Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente

Dentro de las cámaras filtrantes se crea una biopelícula formada por microorganismos que se adhiere a los materiales filtrantes, generalmente porosos, en donde se realiza la descomposición de la materia orgánica en un proceso de oxidación. Esta tecnología es utilizada para tratar el efluente de sedimentadores posteriores al pretratamiento, ya que estos remueven la basura y los sólidos que puedan obstruir el filtro (CONAGUA 2015). Los filtros anaerobios generalmente operan en modo de flujo ascendente, ya que así hay menos riesgo de que se lave la biomasa fija. Por esta razón se le denomina Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente (FAFA).

Con esta tecnología, la eliminación de DBO y sólidos en suspensión puede ser de casi 90%, pero suele ser de 50% a 80%. La eliminación de nitrógeno es limitada y normalmente no supera 15% en términos de nitrógeno total (NT) (TILLEY et al. 2018).

Generalmente, las unidades de pequeña escala e independientes poseen un compartimiento integrado para el asentamiento, pero la sedimentación primaria también puede tener lugar en un sedimentador separado u otra tecnología anterior (por ejemplo, fosa séptica existente). Los diseños sin un compartimiento de sedimentación son de particular interés para las plantas con sistema de tratamiento (semi)centralizado, que combinan el filtro anaerobio con otras tecnologías, como el reactor anaerobio con deflectores.

El nivel del agua debe cubrir el medio filtrante al menos en 0.3 m para garantizar un régimen de flujo uniforme. El tiempo de retención hidráulica (TRH) es el parámetro de diseño que más influye en el rendimiento del filtro. Se recomienda un TRH de 12 a 36 horas. El filtro ideal debe tener una superficie amplia para que las bacterias crezcan, con poros lo suficientemente grandes para evitar atascos. La superficie garantiza un mayor contacto entre la materia orgánica y la biomasa adjunta que la degrada. Idealmente, el material debe proporcionar entre 90 y 300 m² de superficie por cada metro cúbico de volumen de reactor ocupado. Los tamaños usuales de materiales del filtro van de 12 a 55 mm de diámetro. Los materiales comúnmente usados incluyen gravas, rocas o ladrillos machacados, ceniza, piedra pómez, o piezas de plástico especiales, dependiendo de la disponibilidad local.

La conexión entre las cámaras puede diseñarse con tubos verticales o deflectores. La accesibilidad a todas las cámaras (a través de puertos de acceso) es necesaria para el mantenimiento. El tanque debe ventilarse para evitar una liberación de gases posiblemente dañina u olorosa (TILLEY et al. 2018). 

El filtro anaerobio puede utilizarse para tratamiento secundario, con el fin de reducir el índice de carga orgánica para posteriores pasos en el tratamiento aerobio, o para tratamiento final. Esta tecnología es conveniente para áreas donde no hay mucho terreno, ya que el tanque suele instalarse bajo tierra y requiere un área pequeña. La accesibilidad para un camión aspirador es importante, así como las capacidades y recursos, ya que la tecnología requiere desenlodado. Como tecnología de los sistemas tratamiento de aguas negras con infiltración, con conducción del efluente y de tratamiento (semi)centralizado, el FAFA es más adecuado donde se genera una cantidad relativamente constante de aguas negras y aguas grises, como lo son los poblados con suficiente disposición de agua con capacidades y recursos. También puede aplicarse como tecnología in-situ en poblados con escasa disposición de agua, como parte del sistema de conducción del efluente. El FAFA forma parte de la batería de tecnologías para tratar el efluente de la separación líquido-sólido de los lodos en una planta de tratamiento de lodos, por lo que también forma parte del sistema de cámara simple. Sin embargo, esto es posible sólo si la comunidad cuenta con una entidad que vacíe las cámaras, transporte y trate el lodo. Los filtros anaerobios pueden instalarse en todo tipo de clima, aunque su eficacia es menor en climas más fríos. No son eficientes para la eliminación de nutrientes ni de patógenos. Sin embargo, dependiendo del material del filtro, puede lograrse la eliminación total de huevos de helminto. El efluente suele requerir tratamiento adicional.

Bajo condiciones normales de funcionamiento, los usuarios no entran en contacto con el afluente o efluente. El efluente, la espuma y el lodo deben manejarse con cuidado, ya que contienen altos niveles de organismos patógenos. El efluente contiene compuestos olorosos que pueden eliminarse en un posterior paso de tratamiento final. Cuando se tratan efluentes provenientes de aguas negras, se debe tener cuidado al diseñar y ubicar el tanque para que los olores no molesten a la comunidad (TILLEY et al. 2018).

Un filtro anaerobio requiere un periodo de puesta en marcha de seis a nueve meses para llegar a la capacidad de tratamiento total, ya que la biomasa anaerobia de crecimiento lento primero debe establecerse en el filtro. Para reducir el tiempo inicial, el filtro puede ser inoculado con bacterias anaerobias; por ejemplo, mediante la aspersión de lodos de la fosa séptica en el material del filtro. El flujo aumentará con el tiempo. Debido a su delicado equilibrio biológico de funcionamiento, se debe tener cuidado de no descargar productos químicos fuertes en el filtro anaerobio. Los niveles de espuma y lodo deben ser monitoreados para garantizar que el tanque esté funcionando bien. Con el tiempo, los sólidos obstruirán los poros del filtro. De la misma forma, la creciente masa bacteriana se espesará demasiado, se quebrará y llegará a obstruir los poros. El filtro debe limpiarse cuando reduzca su eficiencia. Esto se logra poniendo el sistema en reversa (retrolavado) o al remover y limpiar el material del filtro. Los tanques de filtros anaerobios deben revisarse periódicamente para garantizar que sigan siendo impermeables (TILLEY et al. 2018).