31. ¿Qué son los sólidos en suspensión?
Los sólidos suspendidos (SS) también se denominan sustancias no filtrables. El método de medición consiste en filtrar la muestra de agua con una membrana de filtro de 0,45 μm y, a continuación, evaporar y secar el residuo filtrado a 103 °C ~ 105 °C. Los sólidos suspendidos volátiles (SSV) se refieren a la masa de sólidos suspendidos que se volatiliza tras la combustión a una temperatura elevada de 600 °C, lo que representa aproximadamente el contenido de materia orgánica en los sólidos suspendidos. El material restante tras la combustión son los sólidos suspendidos no volátiles, que representan aproximadamente el contenido de materia inorgánica en los sólidos suspendidos.
En aguas residuales o cuerpos de agua contaminados, el contenido y las propiedades de los sólidos suspendidos insolubles varían según la naturaleza de los contaminantes y el grado de contaminación. Los sólidos suspendidos y los sólidos suspendidos volátiles son indicadores importantes para el diseño y la gestión operativa del tratamiento de aguas residuales.
32. ¿Por qué los sólidos en suspensión y los sólidos volátiles en suspensión son parámetros importantes en el diseño y la gestión operativa del tratamiento de aguas residuales?
Los sólidos en suspensión y los sólidos volátiles en suspensión en las aguas residuales son parámetros importantes en el diseño y la gestión operativa del tratamiento de aguas residuales.
En cuanto al contenido de materia en suspensión del efluente del tanque de sedimentación secundaria, la norma nacional de descarga de aguas residuales de primer nivel estipula que no debe exceder los 70 mg/L (las plantas de tratamiento de aguas residuales secundarias urbanas no deben exceder los 20 mg/L), lo cual es uno de los indicadores más importantes para el control de la calidad del agua. Asimismo, los sólidos en suspensión son un indicador del funcionamiento normal del sistema convencional de tratamiento de aguas residuales. Las variaciones anormales en la cantidad de sólidos en suspensión en el agua proveniente del tanque de sedimentación secundaria o el exceso del límite establecido indican un problema en el sistema de tratamiento de aguas residuales, y deben adoptarse las medidas pertinentes para restablecer su funcionamiento normal.
El contenido de sólidos suspendidos totales (MLSS) y sólidos suspendidos volátiles (MLVSS) en el lodo activado del dispositivo de tratamiento biológico debe mantenerse dentro de un rango determinado. En sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales con una calidad de agua relativamente estable, existe una relación proporcional entre ambos. Si el MLSS o el MLVSS superan un rango específico o la relación entre ambos varía significativamente, se deben tomar medidas para normalizarlo. De lo contrario, la calidad del efluente del sistema de tratamiento biológico se verá afectada inevitablemente, e incluso diversos indicadores de emisión, incluidos los sólidos suspendidos, superarán los límites permitidos. Además, al medir el MLSS, también se puede monitorear el índice de volumen de lodo de la mezcla del tanque de aireación para comprender las características de sedimentación y la actividad del lodo activado y otras suspensiones biológicas.
33. ¿Cuáles son los métodos para medir los sólidos en suspensión?
La norma GB11901-1989 especifica el método para la determinación gravimétrica de sólidos en suspensión en agua. Para medir los sólidos en suspensión (SS), se suele recoger un volumen determinado de aguas residuales o líquido mixto, se filtra con una membrana de 0,45 μm para retener los sólidos en suspensión y se compara la diferencia de masa entre los sólidos en suspensión antes y después del filtrado. La cantidad de sólidos en suspensión se determina mediante la medición de la diferencia de masa entre los sólidos en suspensión antes y después del filtrado. La unidad común para los SS en aguas residuales generales y efluentes de tanques de sedimentación secundaria es mg/L, mientras que la unidad común para los SS en líquidos mixtos de tanques de aireación y lodos de retorno es g/L.
Al medir muestras de agua con altos valores de sólidos suspendidos (SS), como el licor mixto de aireación y el lodo de retorno en plantas de tratamiento de aguas residuales, y cuando la precisión de los resultados de la medición es baja, se puede utilizar papel de filtro cuantitativo en lugar de la membrana de filtro de 0,45 μm. Esto no solo permite reflejar la situación real para guiar el ajuste de la operación de producción, sino que también ahorra costos de análisis. Sin embargo, al medir los SS en el efluente del tanque de sedimentación secundaria o en el efluente de tratamiento profundo, se debe utilizar una membrana de filtro de 0,45 μm para la medición; de lo contrario, el error en los resultados de la medición será demasiado grande.
En el proceso de tratamiento de aguas residuales, la concentración de sólidos en suspensión es uno de los parámetros que se deben medir con frecuencia, como la concentración de sólidos en suspensión a la entrada, la concentración de lodos líquidos mezclados durante la aireación, la concentración de lodos de retorno, la concentración de lodos residuales, etc. Para determinar rápidamente el valor de los sólidos en suspensión, se suelen utilizar medidores de concentración de lodos en las plantas de tratamiento de aguas residuales, incluyendo los de tipo óptico y ultrasónico. El principio básico del medidor de concentración de lodos óptico consiste en utilizar un haz de luz que se dispersa al encontrar partículas en suspensión al pasar a través del agua, lo que provoca una disminución de su intensidad. La dispersión de la luz es proporcional al número y tamaño de las partículas en suspensión encontradas. La luz dispersada es detectada por una célula fotosensible, y el grado de atenuación de la luz permite inferir la concentración de lodos en el agua. El principio del medidor de concentración de lodos ultrasónico se basa en que, cuando las ondas ultrasónicas atraviesan las aguas residuales, la atenuación de la intensidad ultrasónica es proporcional a la concentración de partículas en suspensión en el agua. Al detectar la atenuación de las ondas ultrasónicas con un sensor especial, se puede inferir la concentración de lodo en el agua.
34. ¿Cuáles son las precauciones para la determinación de sólidos en suspensión?
Al realizar mediciones y muestreos, la muestra de agua residual del tanque de sedimentación secundaria o la muestra de lodo activado del dispositivo de tratamiento biológico debe ser representativa, y se deben eliminar las partículas grandes de materia flotante o los materiales coagulados heterogéneos que se encuentren en ella. Para evitar que el exceso de residuos en el disco filtrante arrastre agua y prolongue el tiempo de secado, el volumen de muestreo debe producir preferiblemente entre 2,5 y 200 mg de sólidos en suspensión. Si no se dispone de otra base, el volumen de muestra para la determinación de sólidos en suspensión puede ser de 100 ml, y debe mezclarse completamente.
Al medir muestras de lodo activado, debido a su alto contenido de sólidos en suspensión, la cantidad de estos suele superar los 200 mg. En este caso, es necesario prolongar el tiempo de secado y, posteriormente, trasladar la muestra a un secador para enfriarla hasta alcanzar la temperatura de equilibrio antes de pesarla. El secado se repite hasta obtener un peso constante o una pérdida de peso inferior al 4 % de la pesada anterior. Para evitar múltiples operaciones de secado y pesaje, cada paso y tiempo deben ser controlados rigurosamente y realizados de forma independiente por un técnico de laboratorio para garantizar la uniformidad de las técnicas.
Las muestras de agua recolectadas deben analizarse y medirse lo antes posible. Si es necesario almacenarlas, pueden guardarse en un refrigerador a 4 °C, pero el tiempo de almacenamiento de las muestras de agua no debe exceder los 7 días. Para que los resultados de la medición sean lo más precisos posible, al medir muestras de agua con altos valores de SS, como el líquido mezclado de aireación, el volumen de la muestra de agua puede reducirse adecuadamente; mientras que al medir muestras de agua con bajos valores de SS, como el efluente del tanque de sedimentación secundaria, el volumen de agua de prueba puede aumentarse adecuadamente.
Al medir la concentración de lodos con un alto valor de sólidos suspendidos (SS), como los lodos de retorno, para evitar que los medios filtrantes, como la membrana o el papel de filtro, retengan demasiados sólidos suspendidos y arrastren demasiada agua, es necesario prolongar el tiempo de secado. Al pesar a peso constante, es importante prestar atención a la variación de peso. Si la variación es excesiva, suele indicar que los sólidos suspendidos en la membrana de filtro están secos por fuera y húmedos por dentro, por lo que se debe prolongar el tiempo de secado.
Fecha de publicación: 12 de octubre de 2023
