¿Por qué agregar fuentes de carbono al tratamiento de aguas residuales?

La mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales dependen de procesos de lodos activados, utilizando microorganismos como núcleo de sus métodos de tratamiento de aguas residuales. En este enfoque, las necesidades de crecimiento de estos microorganismos se convierten en la principal preocupación. Los microorganismos son formas de vida orgánicas, aunque extremadamente pequeñas e invisibles a simple vista. Sin embargo, en esencia, su ciclo de vida no es diferente del de formas de vida más grandes como los humanos en la Tierra. También necesitan alimentos para sostener su crecimiento, y su dieta consiste en la misma materia orgánica necesaria para su supervivencia y desarrollo que la de organismos más grandes.

La mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales dependen de procesos de lodos activados, utilizando microorganismos como núcleo de sus métodos de tratamiento de aguas residuales. En este enfoque, las necesidades de crecimiento de estos microorganismos se convierten en la principal preocupación. Los microorganismos son formas de vida orgánicas, aunque extremadamente pequeñas e invisibles a simple vista. Sin embargo, en esencia, su ciclo de vida no es diferente del de formas de vida más grandes como los humanos en la Tierra. Ellos también necesitan alimentos para sostener su crecimiento, y la composición de sus alimentos es la misma que la de los organismos grandes: materia orgánica necesaria para su vida. Sin embargo, su alimentación difiere de la de los organismos grandes; Requieren alimentos más directos y de mejor calidad para satisfacer las necesidades específicas de sus diminutos individuos. La materia orgánica disuelta en el agua es su alimento, especialmente los contaminantes orgánicos en las aguas residuales vertidas por los seres humanos. Los microorganismos en los lodos activados de las plantas de tratamiento de aguas residuales sobreviven, crecen y se reproducen consumiendo grandes cantidades de contaminantes orgánicos de las aguas residuales. La materia orgánica es esencialmente compuestos que contienen carbono en la Tierra; Estos compuestos, que contienen varias cadenas de carbono complejas, constituyen el rico y diverso mundo de los organismos de la Tierra. La materia orgánica que necesitan los microorganismos en las plantas de tratamiento de aguas residuales puede denominarse simplemente fuente de carbono.

Sin embargo, no todos los contaminantes orgánicos de las aguas residuales son adecuados para que los microorganismos sobrevivan, especialmente porque sus procesos vitales requieren una proporción específica de materia orgánica y nutrientes como el nitrógeno y el fósforo. Los microorganismos que eliminan contaminantes orgánicos de las aguas residuales necesitan nitrógeno y fósforo para crecer y reproducirse. Los microorganismos necesitan nitrógeno para formar proteínas, componentes de la pared celular y ácidos nucleicos; y necesitan fósforo para mantener la energía necesaria para el crecimiento. Los científicos han expresado la proporción de fuentes de carbono y nutrientes que necesitan estos microorganismos mediante una fórmula molecular: C₅H₇NO₂P₀.₀₷₄. Cuando se utiliza el proceso aeróbico de lodos activados para tratar aguas residuales, normalmente se requiere que la relación DBO:N:P en el agua sea aproximadamente 100:5:1 para satisfacer las necesidades de crecimiento normal de los microorganismos en el lodo activado.

El núcleo de la gestión de una planta de tratamiento de aguas residuales radica en la gestión de los microorganismos dentro de la planta. Proporcionar a estos microorganismos suficientes nutrientes y un entorno adecuado es una tarea crucial para todo operador de una planta de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, debido a las diferencias regionales en los hábitos alimentarios, la descarga de aguas residuales industriales y el volumen de aguas residuales a tratar, la proporción real de nutrientes C:N:P en las aguas residuales que ingresan a la planta no es la de 100:5:1 requerida para el crecimiento microbiano. Es precisamente este desequilibrio en el afluente lo que lleva a los operadores de plantas de tratamiento de aguas residuales a explorar diferentes fuentes de carbono e incluso nutrientes. Parte del personal de ajuste de procesos cree que las fuentes de carbono añadidas artificialmente, como el metanol, el ácido acético, la glucosa y la harina (compuestos orgánicos simples), son fácilmente absorbidas y utilizadas por los microorganismos, promoviendo su crecimiento y reproducción. Por lo tanto, reponer la fuente de carbono dentro de la planta de tratamiento de aguas residuales es una solución universal, y la reposición de la fuente de carbono es necesaria para cualquier problema de proceso.