¿Qué son los lodos activados?
El lodo activado es el corazón de los sistemas modernos de tratamiento biológico de aguas residuales.
Consiste en una mezcla de microorganismos activos y sólidos orgánicos suspendidos en el agua, capaces de degradar la materia orgánica y depurar el efluente.
El término “activado” se refiere a que la biomasa contiene bacterias, protozoos y hongos vivos que oxidan los contaminantes en presencia de oxígeno.
Al cesar la aireación, los flóculos biológicos sedimentan fácilmente, separando el agua tratada del lodo..
Principios del proceso de lodos activados
l proceso de lodos activados funciona mediante un ciclo biológico continuo con tres etapas principales:
- Aireación: el agua residual se mezcla con los microorganismos en un tanque aireado, donde el oxígeno favorece la degradación biológica.
- Sedimentación: la mezcla (conocida como licor mezcla) pasa a un clarificador secundario donde el lodo se asienta.
- Recirculación y purga: parte del lodo se recircula (lodo activado de retorno) y el exceso (lodo activado residual) se extrae para su tratamiento.
Parámetros típicos del proceso:
- MLSS: 2.000–4.000 mg/L
- Relación F/M: 0,2–0,5 kg DBO/kg MLSS·día
- Eficiencia de remoción de DBO: 85–95%
- Tiempo de aireación: 4–8 horas
Composición del lodo activado
El lodo activado está compuesto mayoritariamente por agua (más del 95%) y una pequeña fracción sólida cargada de nutrientes, materia orgánica y microorganismos.
Componentes físicos y químicos
- Agua: 90–98%
- Sólidos totales (materia seca): 2–10% tras espesamiento
- Materia orgánica: 50–70% de los sólidos secos
- Nutrientes: nitrógeno (15–18%), fósforo (1–1,5%), potasio, calcio, magnesio
- Metales y sales: Cd, Cu, Zn, Pb, entre otros elementos traza.
Microbiología del lodo activado
La biomasa del lodo contiene:
- Bacterias: degradan materia orgánica y nutrientes.
- Protozoos y rotíferos: controlan la población bacteriana y mejoran la sedimentabilidad.
- Hongos y nemátodos: participan en la descomposición en condiciones especiales.
Tipos de lodos en el tratamiento de aguas
Lodo primario
Se genera durante la decantación primaria.
Contiene sólidos gruesos y materia orgánica sedimentable.
- Humedad: 93–97%
- Sólidos volátiles: 70–80%
- pH: 5,5–6,5
Lodo secundario o activado
Proviene del tratamiento biológico. Está formado por microorganismos vivos y partículas finas.
- Humedad: 95–98%
- Alta concentración de biomasa
- pH: 6,5–7,5
Lodo activado residual (WAS)
Es el excedente de biomasa que se retira para mantener estable el sistema. Contiene células muertas y compuestos inertes.
Lodo digerido y lodo químico
- Lodo digerido: estabilizado mediante digestión aerobia o anaerobia; es más oscuro, denso y con menos olor.
- Lodo químico: generado por precipitación de nutrientes (Fe, Al, cal), con alto contenido inorgánico.
📊 Comparativa rápida:
| Tipo de lodo | Agua (%) | Orgánicos (%) | pH | Características |
|---|---|---|---|---|
| Primario | 93–97 | 70–80 | 5,5–6,5 | Sedimentado antes del tratamiento biológico |
| Secundario | 95–98 | 80–90 | 6,5–7,5 | Biomasa activa |
| Digerido | 70–85 | 55–65 | 7–8 | Estabilizado y con menos olor |
Waste Activated Sludge Treatment Stages
Una vez extraído, el lodo activado residual pasa por varias fases para reducir volumen, eliminar patógenos y recuperar recursos.
Espesamiento
Se separa el agua libre, aumentando la concentración de sólidos (del 1% al 3–6%).
Métodos: gravedad, flotación o centrifugación.
Estabilización y digestión
Objetivo: degradar la materia orgánica y eliminar microorganismos patógenos.
- Digestión anaerobia: en ausencia de oxígeno, bacterias producen biogás (CH₄ + CO₂). Ideal para plantas grandes con recuperación energética.
- Estabilización aerobia: con aporte de aire; menos biogás pero buen control de olores.
Deshidratación, secado e incineración
- Deshidratación mecánica: centrífugas o filtros prensa aumentan sólidos al 20–30%.
- Secado térmico o solar: reduce humedad a menos del 15%.
- Incineración o co-incineración: destruye contaminantes y minimiza el volumen final.
Aplicaciones y valorización de los lodos tratados
Uso agrícola y compostaje
Cerca del 80% de los lodos tratados se utiliza como enmienda orgánica agrícola, aportando nutrientes y materia orgánica al suelo.
Su uso mejora la fertilidad, la retención de humedad y la actividad biológica del suelo.
El compost de lodo (mezclado con residuos vegetales) se emplea en jardinería, paisajismo y restauración de suelos.
Recuperación energética
- Biogás: se aprovecha para generar electricidad o calor.
- Co-incineración: en hornos cementeros o plantas de energía.
- Pellets secos: pueden utilizarse como biocombustible auxiliar.
Usos industriales
Los lodos secos se investigan como materia prima en fabricación de ladrillos, cementos o biofiltros absorbentes.
Riesgos ambientales y sanitarios
El manejo inadecuado de los lodos puede generar impactos significativos:
Contaminación biológica
Los lodos pueden contener patógenos (E. coli, Salmonella, Clostridium, virus, helmintos).
Deben estabilizarse o desinfectarse antes de aplicarse al suelo.
Metales pesados y contaminantes orgánicos
Elementos como Cd, Pb, Ni o Zn pueden acumularse en suelos y cultivos.
También pueden persistir fármacos y disruptores endocrinos.
Olores, emisiones y lixiviados
El lodo mal estabilizado emite gases (H₂S, NH₃, CH₄, CO₂) y puede contaminar aguas subterráneas mediante lixiviación.
🧩 Medidas de control:
- Monitoreo de metales y patógenos
- Procesos de estabilización certificados
- Control de emisiones en incineración
Hacia una gestión sostenible del lodo activado
El futuro del tratamiento de aguas pasa por una gestión circular donde el lodo deje de verse como residuo y se aproveche como recurso:
- Recuperación de nutrientes (N, P)
- Generación de energía renovable (biogás)
- Reutilización de agua tratada
Con buenas prácticas, el lodo activado se convierte en un aliado para la economía verde y la sostenibilidad ambiental.
Preguntas frecuentes (FAQ)
¿Cuál es la diferencia entre lodo primario y activado?
El primario proviene de la sedimentación inicial; el activado es biomasa viva del tratamiento biológico.
¿Cómo se trata el lodo activado residual?
Mediante espesamiento, digestión, deshidratación y, en algunos casos, incineración.
¿Se puede reutilizar el lodo activado?
Sí. Una vez estabilizado, se convierte en biosólidos aptos para uso agrícola o energético.
¿Por qué es importante la digestión anaerobia?
Porque estabiliza el lodo, destruye patógenos y produce energía renovable en forma de biogás.
Referencias bibliográficas
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