Contactores biológicos rotativos: aplicaciones

Los contactores biológicos rotativos, o discos biológicos rotativos, son una tecnología sencilla pero eficaz para el tratamiento biológico aerobio de las aguas residuales civiles e industriales. ¿Cuáles son sus principales aplicaciones? En general, allí donde sea necesario eliminar la DBO y la DQO del agua. Todo ello utilizando discos de plástico y bacterias como principal recurso de tratamiento.

A continuación vemos algunos de los contextos en los que existen más casos de uso para la utilización de estos sistemas «secundarios».

1. Biodiscos en alojamientos e infraestructuras

1.1. Hoteles

Los sistemas de oxidación biológica pueden aplicarse tanto a hoteles con actividad estacional como anual.

Las características de estos sistemas se aprovechan más en el primer caso (campings, villas turísticas) pero en general responden muy eficazmente a las necesidades del sector. De hecho, siempre es recomendable disponer de sistemas dúctiles en todas las condiciones de carga, tanto hidráulica como biológica, y con la menor mano de obra posible para su mantenimiento y gestión.

En comparación con otros sistemas alternativos de depuración biológica, el sistema biodisco es menos ruidoso y, gracias a su compacidad y a la posibilidad de enterrarlo y cubrirlo o de encerrarlo dentro de un edificio, tiene un mejor impacto medioambiental.

1.2. Aeropuertos

Este es uno de los muchos ámbitos en los que se han instalado biodiscos para la oxidación biológica en los últimos años.

A veces, dada la predisposición de los rotores biológicos a degradar biológicamente pequeñas cantidades de hidrocarburos, es posible tratar el agua sanitaria junto con el agua (de lluvia) del patio.

En esta última circunstancia, es esencial un buen desaceitado aguas arriba de los contactores biológicos rotativos.

También son apreciados por su compacidad, modularidad (que permite ampliar fácilmente la planta) y posibilidad de reposicionamiento.

1.3. Hospitales

La ausencia de aerosoles, y por tanto del peligro de contaminación bacteriana del aire, es sin duda la característica más atractiva de los contactores biológicos rotativos para este tipo de instalaciones, especialmente cuando la planta se encuentra en las proximidades de la unidad hospitalaria.

En comparación con otros sistemas de depuración biológica alternativos, el sistema biodisco también es menos ruidoso y, gracias a su compacidad y a la posibilidad de enterrarlo y cubrirlo o de encerrarlo dentro de un edificio, tiene un mejor impacto medioambiental.

1.4. Áreas de servicio de autopistas

Se trata de una de las aplicaciones para las que se ha realizado un mayor número de instalaciones.

Una de las características más importantes de los sistemas de biodiscos es, de hecho, la extraordinaria capacidad del sistema para adaptarse a las fluctuaciones, tanto de caudal como de composición de los purines a tratar, que suelen ser muy grandes en una zona de servicio.

En particular, ante una subcarga, el sistema reacciona espontáneamente sin sufrir contratiempos.

Por el contrario, en plantas anteriormente diseñadas y construidas con tecnología de fangos activos, la falta de materia orgánica que se producía ante la subcarga provocaba la paralización del proceso.

Otras ventajas de los sistemas de oxidación biológica con biodiscos son el bajo mantenimiento requerido y la ausencia de control por parte de los reabastecedores. Por último, la compacidad del sistema de biodiscos y su escalabilidad lo hacen ideal para este tipo de instalaciones.

1.5. Refugios alpinos

La planta debe ubicarse en interiores y en espacios reducidos. Además, el caudal de aguas residuales a tratar es extremadamente discontinuo y es normal que, durante la temporada baja, no haya ningún tipo de aguas residuales durante varios días.

El sistema biodisco es el sistema ideal para este tipo de instalaciones: es extremadamente compacto, puede colocarse en interiores y tiene una extraordinaria capacidad de adaptación a las fluctuaciones, tanto de caudal como de composición de las aguas residuales.

No son concebibles ni un sistema de fangos activos (espacio y riesgos de subalimentación; la falta de materia orgánica, que se produce precisamente cuando hay subalimentación, puede provocar atascos) ni un percolador (espacio y elevación).

La escasa potencia eléctrica necesaria y el bajo consumo permiten alimentarlo con energía producida a partir de fuentes alternativas (por ejemplo, paneles fotovoltaicos).

1.6. Ciudades de vacaciones y campings

En el peor de los casos, la planta funciona durante tres o cuatro meses al año con afluencia creciente (de junio a agosto) y decreciente (de agosto a septiembre).

El único sistema de depuración biológica que, dimensionado para una capacidad máxima, puede funcionar en todas las condiciones y sin medidas correctoras es sin duda el sistema de biodiscos.

Además, también es esencial disponer de un proceso que se ponga en marcha lo antes posible cuando lleguen los primeros usuarios o incluso el personal de servicio antes de la apertura.

2. Biodiscos en establecimientos civiles y comunidades

2.1. Vertidos civiles de establecimientos

En esta aplicación es necesario optar por sistemas flexibles que no se vean afectados por las interrupciones de fin de semana o los periodos vacacionales.

Casi siempre hay una fase de ecualización para laminar aunque sea parcialmente el caudal, que normalmente se descarga en 8/9 horas. También es muy importante contar con una tecnología que requiera muy poco mantenimiento y control y que, además, pueda ser manejada por personal no especializado.

El sistema de oxidación biológica con biodiscos ofrece indudables ventajas frente a otros sistemas alternativos de depuración biológica

• extraordinaria capacidad de adaptación a las fluctuaciones, tanto de caudal como de composición, de las aguas residuales a tratar;
• baja potencia instalada y bajo consumo energético (para la fase de oxidación: hasta 5-10 veces menos que los sistemas alternativos);
• bajo tiempo de mantenimiento y facilidad de operación;
• modularidad a medida que aumenta la población atendida;
• bajo nivel de ruido y ausencia de aerosoles.

2.2. Comedores colectivos

El tratamiento con contactores biológicos rotativos se propone normalmente por su facilidad de gestión y control en situaciones en las que el personal es escaso y no cualificado.

Evidentemente, el caudal debe igualarse, ya que el agua sólo se descarga 3-4 horas al día. A diferencia de otros procesos biológicos, los biodiscos no sufren si no se alimentan durante largos periodos (fines de semana, vacaciones, etc.).

Es esencial un buen pretratamiento contra las grasas y los sólidos.

2.3. Comunidades pequeñas

El rango óptimo para la utilización de contactores biológicos rotativos en aguas residuales municipales se sitúa entre 30 y 5.000 habitantes equivalentes, aunque históricamente se han realizado instalaciones por debajo y por encima de este rango.

En comunidades con altas fluctuaciones turísticas, baja disponibilidad energética, escasez de personal, posibilidad de futuros incrementos, proximidad de la planta al núcleo de población, etc., el sistema biodisco ofrece indudables ventajas frente a otros sistemas alternativos de tratamiento biológico:

• extraordinaria capacidad de adaptación a las fluctuaciones, tanto de caudal como de composición, de las aguas residuales a tratar. En particular, ante una subcarga, el sistema reacciona espontáneamente sin sufrir contratiempos, a diferencia de las plantas con tecnología de fangos activados;
• baja potencia instalada y bajo consumo energético (para la fase de oxidación: hasta 5-10 veces menos que con sistemas alternativos);
• bajos costes de mantenimiento y explotación;
• escalabilidad a medida que aumenta la población atendida;
• bajo nivel de ruido y ausencia de aerosoles.

2.4. Expediciones de investigación

La expedición italiana (ENEA) a la Antártida optó por un uso poco habitual de sistemas de oxidación biológica con biodiscos.

La planta da servicio a unas 60 personas y está situada dentro de contenedores (obviamente calefactados); se activa en octubre y permanece en funcionamiento hasta febrero. Se pedía una planta flexible, fácil de poner en marcha y de manejar y que pudiera soportar una cierta salinidad de las aguas residuales, derivada del uso de agua de mar para los inodoros.

El sistema biodisco cumple plenamente estos requisitos. Además, la escasa potencia eléctrica necesaria y el bajo consumo permiten alimentar los rotores con energía producida a partir de fuentes alternativas (por ejemplo, paneles fotovoltaicos).

La aplicación de este sistema tiene características similares a las instaladas para dar servicio a las cabañas alpinas.

2.5. Centros deportivos

Pueden ser piscinas, pistas de tenis, campos de golf, estadios, etc. Los caudales son siempre muy discontinuos a lo largo del día y a menudo sólo durante algunos días a la semana. Por lo tanto, es necesario disponer de un sistema que pueda funcionar en condiciones diferentes sin tener que realizar ajustes en el sistema.

Una de las características más importantes de los sistemas de biodiscos es precisamente la extraordinaria capacidad del sistema para adaptarse a las fluctuaciones, tanto de caudal como de composición, de los purines a tratar. En particular, ante una subcarga, el sistema reacciona espontáneamente sin verse afectado; por el contrario, en las plantas de tecnología de fangos activados, la falta de materia orgánica, que se produce precisamente ante una subcarga, puede provocar su bloqueo.

La inclusión en entornos naturales particulares es también un motivo de preferencia por el sistema de rotor de disco biológico, que es apreciado por su compacidad y la posibilidad de enterrarlo parcialmente y cubrirlo o encerrarlo dentro de un edificio.

2.6. Lixiviados de vertedero de RSU

Puede considerarse una aplicación civil, aunque el tratamiento biológico por sí solo no basta para completar la depuración. Normalmente se complementa con una fase químico-física y otros tratamientos previos o posteriores.

Dada la imprevisibilidad y variabilidad del agua a tratar, los contactores biológicos rotativos ofrecen mayores garantías que otros sistemas biológicos, incluso en caso de «choque» o intoxicación. Tienen una extraordinaria capacidad de adaptación a las fluctuaciones del vertido, tanto en caudal como en composición. Además, el proceso se pone en marcha muy rápidamente.

3. Biodiscos en la industria

3.1. Industria farmacéutica

Hemos realizado algunas instalaciones importantes en este ámbito, incluso de gran tamaño (16 rodillos de 2,90 m de diámetro cada uno).

En estos casos, el agua está muy cargada de contaminantes y los contactores biológicos rotativos no son la única etapa del proceso de depuración. Las sustancias orgánicas que deben degradarse suelen ser disolventes, alcoholes, ésteres y aldehídos.

El uso de biodiscos tiene la ventaja de ocupar menos espacio y ser más adaptable a los cambios en las características del afluente, lo que resulta extremadamente útil cuando la producción sufre cambios cíclicos.

En comparación con los sistemas tradicionales de lodos activados, los rotores biológicos destacan por su sencillez de gestión y control, lo que se traduce en una menor necesidad de personal especializado para gestionar la depuradora.

Obviamente, las industrias productoras de antibióticos quedan excluidas del tratamiento biológico.

3.2. Petróleo y gas

Tanto las refinerías como los depósitos de combustible forman parte de este sector.

Dado que existen artículos específicos en la literatura sobre la reducción de aceites, hidrocarburos y fenoles con tratamiento biológico biodisco, éste es el sector industrial donde se realizaron las primeras instalaciones de nuestro sistema y donde tenemos más referencias.

Las aguas a tratar son tanto aguas de proceso (en el caso de las refinerías) como aguas pluviales, de drenaje de tanques y de «limpieza» (en el caso de los depósitos).

Otra motivación para utilizar sistemas de biodiscos en lugar de otras tecnologías biológicas es la discontinuidad del vertido, especialmente cuando se tratan aguas pluviales. Como sabemos, esta tecnología no sufre si no se alimentan durante largos periodos.

Como en la mayoría de las aplicaciones industriales, los biodiscos van precedidos y seguidos de otras etapas de tratamiento; siempre se dosifican nutrientes para que el proceso biológico funcione correctamente.

3.3. Lecherías y queserías

Las aguas a tratar son especialmente biodegradables y a menudo se caracterizan por cargas elevadas. Dependiendo del tamaño de la instalación de producción o del tipo de límites de vertido que deban cumplirse, los contactores biológicos rotativos pueden utilizarse como tratamiento único o combinados con otro sistema biológico.

Normalmente, se trata de un desbaste con biodiscos y un acabado con fangos activados. En el primer caso, destaca la sencillez de gestión y funcionamiento de la planta, indispensable en poblaciones pequeñas; en el segundo, la buena disposición de los rotores biológicos para funcionar incluso con cargas específicas de afluente elevadas.

En comparación con los sistemas tradicionales, los rotores biológicos rotativos destacan por su compacidad, modularidad (que hace posible cualquier ampliación posterior), bajo consumo energético y sencillez de gestión y control, lo que se traduce en una menor necesidad de personal especializado.

3.4. Industrias textiles

Utilizados principalmente en las tintorerías, los Biorulli® también se han empleado en imprentas, fábricas de lana, de fieltro, etc.

El parámetro clave que se degrada en la mayoría de los casos son los tensioactivos, en particular los tensioactivos no iónicos. Aunque se sabe que en la oxidación biológica en Biorulli® los tiempos de retención no son elevados, también se han observado excelentes porcentajes de reducción de estos contaminantes.

Su pequeño tamaño, facilidad de operación y bajo consumo de energía son las razones por las que a menudo se prefieren a otros sistemas alternativos de depuración biológica.

Otra ventaja que ofrece este sistema es la reducción significativa de la formación de espuma, posible gracias a las bajas velocidades que se alcanzan y a la ausencia de soplado de aire.

3.5. Mataderos

Se trata de plantas con aguas especialmente cargadas de contaminantes, incluso en las que se recupera la sangre; de ahí la necesidad de varias etapas de tratamiento.

A menudo se utilizan contactores biológicos rotativos, como en el sector lácteo, como primera etapa de desbaste biológico, seguida de otra etapa de oxidación-nitrificación biológica.

La actividad de los mataderos suele ser esporádica (unos días a la semana) y durante sólo unas horas al día; de ahí la necesidad de disponer de un sistema que esté siempre activo, aunque no reciba afluente durante días, como los biodiscos.

Además, los mataderos suelen necesitar un sistema que ocupe el menor espacio posible y requiera un funcionamiento lo más sencillo posible: la técnica de los biodiscos satisface ampliamente ambas necesidades.

3.6. Industrias de confitería

Las industrias de confitería pueden ser de varios tipos. Nuestras instalaciones se refieren a industrias que producen postres horneados (galletas, panettone, etc.).

Los biodiscos, a menudo combinados con otras tecnologías, ofrecen garantías de buen funcionamiento a medida que varían las diferentes producciones estacionales gracias a su flexibilidad y elasticidad.

La modularidad del sistema, que permite fáciles ampliaciones, unida a la sencillez de funcionamiento, ha impulsado a varias empresas y diseñadores a utilizar esta solución.

3.7. Lavanderías

Comparables en ocasiones a las de algunas industrias textiles, las plantas están dirigidas a degradar tensioactivos y orgánicos de diferentes tipos de artículos lavados (restaurantes, hospitales, etc.).

Los biodiscos se proponen por la facilidad de funcionamiento y la escasa supervisión requerida, sin necesidad de personal especializado.

Al no necesitar aditivos (como en los tratamientos químico-físicos), el coste de funcionamiento es significativamente bajo. El reducido espacio que ocupa la sección de los biodiscos y el hecho de que puedan colocarse en lugares muy diversos ha favorecido un desarrollo constante del sistema, especialmente en lavanderías pequeñas y medianas.

3.8. Industrias vinícolas

La depuración de las aguas residuales de estas empresas no es fácil de implementar, sobre todo teniendo en cuenta que durante un par de meses al año (vendimia y trasiego) las cargas orgánicas pueden ser más de diez veces superiores a la norma anual.

En estos casos, una solución excelente es disponer de un sistema orgánico en biodiscos que funcione todo el año y un suplemento (orgánico o no) para los meses punta. De este modo se consigue un consumo de energía muy bajo durante gran parte del año y un control muy sencillo de la planta.

3.9. Fábricas de papel

La elección del tipo de planta está influida por el tamaño de la fábrica de papel y el menor o mayor cierre del ciclo de producción (porcentaje de reciclado aguas arriba), que determina la concentración del afluente en la planta de tratamiento.

Los rotores de discos biologicos se adoptan principalmente en casos con concentraciones de DQO bajas o medias (ciclos más abiertos) o como finalizadores, aguas abajo de otro proceso, en casos con concentraciones elevadas (ciclos más cerrados).

En ambos casos, se prefieren los biodiscos por su reducido tamaño y porque no requieren personal especializado para su funcionamiento.

En las fábricas que procesan papel usado, una ventaja adicional es la facilidad de adaptación a los distintos tipos de vertido resultantes.

3.10. Industrias químicas

Las aguas que hay que tratar son más o menos afines a las de la industria farmacéutica, que es una industria conexa. Se trata de empresas que producen sustancias derivadas de la síntesis orgánica y, por tanto, muy a menudo biodegradables.

Los sistemas de oxidación biológica se utilizan ampliamente sobre todo en la reducción de hidrocarburos, alcoholes, ésteres, etc.; para estas sustancias el «rendimiento» en comparación con otros procesos biológicos es más evidente.

En este ámbito, los sistemas con biodiscos ofrecen también su facilidad de adaptación a los distintos tipos de vertido que cambian según la producción del momento.

Entre las ventajas de los biodiscos hay que mencionar siempre el menor espacio ocupado y la facilidad de gestión.

3.11. Cría de animales

El proceso varía en función del tipo de animales criados. En el caso del ganado vacuno, las ovejas y los pollos no hay mayores problemas, mientras que en el caso de los cerdos se requieren sistemas combinados y muy exagerados para entrar dentro de los límites legales.

La sencillez de manejo y la escasa supervisión necesaria sitúan a la tecnología de los rotores de discos biologicos como la primera con la que comparar.

En algunos casos se utilizan únicamente como tratamiento de desbaste, ya que no se requieren límites restrictivos de descarga.