filtros biologicos inundados

INTRODUCCIÓN

Los filtros biológicos inundados son unos sis-temas de depuración que están consiguiendo bue-nos resultados en el tratamiento de aguas residua-les, proporcionando rendimientos que pueden al-canzar el 95% en eliminación de DBO5 y del 90%en eliminación de SS. (Dillon and Thomas. 1989).

Su utilización presenta, entre otras, las si-guientes ventajas frente a otros sistemas como loslechos bacterianos y los fangos activos (Hontoria etal, 1995; Vedry et al, 1993):

– El sistema permite combinar la reducción dela contaminación biológica con la clarificación delagua, eliminando la decantación secundaria. Traba-ja con cargas orgánicas e hidráulicas mayores. To-do esto se traduce en reducciones del volumen delreactor biológico de hasta cuatro veces con respec-to a otros sistemas y hasta más de dos veces la su-perficie de la instalación.

– Se puede aplicar tanto para la eliminaciónde contaminación orgánica como para la eli-minación de materia nitrogenada amoniacal.– Aumenta la flexibilidad de la depuración.– Se consigue una puesta en marcha del siste-ma en un corto período de tiempo.– Acepta mayor cantidad de inhibidores, asícomo una menor relación DBO5/DQO.– Facilidad para automatizar este sistema. – Eliminación del problema de flotabilidad defangos.– Reduce el consumo energético para la airea-ción del reactor.

Las actuales investigaciones en torno a los fil-tros biológicos inundados se centran en el estudiode nuevos materiales que permitan mejorar los ni-veles de depuración y que sean una alternativa a losque hasta el momento se están utilizando y que tie-nen unos elevados costes de adquisición, incremen-tando los costes de primera instalación de este tipode plantas.

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Resumen:En este trabajo se recogen los resultados obtenidos al estudiar dos nuevos materiales para su uti-lización como soportes en lechos inundados, aplicados en la depuración de aguas residuales ur-banas. Al elegir los materiales se pensó en la posibilidad de utilizar residuos procedentes de dis-tintas actividades humanas, concretamente plástico reciclado de coberturas agrícolas y residuos defábricas de ladrillos, tratados y seleccionados de forma adecuada para obtener una granulometría,permeabilidad y degradabilidad determinada y uniforme. Los resultados obtenidos muestran ren-dimientos de eliminación del 86% en DBO5 y del 94% en SS, con el relleno plástico y del 92% enDBO5 y del 91% en SS con el relleno cerámico. Esto significa el buen funcionamiento y posible uti-lización de estos materiales como soportes de filtros biológicos inundados en la depuración deaguas, aunque es necesario llevar a cabo algunas mejoras en los materiales y en el funcionamien-to del sistema para conseguir resolver algunos problemas detectados.

Palabras clave: depuración, aguas residuales, biofiltros, filtros inundados, lechos sumergidos.

Departamento de Ingeniería Civil. Universidad de Granada. 180071 Granada. Telf.: 958 24 61 53. Fax: 958 24 61 38. E-mail: [email protected], [email protected]ículo recibido el 18 de junio de 1997, recibido en forma revisada el 5 de marzo de 1999 y el 24 de enero de 2000 y aceptado para su publicación el 8de mayo de 2000. Pueden ser remitidas discusiones sobre el artículo hasta seis meses después de la publicación del mismo siguiendo lo indicado en las“Instrucciones para autores”. En el caso de ser aceptadas, éstas serán publicadas conjuntamente con la respuesta de los autores.

DEPURACIÓN DE AGUAS CON FILTROS INUNDADOS.

UTILIZACIÓN DE NUEVOS MATERIALESMontserrat Zamorano y Ernesto Hontoria

¿QUÉ SON LOS FILTROS BIOLÓGICOSINUNDADOS?

Dentro de los sistemas de depuración biológi-cos más utilizados se encuentran los basados enprocesos de biopelícula, en los que los microorga-nismos encargados de la depuración se adhieren aun soporte inerte. La aplicación más conocida sonlos lechos bacterianos en los que el medio de so-porte suele ser grava, escoria en pequeñas plantasy más recientemente plástico moldeado de diver-sas formas para todo tipo de población que buscanmayor superficie específica y resistencia. En estecaso la concentración de biomasa responsable de ladepuración va a depender de la superficie específi-ca del medio soporte, que debe tener un índice dehuecos suficiente que permita el paso del aire paramantener las condiciones aerobias en todo el lecho.(González y Duque, 1992).

El lecho bacteriano tiene como ventaja laaceptación de aguas difícilmente biodegradables,permitiendo alcanzar unos buenos rendimientos deeliminación de DBO5, aunque con la aplicación decargas volúmicas relativamente bajas, siendo portanto necesarios volúmenes de reactor importantes,traduciéndose en grandes necesidades de superficiepara poblaciones elevadas, a las que hay que sumarla necesidad de una decantación secundaria. Con lafinalidad de minimizar estos “inconvenientes” seha diseñado el denominado filtro biológico sumer-gido aireado, que difiere de un filtro percolador,que funciona con el medio relleno sumergido, em-pleándose un medio granular de tamaño aproxima-damente 5 mm. y una aireación forzada. En este sis-tema se produce una unificación en el mismo reac-tor de la eliminación de materia orgánica y filtra-ción permitiendo de esta forma la posible elimina-ción de la decantación secundaria. En este sistemase introduce en el reactor agua residual, tras una de-cantación primaria, bien por la parte superior o in-ferior del lecho, según sea un filtro con flujo des-cendente o ascendente, mientras que el aire se in-troduce por la parte inferior del mismo. El agua y elaire funcionan por tanto a contracorriente o a co-co-rriente, respectivamente (Rogalla y Sibony, 1992).Ver figuras 1 y 2 (Hernández Lehmann, 1997).

Un relleno adecuado debe proporcionar unasuperficie específica elevada así como una estruc-tura porosa que permita un importante crecimientoy desarrollo de la biomasa encargada de la depura-ción hasta cuatro veces superior a la concentraciónque se consigue con los sistemas de crecimiento ensuspensión.

A medida que el filtro funciona se va produ-ciendo una colmatación del mismo, tanto por lossólidos en suspensión retenidos, como por el creci-miento de la biomasa que va ocupando los espacioslibres, peligrando el estado aerobio del filtro así co-mo el paso del efluente, por lo que van a ser nece-sarios los lavados periódicos de los filtros biológi-cos, para lo cual se utiliza un automatismo de lava-do que se dispara cuando se alcanza una pérdida decarga previamente establecida. El aire y el agua uti-lizados para el lavado se introducen por la parte in-ferior del lecho (Canler y Perret, 1993).

MATERIALES Y MÉTODOS

MATERIALES DE SOPORTE DE LABIOPELÍCULA

Relleno plástico

La gran preocupación medioambiental denuestro grupo de trabajo hace que se busquen ma-teriales reciclados para su uso como soportes, quesirvan de base para el crecimiento de la biopelícula

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Montserrat Zamorano y Ernesto Hontoria

INGENIERÍA DEL AGUA · VOL. 8 · Nº 2 JUNIO 2001

Figura 1. Filtro a co-corriente

Figura 2. Filtro a contracorriente

y además cumplan con todos los condicionantes delos filtros biológicos inundados. De esta forma seapoya la nueva política en el tratamiento de resi-duos: fomentar la reducción en la producción de losmismos, para lo que se optará por la valorización yel reciclaje (Zamorano et al, 1996).

España se sitúa entre los principales producto-res europeos de productos hortofrutículas y, en con-secuencia, también entre los mayores consumido-res de plásticos agrícolas. Esto exige dar un trata-miento adecuado a los residuos de este tipo de ma-teriales una vez finalizada su vida útil. El recicladode estos plásticos consigue un doble beneficio am-biental: reducir el volumen de residuos que van avertedero y obtener nuevos plásticos mediante reci-claje lo que conlleva menores consumos de mate-rias primas y ahorros energéticos. Según datos deANARPLA (Asociación Nacional de Recicladoresde Plásticos), en 1994 se reciclaron en España18.230 Tm de plásticos procedentes del sector agrí-cola, volumen que representa un 14,1% sobre las128.815 Tm de plásticos que este sector consumióese mismo año. La capacidad de reciclaje actual seeleva hasta 34.000 Tm, utilizándose para filmes,tubos y accesorios principalmente. Andalucía es laregión donde más extendido está el concepto de laplasticultura, puesto que esta comunidad concentrael 72% de la superficie dedicada a ella siendo Al-mería la provincia más relevante con el 58% de lasuperficie española dedicada a invernaderos, Sevi-lla el 37% de acolchado de suelos y Huelva el 63%de los minitúneles. (PuntoMarket, 1998)

El único reciclaje de plásticos que se practicaen España es el llamado mecánico, más viable eco-nómicamente y tecnológicamente que el químico.El proceso de reciclaje de plásticos agrícolas se ini-cia con la recepción y almacenamiento de la mer-cancía. Posteriormente se realiza el triturado en pe-queños fragmentos de 20 a 30 mm. de diámetro queson lavados en balsas de agua, donde se decantanlas partículas ajenas al plástico, luego son secados ypor último se obtiene una granza mediante un pro-ceso de extrusión, acompañado de calor, realizán-dose la homogeneización de distintos lotes. (Punto-Market, 1998)

Uno de los materiales utilizados en esta inves-tigación ha sido la granza (figura 3) procedente delreciclado de plásticos agrícolas proporcionado porE.G.M.A.S.A (Los Palacios - Sevilla). Las caracte-rísticas de este material se resumen en los siguien-tes aspectos:

– Densidad 0’93-0’970 g/cm3

– Indice de fluidez 0’45-0’8 g/10 min– Cenizas < 4’5%– Color base natural y negro– Espesor 1 mm– Diámetro 5 mm– Tamaño uniforme de todas las partículas

Relleno cerámico

Otro tipo de residuos que está adquiriendo mu-cha importancia es el procedente de las demolicio-nes. Son residuos inertes y voluminosos que redu-cen la vida útil de los vertederos, por lo que es nece-sario fomentar su reciclado para evitar el vertido.

Dentro de este tipo de residuos se optó por losde tipo cerámico, concretamente ladrillo, dada sunaturaleza arcillosa. Este material fue proporciona-do por la empresa CERAMICAS SILES (Jun -Granada) y tras unas fases de machaqueo, seleccióngranulométrica en distintos tamaños, lavado y se-cado, el material resultante tuvo las siguientes ca-racterísticas:

– Densidad real 2’3 g/cm3

– Densidad saturada 2’9 g/m3

– Estructura porosa– Granulometría de 2 a 7 mm.

Resina impermeabilizadora

Con la finalidad de conseguir una disminu-ción de la densidad saturada del relleno cerámico seutilizó como material impermeabilizante una resinade base silano-siloxano, en un disolvente orgánico,producto que fue proporcionado por la empresaFOSROC, S.A. Este material se utiliza en una am-

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DEPURACIÓN DE AGUAS CON FILTROS INUNDADOS. UTILIZACIÓN DE NUEVOS MATERIALES


Figura 3. Relleno plástico

plia gama de estructuras de ingeniería civil y deedificación. Es un sistema de doble protección, elcual alcanza mediante combinación sinergística deuna imprimación penetrante hidrofóbica y una capade acabado. La imprimación aporta la principalprotección contra la penetración de cloruros e ionessulfatos. La capa de acabado refuerza las propieda-des de la imprimación y protege contra la carbona-tación y polución, a la vez que permite la transpira-ción; por otro lado todas las arcillas tienen nitratosque aparecen, en cantidad mínima, al contacto conel agua; con la impermeabilización se impide laaparición de estos nitratos.

Planta piloto

La investigación se llevó a cabo en una plantapiloto a escala semitécnica ubicada en la Depura-dora Sur de Granada que la empresa EMASAGRAtiene en esta ciudad. Esta planta piloto está forma-da por un filtro vertical de metacrilato transparente,de 30 cm. de diámetro y 3’70 m. de altura, que ha-ce la función de reactor biológico y donde se intro-duce el material filtrante. El agua, procedente deuna decantación primaria, se incorpora al trata-miento por la parte superior el tubo o bien por laparte inferior, según se trabaje en régimen de flujodescendente o ascendente respectivamente, permi-tiendo además la alternancia de flujo. Por la parteinferior del filtro se inyecta el aire de proceso me-diante difusores de burbuja gruesa que el materialde relleno se encarga de romper y distribuir, creán-dose de esta forma las condiciones aerobicas que seprecisan para que pueda desarrollarse la biopelícu-la responsable de la depuración. (Ver figura 4).

Los lavados se pueden realizar de forma ma-nual o automática gracias a un sistema de sensoresque permite que se disparen los ciclos de lavadocuando la pérdida de carga alcanza un valor previa-mente establecido. Los lavados se realizan conagua y aire desde el fondo del lecho. El proceso delavado del filtro es el siguiente:

1. Un sensor capta la elevación de la láminade agua e inmediatamente cierra la salida del aguadepurada y la entrada de aire de proceso.

2. Se introduce aire de lavado, regulable tantoen tiempo como en caudal, permitiendo un espon-jamiento del material de relleno y por tanto unadescolmatación del mismo, separando el material.

3. Terminada la aireación del filtro se introdu-ce agua y aire de lavado con caudal también regu-lable, hasta alcanzar la altura del sensor nº 1, consi-guiendo separar parte de la biopelícula del soporte;este proceso es sumamente delicado ya que un ex-ceso o efecto puede producir, respectivamente, unatardanza de puesta en marcha y de los rendimientosadecuados, o una colmatación rápida.

4. Finalmente se vuelve a introducir agua delavado hasta que sifone el conducto de limpieza,quedando después del sifonado el agua a la alturade la alcachofa de entrada al sifón, y se detecta enotro sensor que actúa sobre el contador de lavados,volviendo a iniciarse un nuevo ciclo, así hasta con-sumir los ciclos de lavado que hay que llevar a ca-bo en cada uno de ellos.

En número de ciclos, el caudal de agua y airede lavado, así como la pérdida de carga fijada parainiciar el lavado, son variables que pueden modifi-carse y que normalmente están optimizados paracada tipo de material en particular.

Decantador secundario

El agua a la salida del filtro se recoge en untanque que hace la función de decantador secunda-rio y de depósito para el agua tratada que se utiliza-rá en los lavados del filtro. Los parámetros de fun-cionamiento del decantador son los propios de unode tipo estático:

- Tiempo de retención- Velocidad ascensional

Agua de proceso

Como se ha indicado estos trabajos se lleva-

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Figura 4. Planta piloto

2-4 horas1-2 m/h

ron a cabo en una de las instalaciones que depuranlas aguas residuales de la ciudad de Granada; se tra-ta de una instalación tipo fangos activos. El aguautilizada para la planta piloto procede de la decan-tación primaria de la instalación principal con la si-guiente caracterización:

Toma de muestras y procedimientosanalíticos

Fase I: Relleno plástico

Se trabajó con una altura de filtro de 1,80 m ycon alimentación de agua de proceso por la partesuperior e inferior, es decir, a contracorriente y co-corriente respectivamente.

Las muestras se tomaron directamente de lasalida del filtro biológico, por la parte inferior delmismo, para lo que se utilizó un automatismo quepermitía el muestreo integrado, con toma de mues-tras cada 6 horas. Gracias a esto tomó una muestraintegrada diaria.

Con flujo descendente fue necesario dejar de-cantar la muestra durante dos horas antes de reali-zar la analítica ya que se recogía mucho fango porla parte inferior del lecho.

Con flujo ascendente no fue necesaria la de-cantación o clarificación secundaría.

Los parámetros analizados fuero pH (in situ),DBO5, DQO y SS, para lo que se utilizaron las téc-nicas analíticas establecidas por el STANDARDMETHODS. (APHA, 1992)

Fase II: Relleno cerámico

Se trabajó con una altura de filtro de 1’80 m.y con granulometrías de 2 a 5 mm y de 5 a 7 mm.Se estudió tanto el funcionamiento del filtro a co-corriente como a contracorriente.

Las muestras se tomaron también directamen-te en la salida del filtro biológico tal y como se hadescrito para la Fase I.

Además de esta toma de muestras diaria se hi-cieron varias campañas analíticas consistentes en

muestreos cada dos horas durante jornadas de 12horas, tanto del agua de entrada al lecho como desalida con la finalidad de conocer la capacidad derecuperación del mismo tras los lavados. Tambiénse tomaron muestras a distintas alturas del lecho (0,0’5, 1, 1’5 y 1’8 m del punto de entrada de agua alreactor) con la finalidad de optimizar la altura derelleno.

Los parámetros analizados son los mismosque los indicados en la Fase I. También se estudióla sedimentabilidad del fango.

OBJETIVOS

Los objetivos que se fijaron para este trabajoson los siguientes:

1. Estudio del comportamiento de los materia-les en aguas residuales.

El estudio del comportamiento de los materia-les debe ser el primer paso a estudiar, dada la agre-sividad de las aguas residuales y las característicasde los materiales. Este estudio nos dará a conocer:

– El comportamiento a la disgregación– El comportamiento frente a los lavados– La fijación de biopelícula– La capacidad de retención de SS, es decir,de actuar como filtro

2. Comprobación del valor óptimo de los pa-rámetros de diseño, atendiendo a las variables pre-sentadas.

El conocimiento de la interrelación de las dife-rentes variables que intervienen en el proceso juntocon los máximos rendimientos, dará valores de usoen los parámetros de diseño. Este diseño y optimi-zación se realizó con los dos materiales indicados.En este proceso de optimización se pretenderá tam-bién deducir la banda de funcionamiento de la cargaorgánica e hidráulica para cada uno de los rellenos.

3. Optimización de los ciclos de lavado en ca-da uno de los casos.

La optimización de los procesos de lavado su-ponen un aspecto muy importante en la fase de ex-plotación del sistema.

4. Estudio de la posibilidad de eliminación deltratamiento de afino o clarificación con los rellenosconsiderados.

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DBO5

157 mg/l

SS

77 mg/lValor medio a la salida del

decantador primario (entrada a planta piloto)

Esto permitiría importantes reducciones desuperficie en la instalación de estas depuradoras,por lo que serían aptas para lugares con problemasde disponibilidad de terrenos o donde es necesarioubicar las depuradoras dentro de edificios para mi-nimizar el impacto ambiental.

RESULTADOS

Relleno plástico

Los resultados y conclusiones que pudieronobtenerse son los siguientes (Zamorano, 1996):

1.- Este material al tener una densidad menorque 1 presenta los siguientes problemas de funcio-namiento:

– Flota en el agua, por lo tanto no se puede ha-blar de filtro biológico propiamente dicho, pe-ro sí de una combinación de sistemas. Se pue-den distinguir tres zonas en el lecho, una su-perior flotando, una intermedia inundada yuna inferior con agua y fangos en suspensión;por tanto el funcionamiento del lecho se hacecon la combinación de tres sistemas distintos:lechos bacterianos, lechos inundados y final-mente fangos activos.– Como consecuencia de la flotabilidad del le-cho, la parte superior queda “regada” por elagua de entrada y surgen problemas típicos delos lechos bacterianos: moscas y olores.– La distribución de aire de proceso no es uni-forme, diferenciándose zonas más aireadasque otras.

2.- La superficie de las “lentejas” es demasia-do lisa por lo que no ayuda a la fijación de la bio-película. Por otro lado se observa como la aireacióndel lecho no es homogénea y se forman caminospreferenciales, como consecuencia de la baja den-sidad del material. Si incrementamos el caudal deaire, como consecuencia de esa baja densidad delrelleno plástico, se produce una fuerte agitación delrelleno que imposibilita, tanto por fricción entrepartículas, como por la textura lisa del relleno, elcrecimiento de la biopelícula.

Este apartado y el anterior indican la necesidadde mejorar el relleno, consiguiendo densidades ma-yores, así como más rugosidad y superficie específi-ca; esto puede conseguirse por ejemplo con incrus-taciones de arena silícea en las “lentejas” y diversi-ficar el tamaño de corte del fideo plástico; conversa-ciones con EGMASA en este sentido han dado co-

mo fruto el compromiso de proporcionar un nuevomaterial con mayor rugosidad y mayor densidad.

3.- Con el flujo descendente se necesita un de-cantador secundario ya que, con el agua depurada,escapa siempre un volumen de biomasa, que eramás importante que cuando se producían los des-prendimientos de biopelícula. Este decantador se-cundario de alta velocidad ascensional, podría sus-tituirse por un filtro de arena.

Con el flujo ascendente no hay necesidad deun decantador secundario ya que debido a la flota-bilidad del lecho, el mismo actúa como filtro de unaforma más activa que en la fase anterior.

4.- Puede observarse un funcionamiento se-cuencial del filtro con desprendimientos espontáne-os de la biopelícula cada 7 a 10 días, tanto con ali-mentación superior como inferior de agua de pro-ceso. Esto es indicativo de que cuando la biopelícu-la alcanza un cierto grosor se desprende sola, deforma análoga a lo que ocurre en los lechos bacte-rianos A pesar de realizarse desprendimientos pe-riódicos de la biopelícula, parte de la biomasa des-prendida quedaba atrapada en el material, por loque serán necesarios unos lavados periódicos, nocon la frecuencia que en otros filtros inundados, pe-ro que permitieran la “limpieza” correcta del lechopara evitar la excesiva acumulación de biomasa ysólidos en suspensión retenidos entre las partículasdel relleno, que evite un funcionamiento adecuadodel sistema. Estos lavados, dada la gran facilidad deagitación del lecho así como la flotabilidad, deberí-an ser en sentido descendente para evitar pérdidasde relleno, lo que dificulta la explotación.

5.- El lecho vuelve a alcanzar los máximosrendimientos en depuración tras el desprendimien-to de biomasa en unas 48 horas, tiempo excesivo ya

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Figura 5. Curvas de rendimiento de DBO5 y SS. Alimentación infe-rior. Rellenos plástico.

que esto implicaría un funcionamiento que no al-canzaría los rendimientos necesarios durante casidos días.

6.- Con el flujo descendente, y con una decan-tación secundaria los rendimientos medios enDBO5 obtenidos son del 45%, llegándose a alcan-zar máximos del 86%. En cuanto a SS los valoresmedios son del 53% , alcanzándose valores máxi-mos del 94%. Se llegan a alcanzar valores de salidade 10 mg/l de DBO5 y 3 mg/l de SS.

7.- Con el flujo ascendente, y sin necesidad deuna decantación secundaria los rendimientos me-dios en DBO5 obtenidos son del 47%, llegándose aalcanzar máximos del 88%. En cuanto a SS los va-lores medios son del 55% , alcanzándose valoresmáximos del 84%. Se llegan a alcanzar valores desalida de 15 mg/l de DBO5 y 10 mg/l de SS. (Figu-ra 5).

8.- Para el flujo descendente los valores de sa-lida de DBO5 en el efluente, exigidos por la Direc-tiva Comunitaria 271/91, se alcanzan para cargasen DBO5 menores de 0,5 kg DBO5/m

3.d. En el casode los sólidos en suspensión se consigue cumplirlas limitaciones de dicha Directiva con cargas deDBO5 < de 1 kg DBO5/m

3.d.

9.- En el flujo ascendente estos valores se al-canzan para cargas algo mayores, 0,75 kgDBO5/m

3.d. En el caso de los sólidos en suspensiónse consigue cumplir las limitaciones con cargas deDBO5 < 1,25 kg DBO5/m

3.d (figura 6). Esta figuraes una curva de aproximación que interpola los va-lores reales obtenidos).

Relleno cerámico

Los resultados que se exponen a continuaciónse refieren al flujo descendente. Con granulometríade 5 a 7 mm (Zamorano, 1996):

1.- La puesta en marcha con este relleno escorta, no llega a una semana.

2.- Es necesaria una decantación secundaria oun filtro de arena, aunque la velocidad de sedimen-tación de estos fangos es muy rápida, por lo que sepodría reducir de forma apreciable la superficie dedecantación o clarificación.

3.- La elevada densidad del material dificultael funcionamiento del lecho ya que para conseguireliminar el exceso de biomasa son necesarios lava-dos agresivos (que necesitan elevados caudales deagua y aire) y muy frecuentes que permitan “des-apelmazar” el material así como el desprendimien-to de los grandes flóculos que se formaban. A pesarde ello no se consiguió la eliminación suficiente dela biomasa que permita un funcionamiento adecua-do del lecho tras el lavado (no eliminar mucha paraevitar tiempos de recuperación del lecho muy lar-gos o no eliminar suficiente y se produzca una col-matación del lecho tras el lavado muy rápida), porlo que progresivamente el lecho fue colmatándosey al mes de funcionar con el se tuvo que extraer elrelleno, la parte inferior del mismo, que estaba muycolmatada y de nuevo introducir otro, aunque vol-vió a surgir el mismo problema. Mientras trabajá-bamos con cargas menores de 1 kg DBO5/m

3.d, conun lavado cada 24 horas era suficiente, pero al pa-sar este valor debíamos incrementarlos cada 12 ho-ras para evitar la colmatación, aunque progresiva-mente al aumentar la carga, los ciclos de lavado au-mentan en cada uno de ellos, se llegó a la colmata-ción del lecho y abandono del mismo.

Al comprobar los problemas de funciona-miento que el relleno cerámico con granulometríade 5 a 7 mm presentaba se procedió a sustituirlo porel de granulometría menor, de 2 a 5 mm, que ade-más se impermeabilizó con el material antes indi-cado para disminuir la densidad de trabajo y facili-tar los lavados del filtro. El material utilizado comoimpermeabilizante se disolvió dando lugar a la for-mación de espumas y a un efecto semejante al bul-king de los fangos activos. Además, poco a poco, elrelleno iba perdiendo su capa impermeabilizante.

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Figura 6.

Figura 7: Espumas en planta piloto

El intento no funcionó correctamente y llevó alabandono del material impermeabilizado (ver figu-ra 7 donde se aprecian las espumas que salen por laparte superior de la columna).

Se optó por trabajar con un tamaño menor derelleno, 2-5 mm, aunque sin impermeabilizar y losresultados que son obtuvieron se resumen en:

1.- Los rendimientos medios alcanzados sondel 47% en eliminación de DBO5 y del 50% en SS,llegándose a alcanzar, con una decantación secun-daria, unos valores de salida de hasta 16 mg/l enDBO5 y 8 mg/l en SS (figura 8).

2.- Los valores medios exigidos por la legisla-ción vigente para la DBO de salida se cumplen concargas inferiores a 1’5 kg DBO5/m

3.d. Con los SSse cumplen las limitaciones exigidas para cargasmenores de 2,25 kg DBO/m3.d.

3.- De nuevo los lavados deben ser llevados acabo con elevados consumos de aire y agua de la-vado, y aún así no se conseguían buenos resultados.Se incrementan de forma apreciable las necesida-des de agua y aire de lavado con un aumento de lascargas de DBO de entrada.

4.- No se ha podido eliminar la decantaciónsecundaria, aunque se trata de fangos que sedimen-tan con gran rapidez, por lo que la superficie de es-tos decantadores puede reducirse con respecto a losconvencionales. Se puede observar en la figura 9como en una media de 3,5 minutos se consigue lasedimentación de los fangos.

5.- Rápida recuperación del lecho tras los la-vados; aproximadamente a las dos horas se ha con-seguido recuperar los rendimientos medios de fun-cionamiento del lecho (figura 10).

6.- Dados los problemas en los lavados se ha-ce un estudio para la optimización de la altura de le-cho que consiguiese lavados más efectivos sin re-ducir de forma importante los rendimientos en de-puración. Con una altura de filtro entre 1 y 1’20 m.se alcanzan los mismos resultados en eliminaciónde DBO5, DQO y SS que con lechos de 1’80 m (fi-gura 11).

CONCLUSIONES

A partir de los resultados expuestos las con-clusiones obtenidas en este trabajo se resumen enlos siguientes aspectos.

1. Tanto el material plástico como cerámico

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Figura 8. Curvas de rendimientos en DBO5 y SS. Relleno cerámi-co. Granulometría 2 a 5 mm.

Figura 9. Sedimentabilidad del fango. Relleno cerámico

Figura 10. Recuperación del lecho tras los lavados. Relleno cerá-mico

Figura 11: Porcentaje de depuración en DBO5. Relleno cerámico

muestran buenas aptitudes para trabajar como so-portes en filtros biológicos inundados, resistiendola agresión de las aguas residuales y permitiendo uncrecimiento y colonización de microorganismosque llevaran a cabo la depuración de las aguas.

2. Es necesario sin embargo llevar a cabo unasmejoras en estos materiales para evitar algunos pro-blemas observados en el funcionamiento.

- En el relleno plástico es necesario aumentarla densidad del material para evitar los proble-mas indicados de flotabilidad del relleno,arrastres o formación de caminos preferencia-les. Además será necesario dar una superficierugosa al material para conseguir que la bio-película formada se fije adecuadamente y nose desprenda.- En el relleno cerámico es necesario trabajarcon granulometrías de 2 a 5 mm, así como re-ducir la altura de lecho entre 1 y 1’20 m. yaque se trata de un material con elevada densi-dad y por tanto se dificulta el esponjamiento ydescolmatación en el proceso de lavado.

3. Con el material plástico el decantador se-cundario puede eliminarse sólo cuando se trabajacon flujo ascendente. Tras las mejoras del materialse valorará la posible supresión del clarificador pa-ra flujo descendente.

4. Con el relleno cerámico es necesaria unadecantación secundaria que puede ser sustituidapor un filtro de arena. En este caso sólo se ha podi-do trabajar con flujo descendente ya que las carac-terísticas del material, como se indicó, nos impidie-ron hacerlo con flujo ascendente.

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filtros biologicos inundados