Reactor anaerobio con deflectores

Un reactor anaerobio con deflectores puede estar formado por un único tanque con una serie de deflectores o paneles internos verticales que fuerzan el paso del agua entre ellos (MÁRQUEZ et al. 2011), o puede construirse como una serie de cámaras en las cuales el agua residual es forzada a pasar por unos tubos verticales. Las cámaras o pistones de flujo ascendente proporcionan mayor remoción y digestión de la materia orgánica. La DBO puede reducirse hasta 90%, que es muy superior a la eliminación en una fosa séptica convencional (TILLEY et al. 2018).

Además de constituir una tecnología de tratamiento in-situ, esta tecnología también puede servir como tratamiento semicentralizado para las aguas residuales de una comunidad o de un pequeño vecindario, pero en México este uso no es muy desarrollado. Aunque los reactores anaerobios con deflectores tienen la ventaja de eliminar corrientes en cortocircuito en comparación con otro tipo de reactores anaerobios (ALANÍS 2014), son mucho más comunes los reactores anaerobios de flujo ascendente (RAFA), de acuerdo con el Inventario Nacional de Plantas Municipales de Potabilización y de Tratamiento de Aguas Residuales (CONAGUA 2015).

Los sólidos sedimentables deben removerse antes de entrar al reactor anaerobio con deflectores, a través de un sedimentador o una fosa séptica. Generalmente, las unidades de pequeña escala e independientes tienen un compartimiento integrado para el asentamiento de los sólidos, 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 semicentralizado, que combinan el ABR con otra tecnología para el asentamiento principal, o donde se usan unidades prefabricadas y modulares (TILLEY et al. 2018). Los flujos típicos son de 2 a 200 m³ por día. Los parámetros críticos de diseño incluyen un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 48 a 72 horas, una velocidad de flujo ascendente de aguas residuales por debajo de 0.6 m/h, y de tres a seis cámaras de flujo ascendente (TILLEY et al. 2018). 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. En general, el biogás producido en un ABR mediante digestión anaerobia no es recolectado ya que es muy poco. El tanque debe ventilarse para evitar una liberación de gases posiblemente dañina u olorosa (TILLEY et al. 2018).

Esta tecnología se adapta fácilmente y puede aplicarse en viviendas, en pequeños vecindarios o, incluso, en grandes cuencas. Es más adecuada en sistemas en los que se cuenta con una cantidad relativamente constante de aguas negras y aguas grises, como es el caso de sistema de tratamiento de aguas negras con infiltración, sistema de tratamiento de aguas negras con acarreo del efluente y sistema de conducción de aguas negras a tratamiento. Un ABR semi-centralizado es apropiado cuando existe una tecnología de conducción preexistente, como un alcantarillado simplificado (TILLEY et al. 2018). Esta tecnología es conveniente para áreas donde no hay mucho terreno, ya que el tanque suele instalarse bajo tierra y requiere un área pequeña. Sin embargo, debe haber un acceso para que el camión aspirador pueda eliminar el lodo de manera regular (sobre todo desde el sedimentador) (TILLEY et al. 2018). Como se requiere de capacidades y recursos para la correcta gestión de lodos residuales, sólo cuando existe la capacidad organizacional y económica de desarrollar un sistema de vaciado y transporte motorizado o manual es apropiada la instalación de la tecnología. El ABR 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. ABR 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, por lo que el efluente requiere tratamiento adicional para poder ser utilizado en agricultura o descargado a los cuerpos de agua (TILLEY et al. 2014).

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. Se debe tener cuidado al diseñar y ubicar el tanque para que los olores no molesten a la comunidad (TILLEY et al. 2018).

Un ABR requiere un período de puesta en marcha de varios meses para llegar a la capacidad de tratamiento total, ya que la biomasa anaerobia de crecimiento lento primero debe establecerse en el reactor. Para reducir el tiempo inicial, el ABR puede ser inoculado con bacterias anaerobias; por ejemplo, mediante la adición de estiércol fresco de vaca o lodo de una fosa séptica. Las bacterias activas agregadas pueden multiplicar y adaptarse a las aguas residuales entrantes. Debido a su delicada ecología, se debe tener cuidado de no descargar productos químicos fuertes en el ABR (TILLEY et al. 2018). Los niveles de espuma y lodo deben ser monitoreados para garantizar que el tanque esté funcionando bien. En general, la operación y el mantenimiento se limita a remover el lodo y la espuma acumulados cada uno a tres años. Se recomienda usar tecnología de vaciado y transporte motorizado. La frecuencia del desenlodado depende de los pasos de pretratamiento que se escojan, así como del diseño de los tanques de ABR.

Los tanques de ABR deben revisarse periódicamente para garantizar que sigan siendo resistentes al agua (TILLEY et al. 2018).