicos, mientras que los tanques de sedimentación secundaria se ubican después del tratamiento biológico y antes del tratamiento avanzado o el vertido.
Tras el tratamiento biológico, las aguas residuales entran en el tanque de sedimentación secundaria para la separación de lodos y agua. El agua clarificada que cumple con las normas se descarga, y parte de los lodos se devuelve al tanque de tratamiento biológico para mantener la actividad microbiana. Por lo tanto, el rendimiento del tanque de sedimentación secundaria es crucial para la eficiencia del sistema de lodos activados.
Los tipos comunes de tanques de sedimentación secundaria incluyen los tanques rectangulares de sedimentación de flujo horizontal, los tanques circulares de sedimentación,etc
1.2 Función de los Tanques de Sedimentación Secundaria
Las principales funciones de un Tanque de Sedimentación Secundaria (TSS) son: Clarificar el licor mezclado tratado biológicamente separando los sólidos del agua. Concentrar los lodos para su recirculación.
Como etapa crítica en el tratamiento de sólidos suspendidos, un diseño deficiente del TSS comprometerá la sedimentación y la separación. Una concentración ineficaz de lodos reducirá la biomasa que regresa al tanque biológico, lo que resulta en menores concentraciones de licor mezclado y un rendimiento deficiente del tratamiento, lo que finalmente afecta la calidad del efluente.
2. Clasificación y Requisitos de Diseño
Requisitos de Diseño para los TSS:
Tasa de Carga Hidráulica Superficial: Típicamente 0,6–1,5 m³/(m²·h). Para aguas residuales industriales, este valor debe ajustarse según la calidad del agua.
Tasa de Carga de Sólidos: Para garantizar una concentración efectiva de lodos para el retorno, se suele usar un valor de diseño de 150 kg/(m²·d). Los tanques de flujo radial pueden permitir hasta 200 kg/(m²·d), pero no más.
Profundidad del agua lateral: Debe ser de 2,5 a 4 m, dependiendo de la capacidad de tratamiento y el tiempo de retención. Para tanques circulares: Diámetro de 10 a 20 m: profundidad de 3,0 m; Diámetro de 20 a 30 m: profundidad de 3,5 m; Diámetro >30 m: profundidad de 4,0 m. Si no se pueden cumplir los requisitos de profundidad, se debe reducir la carga superficial para mantener el tiempo de retención.
Carga del vertedero: Debe ser inferior a 1,7 L/(m²·s). Para tanques de flujo radial, se puede aceptar hasta 3,4 L/(m²·s).
Volumen de la zona de lodos: Para sistemas de lodos activados: se calcula con base en un volumen de lodos de 2 a 4 horas y debe contar con una remoción continua. Para procesos de biopelícula: con base en un volumen de lodos de 4 horas.
Equipo de retorno de lodos: Para reducir el consumo de energía, utilice dispositivos de baja elevación y alto caudal, como bombas de tornillo o bombas de flujo axial. En sistemas de elevación por aire, se pueden utilizar bombas de elevación por aire para simplificar el mantenimiento.
3. Parámetros de monitoreo rutinario
El rendimiento del SST debe monitorearse utilizando los siguientes parámetros:
pH: Ligeramente inferior a los valores del afluente, típicamente entre 6 y 9.
Sólidos suspendidos (SS): Debe ser <30 mg/L en condiciones normales de operación; no debe exceder los 50 mg/L.
Oxígeno disuelto (OD): Inferior al del tanque biológico debido al consumo de oxígeno por parte de los microbios.
Nitrógeno amoniaco y fosfatos: Deben cumplir con las normas nacionales de efluentes. Clase 1A: Nitrógeno amoniaco <5 (u 8) mg/L, Fosfatos <0,5 mg/L.
Sustancias tóxicas: Deben cumplir con los límites nacionales de vertidos tóxicos.
Nivel de lodos: Los medidores de nivel de lodos en línea pueden automatizar el control del exceso de lodos.
Claridad (Transparencia): Indicador visual de la calidad del efluente.
4. Operación y gestión de las estaciones de bombeo de aguas residuales (SST)
Revise y ajuste periódicamente la distribución del afluente para garantizar un flujo uniforme hacia cada estación de bombeo de aguas residuales (SST).
Inspeccione y limpie las tolvas de espuma; asegúrese de que el raspador de espuma y el deflector funcionen correctamente.
Revise y nivele las placas de los vertederos para evitar flujos irregulares y cortocircuitos. Elimine la espuma y la biopelícula de los vertederos y los canales de salida.
Durante las inspecciones, observe: la altura de la interfaz de lodos; la cantidad de lodos en suspensión; los fenómenos de ascenso/flotación de lodos; y tome medidas correctivas de inmediato si detecta anomalías.
Escuche si hay ruidos anormales en el equipo de raspado/remoción de lodos. Revise si hay piezas sueltas y repárelas según sea necesario.
Realice el vaciado y mantenimiento anual de los tanques de almacenamiento de agua subterránea (SST) para inspeccionar los equipos submarinos, las tuberías, el fondo del tanque y sus interfaces.
Antes de vaciar tanques con niveles altos de agua subterránea, confirme las condiciones de las aguas subterráneas para evitar su ascenso. Podría ser necesario desaguar con antelación.
Realice análisis químicos y pruebas oportunas según las normas de monitoreo.