Depuradoras que usan sistemas biológicos para su aireación.

Es muy factible la depuración con sistema de aireación biológico a base de plantas acuáticas, algas o cianobacterias. En realidad, se trata de un método análogo al ciclo natural   por el que se depura el agua en humedales, arroyos y otros espacios lacustres.

Este procedimiento se aplicará tras el  desbaste, la reducción de sólidos no disueltos por decantación inferior  y la eliminación de grasas y espumas de la parte superior de las aguas sucias.(pretratamiento)

La depuración biológica del agua usa siempre bacterias heterótrofas aeróbicas (BHA) (incapaces de producir sus alimentos, por lo que lo deben extraer del medio) para reducir  la materia orgánica de la que se alimentan. Esta población es la que reduce  la materia orgánica del agua. De ahí que, por ser aeróbicas demanda también oxígeno, justo el  DBO de las aguas negras. (Demanda Biológica de Oxígeno)
En las depuradoras más convencionales la oxigenación se logra mediante la agitación mecánica del agua, por la parte superior,  o con inyección de aire mediante bombas por la región inferior del reactor.

Pero, en muchos lugares  se usan plantas acuáticas, humedales artificiales o wetlands,  para cubrir la necesidad de O2 . A la vez  esos vegetales  absorben el CO2, liberado en la digestión de las bacterias heterótrofas al nutrirse y depurar el agua sucia.

Así este oxígeno se obtendrá gracias a la fotosíntesis de organismos con clorofila.

 CO2 + energía luminosa= tejido de la planta + O2

También, en vez de plantas acuáticas, se pueden usar cianobacterias pues, como aquellas, éstas tienen clorofila.
Por tanto, las plantas acuáticas, incluida las algas y las sebas, además de algunas cianobacterias,  en presencia de luz, producen el oxígeno que es respirado por las otras bacterias, las BHA, que efectúan propiamente la depuración. Por esta razón,  estas depuradoras no necesiten la inyección de aire por bombas o rotores con el consiguiente ahorro de energía.

EDARs que tampoco emiten CO2 a la atmósfera, por lo que su funcionamiento no repercuten en el incremento de la huella ecológica. (Derechos de Emisión de gases invernadero a la atmósfera)
En definitiva, captan el carbono de la materia orgánica de las aguas sucias para transformarlo en carbono vegetal o en crecimiento de las colonias de cianobacterias. Estas colonias, igual que la de las otras bacterias se floculan con el hierro que en forma de FeCl3 se le añade. Esa sal de hierro se usa, asimismo, para precipitar el fósforo inorgánico que, además, fetilizará las plantas acuáticas u otros organismos fotosintéticos.

Cada cierto tiempo hay que  descargar o "podar" el huerto vegetal o, en su caso,  reducir como lodos, el exceso de flóculos de cianobacterias. A esos residuos se le aplicará los procesos terciarios o de tratamiento de fangos. Este procedimiento consiste pues, en una trasferencia de la materia orgánica disuelta en el agua a los tejidos de las plantas o al crecimiento de cianobacterias.

Este sistema no depura por la noche pues no sin luz no se produce la fotosíntesis.  Pero ello no debe ser un problema, Por la noche, en fase poco oxigenada, se  podría iniciar el proceso acumulación de GAV mediante la energía del glucógeno  a partir de los derivados fosfoorgánicos,  previo al de su posterior digestión. Se pasaría el agua sucia, antes  por un tanque donde hubieran bacterias fijadora y acumuladora de fósforo (PAO), que funcionan mejor en régimen con poco oxígeno. Ese tanque estaría  cerrado para evitar los olores propios de las fases no oxidativa aunque apenas se producen en tan poco tiempo gases como el H2S.

Por ejemplo, válvulas accionadas por fotosensores  regularían el paso del agua del tanque de acumulación de GAV, por la noche, al tanque de la digestión aeróbica por el día.

El ritmo de depuración de estos EDARs sin oxigeno reforzado es más lento que el de las depuradoras convencionales, por lo que, los caudales de agua depurada deben ser moderados.
Es un tipo de depuración ideal para sistemas EDAR pequeños, como lo de hoteles,  granjas,  urbanizaciones pues exige poco mantenimiento y apenas mecanismos. Para grandes industrias, en las que se usa mucho fósforo y su DQO/DBO es alto, o  producen las 24 horas,  el sistema está muy  limitado. En ese caso funcionan mejor los métodos convencionales con inyección de aire o sistemas mixtos.

 Julio Muñiz Padilla.

Es interesante visitar estas páginas sobre humedales artificiales:
https://www.wetlands.org/
https://www.slideshare.net/danicobo88/plantas-utilizadas-para-el-tratamiento-de-aguas-residuales
humedales artificiales para depuración de aguas residuales