El lavado de biofiltros anaeróbicos comprende las operaciones necesarias para mantener limpio, húmedo, permeable y biológicamente activo el material filtrante de un sistema que trata gases o líquidos en condiciones sin oxígeno. En el tratamiento de gases, esta operación debe diferenciarse del lavado biológico mediante biofiltros percoladores, que utiliza microorganismos y una circulación continua de líquido para eliminar contaminantes como el sulfuro de hidrógeno.
La biofiltración anaerobia en acuicultura es un proceso de tratamiento biológico que utiliza microorganismos en ausencia de oxígeno (condiciones anaerobias) para eliminar los desechos orgánicos y ciertos compuestos nitrogenados (como los nitratos) del agua de cultivo. En instalaciones de biogás, el control y lavado del sistema se orienta principalmente a evitar la acumulación de H₂S, la obstrucción del relleno, la pérdida de actividad microbiana y la corrosión de los equipos.
Qué es un biofiltro anaeróbico
El proceso que se lleva a cabo en una depuradora biológica anaeróbica consiste en la descomposición biológica de la materia carbonosa en ausencia de oxígeno. Este tipo de tratamiento permite convertir un residuo carbonoso en lodos y en gas, ambos revalorizables.
Aproximadamente la mitad del carbono que contiene el residuo va a parar a los lodos finales, mientras que la otra mitad se transforma en gas, concretamente, en dióxido de carbono y metano. Esta mezcla de gases se la conoce por biogás.
Tanto los lodos resultantes del proceso como el biogás pueden ser revalorizados. Los lodos, después de un proceso de deshidratación, se pueden utilizar como fertilizantes o adobos para la agricultura. El biogás, rico en metano, se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante un proceso de cogeneración.
Así pues, mediante el proceso que se desarrolla en una depuradora biológica anaerobia se reduce la cantidad de residuo sólido aproximadamente a la mitad y el residuo resultante se puede utilizar como adobo para aplicaciones agrícolas. Además, se genera biogás, el cual se puede utilizar para producir energía eléctrica.
Diferencia entre biofiltro anaeróbico y biofiltro para gases
La biofiltración es una tecnología limpia de depuración biológica de gases que utiliza la actividad metabólica de microorganismos para eliminar contaminantes presentes en una corriente de aire. A diferencia de los métodos físico-químicos -que transfieren el contaminante de la fase gaseosa a otra fase (líquido, sólido)-, la biofiltración los destruye por completo, transformándolos en compuestos inertes y biomasa nueva.
La corriente de aire contaminada se hace circular a través de un lecho de material poroso (biomasa) -compuesto habitualmente por mezclas de turba, compost, fibras de madera, virutas, brezo, raíces u otros sustratos naturales- sobre el que crece una población activa de bacterias, hongos y otros microorganismos aerobios.
Estos microorganismos forman una biopelícula húmeda alrededor de las partículas del soporte. Cuando el aire contaminado atraviesa el lecho, los contaminantes orgánicos e inorgánicos se transfieren desde la fase gaseosa a esta biopelícula y son metabolizados por los microorganismos como fuente de carbono y energía.
En cambio, la biofiltración anaerobia se basa en bacterias que degradan la materia orgánica en un entorno sin oxígeno. Estas bacterias realizan reacciones de fermentación o desnitrificación.
La desnitrificación es especialmente útil en acuicultura para convertir los nitratos (NO₃⁻), que se acumulan en sistemas cerrados, en nitrógeno gaseoso (N₂), inofensivo y liberado a la atmósfera.
Por qué es necesario lavar un biofiltro
El lavado permite eliminar sólidos acumulados, retirar parte de los subproductos, evitar la colmatación y conservar las condiciones hidráulicas y biológicas del lecho. En un sistema percolador, además, la circulación de agua alimenta a las bacterias y extrae continuamente una pequeña parte de la fase líquida.
Una instalación de biofiltración industrial se compone de varios elementos que trabajan de forma coordinada. Cada componente cumple una función específica y debe dimensionarse correctamente para garantizar el rendimiento global del sistema.
- Captación y conducción de gases: sistema de campanas, conductos y ventiladores que recogen el aire contaminado en los focos de emisión y lo transportan hasta la unidad de tratamiento.
- Cámara de acondicionamiento: equipo donde el gas se humidifica y se enfría hasta las condiciones óptimas para los microorganismos.
- Lecho filtrante: soporte donde habitan los microorganismos.
- Sistema de riego y drenaje: mantiene la humedad óptima del lecho y recoge los lixiviados generados, que pueden recircularse para conservar la flora microbiana.
- Instrumentación de control: sensores de temperatura, humedad, caída de presión y, en instalaciones avanzadas, sondas de COV o H₂S para validar la eficacia de eliminación en continuo.
El lavado debe realizarse con un criterio de control de proceso y no únicamente como una limpieza mecánica. Una eliminación excesiva de la biopelícula puede reducir temporalmente la capacidad de tratamiento, mientras que un lavado insuficiente puede aumentar la pérdida de carga, crear zonas anaerobias no previstas y favorecer la formación de olores.
El sulfuro de hidrógeno y su relación con el lavado
En el biogás que se origina de tratamiento anaeróbico de residuos, se halla frecuentemente presente un compuesto perjudicial como es el sulfuro de hidrógeno (H2S), que se forma en la reducción de sulfatos por bacterias anaerobias.
Los sulfatos presentes en los digestores anaeróbicos proceden, principalmente, de existente en el abastecimiento de agua potable, de descargas industriales y de la descomposición de compuestos orgánicos que contienen azufre, tales como proteínas y orina.
Dentro de este contexto, la presencia de sulfuro de hidrógeno (H2S) en el biogás en concentraciones que pueden llegar a superar las 10.000 ppmv, estando los valores medios normalmente en torno a las 2.500 ppmv, presenta dos graves inconvenientes para su aplicación energética.
Por un lado, supone importantes daños por corrosión en las instalaciones, sobre todo en las que se acumula agua de condensación al formar H2SO4. Por el otro, la producción de óxidos de azufre (S02 y S03) como resultado de la combustión que contribuyen a la contaminación atmosférica.
El ácido sulfhídrico al reaccionar con agua se convierte en ácido sulfúrico altamente corrosivo si llegara a pasar a un motor. Para disminuir el contenido de este compuesto, se pueden emplear tratamientos físico- químicos de acondicionamiento o un sistema consistente en la adición de sales de hierro.
El sulfuro de hidrógeno (H2S) es un compuesto reducido de azufre que se encuentra a menudo en efluentes gaseosos industriales y es fácil de reconocer por su desagradable olor a huevos podridos.
En todo caso, los problemas de olor y toxicidad (a concentraciones < 20 ppm) que típicamente genera en instalaciones como depuradoras o plantas de tratamiento de residuos no son el principal factor a tener en cuenta cuando se trata de gases con un elevado contenido energético como el biogás.
En estos casos, en los que las concentraciones alcanzables están entre las 500 y las 20.000 ppm (2% en volumen), la eliminación del H2S es necesaria para evitar problemas de corrosión en los motores de recuperación energética del biogás y para reducir emisiones de óxidos de azufre (SOx, precursores de la lluvia ácida) en los gases de salida.
Cómo funciona el lavado biológico de un biofiltro percolador
Uno de los sistemas típicamente usados son los biofiltros percoladores, en los que el gas a tratar se hace pasar a través de un compartimento lleno con un material inerte (lecho empacado) sobre el cual crecen las bacterias responsables de la eliminación del contaminante.
Además, se hace circular de forma continua agua con el resto de nutrientes necesarios por las bacterias a través del lecho empacado, alimentándolas y extrayendo una pequeña parte de forma continua para ir renovando la fase líquida.
Se trata de un sistema biológico de eliminación de H2S que no utiliza productos químicos y prácticamente ningún consumible. Se añade una cantidad limitada de aire al biogás y bacterias específicas, por ejemplo, Thiotrix o tiobacilos transforma el H2S en azufre elemental o en ácido sulfúrico según las condiciones ambientales.
El rendimiento de la operación puede ser del 90 al 98%. Las bacterias sólo necesitan oxígeno, nutrientes y oligoelementos y una superficie donde reproducirse.
El gas pasa a través de un filtro cerrado con relleno de bolas de plástico que ofrecen un soporte a las bacterias. La carga de los filtros es del orden de los 200 Gramos por hora de H2S por metro cúbico.
Para un rendimiento óptimo la temperatura debe estar entre 30 y 33 ºC, y el pH alrededor de 3. Los microorganismos toleran valores de pH inferiores a 0’5 unidades, y el normal de explotación está en el entorno a 1’5.
Como que otras bacterias no sobreviven en estas condiciones el sistema es semi estéril. Un pH-metro controla el pH en el filtro, y si desciende por debajo de 1’5 añade agua con pH alrededor de 7’5. Si sube por encima de 1’6 cierra el paso de agua.
Parámetros que deben controlarse durante el lavado
Caudal de agua
El caudal de lavado debe ser suficiente para humedecer y renovar la fase líquida del relleno, pero no tan elevado como para arrastrar innecesariamente la biomasa o diluir en exceso los nutrientes. La extracción continua de una pequeña parte de la fase líquida permite evitar la acumulación de productos de oxidación y sales.
Las sustancias nutritivas y oligoelementos son suministrados por aguas residuales digeridas, líquidos de digestión de fangos, lixiviados… Sólo en casos excepcionales se recurre a la adición de nutrientes elementales (NPK 8.8.6).
pH
El pH debe mantenerse dentro del intervalo definido para la población microbiana seleccionada. En los biofiltros percoladores destinados a eliminar H₂S, el control del pH es especialmente importante porque la oxidación puede producir ácido sulfúrico.
Las sustancias nutritivas son introducidas cada dos horas de forma automática a partir de un depósito auxiliar de almacenamiento. Si se necesita la aportación de nutrientes se realiza previa dilución con agua.
La cantidad de nutrientes es del orden de 1’5-1’75 Kg/día por Kg/h de H2S eliminado.
Temperatura
La temperatura influye directamente en la velocidad de crecimiento y en la actividad de los microorganismos. Para un rendimiento óptimo la temperatura debe estar entre 30 y 33 ºC, y el pH alrededor de 3.
En los biofiltros de gases convencionales, el gas debe acondicionarse previamente: temperatura controlada (20-40 °C), humedad relativa próxima al 95-100 %, ausencia de polvo y de contaminantes bactericidas que puedan dañar la población microbiana.
Oxígeno
El oxígeno se añade en forma de aire, de forma controlada en función del H2S presente en el biogás, de forma que tengamos a la salida del proceso una concentración de 2% de oxígeno en el gas.
Esta concentración es segura, y sólo si sobrepasa el 3’5% se encenderán las alarmas. La medida del oxígeno en la salida además de garantizar la eliminación de H2S garantiza la seguridad de la instalación.
Pérdida de carga
La caída de presión es uno de los indicadores principales de obstrucción del lecho. Un aumento sostenido puede revelar acumulación de sólidos, crecimiento excesivo de biomasa, precipitación de sales o distribución deficiente del líquido.
El control de la caída de presión a lo largo del lecho es una operación habitual de mantenimiento y un indicador de colmatación.
Procedimiento general de lavado
1. Preparación del sistema
Antes de iniciar el lavado deben revisarse el caudal de gas, la presión, la temperatura, el pH, el nivel de líquido, el estado de las bombas y la disponibilidad de drenaje. Todo el equipo está protegido conforme a la normativa ATEX.
La construcción de estos filtros es mediante materiales plásticos para resistir la corrosión.
2. Comprobación de la distribución del agua
El sistema de riego debe repartir el líquido de forma homogénea por toda la sección del relleno. Una distribución irregular crea zonas secas, reduce la transferencia de contaminantes y puede provocar canales preferentes de paso del gas.
En los biofiltros convencionales, la cámara de humidificación suele incorporar pulverizadores y rellenos estructurados. La limpieza periódica de los pulverizadores de humidificación forma parte del mantenimiento habitual.
3. Lavado del relleno
El agua de lavado se hace circular por el lecho para desprender sólidos y renovar la fase líquida. La intensidad y duración de esta operación deben adaptarse al tipo de relleno, a la concentración de H₂S, a la pérdida de carga y a la calidad del líquido de recirculación.
El sistema de riego y drenaje mantiene la humedad óptima del lecho y recoge los lixiviados generados, que pueden recircularse para conservar la flora microbiana.
4. Purga y drenaje
La extracción de una parte del líquido evita la concentración progresiva de sales, ácidos y subproductos. El líquido purgado debe gestionarse de acuerdo con sus características y con el sistema de tratamiento disponible.
Los tratamientos físico-químicos pueden producir residuos o corrientes secundarias, mientras que la biofiltración se caracteriza por transformar los contaminantes en productos biológicos y compuestos de menor peligrosidad cuando las condiciones de operación son adecuadas.
5. Restablecimiento gradual
Después del lavado, el sistema debe volver progresivamente a sus condiciones normales de caudal, humedad, nutrientes, pH y carga contaminante. Un cambio brusco puede arrastrar biomasa activa o alterar el equilibrio de la comunidad microbiana.
El diseño adoptado permite la colonización de los soportes por el microorganismo en el mismo reactor. De igual forma es posible extraer uno o varios de los cilindros con el soporte para reponer las unidades de espuma cuando sea necesario, o servir de inóculo a otros reactores.
Cuándo lavar un biofiltro anaeróbico
El lavado debe programarse a partir de la pérdida de carga, la disminución del rendimiento, la reducción del caudal de agua, la acumulación visible de sólidos y los cambios de pH o de calidad del líquido recirculado.
- Cuando aumenta de forma sostenida la caída de presión.
- Cuando disminuye el caudal de agua a través del lecho.
- Cuando aparecen canales preferentes o zonas secas.
- Cuando el rendimiento de eliminación de H₂S cae.
- Cuando aumenta la concentración de H₂S a la salida.
- Cuando se acumulan sólidos, sales o azufre elemental.
- Cuando el pH deja de estabilizarse con el sistema de control habitual.
- Cuando aparecen olores o variaciones anormales en el gas tratado.
Las operaciones de mantenimiento habituales incluyen el control visual del lecho, la verificación del sistema de riego, la limpieza periódica de los pulverizadores de humidificación, el control de la caída de presión a lo largo del lecho y la reposición parcial o total del material filtrante cuando se detecta una pérdida sostenida de eficiencia.
Lavado, limpieza y sustitución del material filtrante
El lavado no siempre sustituye a la reposición del relleno. Cuando el material pierde estructura, capacidad de retención de humedad o superficie útil para la biopelícula, puede ser necesaria una sustitución parcial o total.
Una instalación de biofiltración bien diseñada y mantenida tiene una vida útil de 20 años o más en la estructura contenedora (cubeta de PRFV, conductos, ventiladores), mientras que el lecho filtrante requiere reposiciones periódicas cada 3 a 5 años según el tipo de soporte y la carga de contaminantes.
En otros diseños, el medio filtrante generalmente tiene una vida útil de 1 a 2 años, dependiendo del contenido de H2S del gas residual.
El elemento de filtración del BIOFILTRO debe ser reemplazado cada dos años. La limpieza y mantenimiento son fácil de realizar, lo que asegurará que el BIOFILTRO funcione eficientemente durante el ciclo de operación de 2 años del elemento de filtración.
Estas diferencias dependen del tipo de biofiltro, del material empleado, de la carga contaminante y de las condiciones reales de funcionamiento.
Biofiltros clásicos, percoladores y bioscrubbers
Existen tres grandes familias de tecnologías biológicas, cada una con un campo de aplicación óptimo distinto. La elección entre ellas depende del contaminante, su solubilidad en agua, el caudal de gas y el espacio disponible.
Biofiltro de lecho fijo
El biofiltro de lecho fijo (biofilter) es la configuración clásica. El gas asciende a través de un lecho estático de biomasa orgánica.
Es la opción más económica y robusta para olores y COV poco solubles. El lecho filtrante puede estar compuesto por turba, compost, fibras de madera, virutas, brezo, raíces u otros sustratos naturales.
Biofiltro percolador
El biotrickling filter o biofiltro percolador utiliza un soporte inerte, como anillos plásticos, cerámica o bolas de plástico, sobre el que se desarrolla la biopelícula.
El soporte se riega continuamente con una solución acuosa que aporta nutrientes y elimina los productos de reacción. Es ideal para contaminantes solubles como H₂S, NH₃ o mercaptanos, y para concentraciones más altas.
Permite controlar el pH y la temperatura con mayor precisión. También puede utilizarse como solución completa de tratamiento de aire o como tratamiento inicial de “choque” para efluentes muy contaminados que serán posteriormente tratados en una segunda etapa de limpieza final.
Bioscrubber
El bioscrubber combina un scrubber convencional, basado en la absorción en agua, con un reactor biológico independiente donde se degradan los contaminantes absorbidos.
Está indicado para contaminantes muy solubles o cuando se requiere un control fino del proceso. Los scrubbers pueden utilizarse para humidificar, separar el polvo y absorber contaminantes del aire fácilmente solubles en fase acuosa.
Contaminantes que pueden tratarse
La biofiltración es capaz de degradar una enorme variedad de contaminantes atmosféricos, siempre que sean biodegradables y se cumplan las condiciones de proceso.
- Compuestos azufrados: sulfuro de hidrógeno (H₂S), mercaptanos, sulfuros y disulfuros orgánicos.
- Compuestos nitrogenados: amoníaco (NH₃), aminas y otros derivados nitrogenados característicos de purines, fertilizantes y procesos de digestión anaerobia.
- Compuestos orgánicos volátiles: alcoholes, cetonas, aldehídos, ésteres, hidrocarburos aromáticos en bajas concentraciones, terpenos y disolventes oxigenados.
- Olores complejos: mezclas de cientos de compuestos a concentraciones muy bajas, típicas de plantas de tratamiento de residuos, instalaciones ganaderas, industrias alimentarias y depuradoras urbanas.
Los compuestos nitrogenados pueden tratarse por biofiltración solo a bajas concentraciones, ya que a concentraciones elevadas pueden inhibir la actividad bacteriana del lecho.
No todos los contaminantes son adecuados para biofiltración: compuestos muy refractarios (PFC, compuestos clorados pesados), gases con concentraciones tan altas que resulten tóxicas para los microorganismos, y corrientes con temperaturas superiores a 50-60 °C o gases ácidos no acondicionados quedan fuera del campo de aplicación óptimo.
Ventajas y limitaciones del lavado biológico
El reactor biológico realiza la oxidación eficazmente, y cuenta con las siguientes ventajas:
- Empleo de materiales convencionales y equipos fácilmente asequibles.
- Flexibilidad en la operatividad frente a rangos de operación muy amplios.
- Escasas necesidades de terreno para su implantación.
- Operaciones de mantenimiento poco frecuentes y económicas, que además no deban ser realizadas por personal de alta cualificación.
- Bajos requerimientos de mano de obra para la operación y control del sistema.
- Posibilidad de una automatización completa de todo el proceso.
- Alto grado de fiabilidad del proceso de oxidación.
La sencillez del principio de funcionamiento de los biofiltros es lo que les proporciona sus ventajas, a saber: alta eficacia, fiabilidad, baja demanda de energía, sin generación de calor residual, sin necesidad de productos químicos ni aditivos, CO2 neutro, sin generación de contaminantes secundarios, sostenible y alta flexibilidad.
El reactor biológico no está limitado a un procedimiento de tratamiento de biogás. También puede ser utilizado en procedimientos para tratar gases de combustión y aire de ventilación.
Sin embargo, el rendimiento del biofiltro no es uniforme frente a todos los compuestos. Algunos contaminantes generan altas cargas de olor, la eliminación de H₂S puede ser irregular ante picos de concentración, las mezclas complejas de compuestos pueden desestabilizar el biofilm y las variaciones bruscas de caudal o carga afectan directamente a la eficiencia.
El biofiltro no puede detenerse sin afectar a la actividad biológica. Requiere estabilidad continua en humedad, temperatura y carga. Durante el cambio de brezo o material filtrante, el rendimiento disminuye. Los arranques tras paradas o incidencias son lentos.
Seguridad durante el lavado
El H₂S es tóxico y corrosivo, y el biogás puede contener metano en concentraciones inflamables. Por este motivo, el lavado debe realizarse con control de atmósferas, ventilación adecuada, equipos compatibles y procedimientos de seguridad.
Todo el equipo está protegido conforme a la normativa ATEX. La medida del oxígeno en la salida además de garantizar la eliminación de H2S garantiza la seguridad de la instalación.
La construcción de estos filtros es mediante materiales plásticos para resistir la corrosión. La presencia de gases agresivos (H₂S, ácidos volátiles) exige cubetas y conductos anticorrosivos.
Los materiales utilizados en este tipo de instalaciones incluyen PRFV, PP, PE, PVDF, PVC, polietileno de alta densidad y otros plásticos resistentes a la corrosión.
Control de funcionamiento después del lavado
Tras el lavado deben verificarse la pérdida de carga, el caudal de líquido, el pH, la temperatura, la concentración de H₂S a la entrada y a la salida, el oxígeno del gas y el estado de la biopelícula.
La instrumentación de control puede incluir sensores de temperatura, humedad, caída de presión y, en instalaciones avanzadas, sondas de COV o H₂S para validar la eficacia de eliminación en continuo.
El sistema de control debe permitir detectar rápidamente una pérdida sostenida de rendimiento. Un sistema de biofiltración mal dimensionado falla en silencio: el rendimiento de eliminación cae con el tiempo y los olores reaparecen sin causa aparente.
Dimensionar correctamente una instalación de biofiltración exige evaluar de forma conjunta varios parámetros.
- Caudal de gas a tratar: condicionante principal del tamaño del lecho.
- Tiempo de residencia del gas: parámetro clave del rendimiento.
- Carga volumétrica de contaminante: una sobrecarga acelera la colmatación y reduce la eficiencia.
- Tipo y composición del lecho: deben controlarse la porosidad, la capacidad de retención de humedad y la densidad.
- Materiales de construcción: deben resistir H₂S, ácidos volátiles y condensados corrosivos.
- Sistema de control: debe medir humedad, temperatura, pérdida de carga y, opcionalmente, contaminantes a la salida.
Aplicaciones industriales
Los biofiltros pueden utilizarse en todas las industrias que necesiten un tratamiento de un efluente residual gaseoso.
- Depuradoras de aguas residuales municipales e industriales.
- Plantas de secado de lodos.
- Plantas de tratamiento de residuos.
- Industria alimentaria.
- Plantas de biogás.
- Producción de piensos.
- Mataderos.
- Plantas de rendering.
- Instalaciones de acuicultura.
- Plantas de compostaje.
EDAR y plantas de aguas residuales: desodorización de focos como elevación de aguas, sala de filtros, espesadores de fangos y deshidratación.
Plantas de tratamiento de residuos (RSU/MBT) y compostaje: control de olores en naves de recepción, tratamiento mecánico-biológico y túneles de compostaje.
Fertilizantes y purines: eliminación de NH₃ y compuestos azufrados.
Pulpa y papel, siderurgia y química fina: tratamientos específicos por sector, generalmente combinando biofiltración con scrubbers o lavados ácidos previos.
En acuicultura, la biofiltración anaerobia permite reducir los nitratos, lo que mejora la calidad del agua y la salud de los peces. También puede producir menos lodos que los sistemas aerobios y funcionar en zonas de bajo consumo energético sin necesidad de aireación.
El proceso anaerobio es más lento que el aeróbico. Puede producir gases malolientes, por ejemplo, H₂S, y requiere monitoreo preciso para evitar desequilibrios de pH y acumulación de subproductos.
Comparación con otros tratamientos
| Criterio | Biofiltración | Carbón activo | Oxidación térmica | Scrubber químico |
|---|---|---|---|---|
| Eficiencia de eliminación | 90-99 % | 95-99 % | 95-99 % | 80-99 % |
| Coste de inversión | Medio | Bajo | Alto | Medio |
| Coste de explotación | Muy bajo | Alto (reposición carbón) | Alto (combustible) | Medio (reactivos) |
| Consumo energético | Bajo | Bajo | Muy alto | Medio |
| Residuos generados | Biomasa compostable | Carbón saturado (peligroso) | Ninguno (combustión) | Aguas con sales |
| Idóneo para | COV y olores | Concentraciones medias | Concentraciones altas | Gases ácidos y alcalinos solubles |
Las tres grandes ventajas que destaca el folleto técnico de Tecnium se confirman en la práctica: bajo coste de explotación (no consume reactivos ni combustible), versatilidad (un mismo equipo puede tratar mezclas complejas de COV y olores) y ausencia de vertidos contaminantes.
Medidas para evitar que el biofiltro se colmate
La prevención de la colmatación comienza antes del lecho biológico. Para que el proceso funcione con altos rendimientos de eliminación, el gas debe acondicionarse previamente: temperatura controlada, humedad relativa próxima al 95-100 %, ausencia de polvo y ausencia de contaminantes bactericidas.
Los scrubbers o lavadores pueden utilizarse como etapa previa de lavado y acondicionado del aire antes del proceso de tratamiento biológico. En el scrubber, el medio gaseoso se humedece hasta el límite de saturación mediante la pulverización del líquido de lavado.
Los contaminantes de la fase gas se absorben en la fase líquida y las partículas transportadas en el gas se eliminan.
En caso de altos niveles de contaminación, también se implementan soluciones multietapa. Los biofiltros percoladores pueden utilizarse como tratamiento inicial de “choque” para efluentes muy contaminados que serán posteriormente tratados en una segunda etapa de limpieza final.
Indicadores de un lavado deficiente
- Aumento de la pérdida de carga.
- Disminución del caudal de recirculación.
- Secado parcial del relleno.
- Exceso de líquido en determinadas zonas y falta de riego en otras.
- Descenso o aumento anormal del pH.
- Acumulación de azufre elemental o sales.
- Reducción del rendimiento de eliminación de H₂S.
- Incremento de olores a la salida.
- Corrosión en conductos, depósitos o ventiladores.
- Inestabilidad después de una parada.
Las variaciones bruscas de caudal o carga afectan directamente a la eficiencia. El biofilm no tolera bien las paradas, y la interrupción del flujo de gas suele traducirse en pérdidas de rendimiento y tiempos de recuperación prolongados.
Mantenimiento del biofiltro
Frecuencia de mantenimiento
La frecuencia debe establecerse según el tipo de relleno, la concentración de H₂S, la calidad del agua, la carga de sólidos, la pérdida de carga y la estabilidad del proceso.
El mantenimiento habitual incluye el control visual del lecho, la verificación del sistema de riego, la limpieza periódica de los pulverizadores de humidificación, el control de la caída de presión y la reposición parcial o total del material filtrante cuando se detecta una pérdida sostenida de eficiencia.
En determinados equipos se recomienda limpiar el BIOFILTRO cada tres meses, o cuando el flujo de agua comience a disminuir, o si se nota un cambio en el sabor del agua purificada, esta será otra indicación de limpieza.
Además, dependiendo de la calidad del agua a filtrar, debe limpiar el BIOFILTRO antes del ciclo de mantenimiento de tres meses.
Estas indicaciones no sustituyen al control de las variables del proceso, ya que los intervalos reales de lavado pueden variar según el diseño y las condiciones de operación.
Buenas prácticas de operación
- Mantener una distribución uniforme del líquido sobre todo el lecho.
- Evitar cambios bruscos de pH, temperatura, caudal y carga contaminante.
- Controlar de forma continua la pérdida de carga.
- Retirar periódicamente sólidos, sales y productos de oxidación.
- Regular el aporte de oxígeno cuando se trate biogás.
- Comprobar la concentración de H₂S a la entrada y a la salida.
- Verificar el funcionamiento de bombas, pulverizadores, válvulas y drenajes.
- Inspeccionar los materiales expuestos a condensados ácidos.
- Evitar paradas prolongadas que reduzcan la actividad biológica.
- Reponer el material filtrante cuando pierda permeabilidad o capacidad de tratamiento.
Una instalación bien diseñada y mantenida puede operar durante largos periodos con operaciones de mantenimiento poco frecuentes y económicas. La automatización permite controlar el pH, el caudal de agua, la aportación de nutrientes, el oxígeno y las alarmas de seguridad.
La biofiltración anaerobia y los biofiltros percoladores requieren un equilibrio entre limpieza hidráulica y conservación de la biomasa. El lavado correcto no consiste en eliminar toda la biopelícula, sino en mantener el soporte permeable, la humedad, la transferencia de masa y las condiciones que permiten a los microorganismos transformar los contaminantes.
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