La acumulación de lodos es un problema que puede ocurrir en un método de tratamiento de aguas residuales conocido como proceso de lodos activados. Este tratamiento implica la introducción de una combinación de aire y microorganismos, como bacterias aeróbicas y protozoos, en las aguas residuales y los desechos orgánicos industriales para estimular el crecimiento y la multiplicación. Los microorganismos se congregan alrededor del material orgánico suspendido del que se alimentan, lo que hace que se asiente y deje un efluente relativamente limpio para continuar con el tratamiento. El abultamiento de los lodos es un problema que se produce debido al crecimiento excesivo de algunos tipos de bacterias y dificulta el proceso de sedimentación, enturbiando el agua y provocando la liberación de efluentes que no cumplen con los estándares ambientales.
El proceso de lodo activado funciona por floculación, es decir, el agrupamiento de partículas suspendidas para formar masas más grandes que se depositan fuera del agua. Por lo general, las aguas residuales que contienen grandes cantidades de partículas pequeñas suspendidas de materia orgánica ingresan a un tanque donde se introducen los microorganismos adecuados, junto con suficiente aire para promover el crecimiento y la multiplicación de los tipos correctos de bacterias y protozoos, lo que permite que se produzca la floculación. Los microorganismos tienden a adherirse al material orgánico y entre sí, creando partículas relativamente grandes conocidas como flóculos. El agua se extrae de forma continua o periódica a un tanque clarificador, donde los flóculos se depositan en el fondo. Parte del material sedimentado, todavía rico en los microorganismos necesarios para la floculación, se reintroduce luego en el tanque de floculación para permitir que el proceso continúe.
Tres tipos principales de acumulación de lodos pueden afectar el proceso de sedimentación. El aumento de volumen causado por bacterias filamentosas es la forma más común. Estas bacterias normalmente ayudan al proceso de floculación, ya que los filamentos que producen ayudan a atrapar partículas suspendidas y generan flóculos más grandes y estables. Sin embargo, cantidades excesivas de bacterias filamentosas conducen a un aumento de volumen, ya que los filamentos pueden extenderse a partir de pequeñas partículas de flóculos y mantenerlas separadas unas de otras, evitando la formación de partículas más grandes que se asentarán fácilmente. Se cree que hay alrededor de 25 tipos diferentes de bacterias filamentosas en el lodo activado, todas las cuales pueden causar problemas.
El aumento de volumen de polisacáridos, también conocido como «aumento de volumen de lodo», ocurre cuando las bacterias del lodo activado producen demasiado polisacárido. Esto puede ocurrir cuando la mezcla es baja en nutrientes u oxígeno, o cuando la proporción de alimento a microorganismo (F / M) es demasiado alta. Los polisacáridos, azúcares complejos que incluyen almidón, se producen fuera de las células bacterianas y permiten la floculación al ayudar a las bacterias a unirse. Sin embargo, si se produce demasiado, puede evitar que el material se asiente.
El aumento de volumen zoogleal es causado por una sobreabundancia de la bacteria Zoogloea ramigera, un microorganismo formador de flóculos con un patrón de crecimiento dendrítico o similar a un árbol. Esto puede suceder cuando la relación F / M es demasiado alta o en condiciones de poco oxígeno. La bacteria es uno de los principales contribuyentes a la formación de flóculos en condiciones normales, pero una sobreabundancia de esta especie puede impedir el proceso y conducir a un tipo de aumento de volumen similar al causado por las bacterias filamentosas.
Se utilizan varios métodos para tratar o prevenir la acumulación de lodos. Las muestras de aguas residuales se pueden examinar microscópicamente a intervalos regulares para monitorear la abundancia de microorganismos que pueden causar problemas. Cuando se identifica un problema potencial, se pueden tomar medidas con anticipación, por ejemplo, un ajuste cuidadoso de la tasa de retorno del lodo activado al tanque de floculación. Si ya se está dando volumen, se puede tratar agregando coagulantes o ciertos polímeros al agua para estimular la floculación y la sedimentación. Otro enfoque es la cloración a un nivel que inhibe los filamentos bacterianos fuera de los flóculos, pero no penetra en los flóculos, dejando ilesos a los microorganismos internos beneficiosos.