MXPA04007335A - Metodo y planta para tratamiento biologico de efluentes acuosos para su purificacion. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a un metodo para el tratamiento biologico de efluentes contaminados con impurezas de origen urbano o industrial, caracterizado porque se emplea un tanque simple de aireacion (1) con una gran carga masica en la que el efluente en bruto o efluente pretratado mecanicamente se mezcla sin decantacion previa con un cultivo microbiano libre del tipo lodo activado, que se desarrolla en un medio ligeramente aireado, del orden de 0.1 a 0.2 kg O2/kg BOD5 eliminado, la carga organica aplicada tiene un valor mayor o igual que al menos 2 kg COD/kgSM/dia, preferentemente mayor o igual a 4 kg COD/kgSM/dia, el tiempo de residencia hidraulica para el efluente en bruto en el tanque simple de aireacion esta entre 30 y 90 minutos, preferentemente entre 40 y 60 minutos.

Description

MÉTODO Y PLANTA DE TRATAMIENTO BIOLÓGICO DE EFLUENTES ACUOSOS PARA SU PURIFICACIÓN La presente invención se refiere al tratamiento biológico de efluentes acuosos, tales como, en particular, aguas de desecho domésticas y aguas de desecho industriales, para fines de su purificación. Más particularmente, la invención se refiere a un método y dispositivo mejorados para el tratamiento biológico de tales efluentes, empleando cultivos libres de microorganismos de acuerdo a la técnica de lodos activados con el fin de eliminar la contaminación carbonada presente en los efluentes a ser tratados. Entre los procesos de purificación conocidos que utilizan cultivos libres de microorganismos, aquéllos que utilizan los lodos activados denominados "cargas débiles" han incrementado su uso cada vez más frecuentemente . Estos métodos del tipo "extensivo" tienen la característica de trabajar con cargas débiles másica y volumétricas, con tiempos prolongados de residencia hidráulica y un lodo medianamente decantable, lo que conduce a la construcción de estructuras más bien grandes, en términos del tanque de aireación asi como del sistema de clarificación.

Además, los dispositivos que ponen en práctica estos métodos convencionales de purificación generalmente requieren un encadenamiento de unidades especializadas que aseguran sucesivamente el tamizado, la eliminación de sedimentos, desgrasado y decantación primaria del efluente a ser tratado, estas unidades están colocadas corriente arriba de la etapa de tratamiento biológico propiamente dicho con lodos activados. Esto explica porqué las instalaciones de acuerdo a la técnica anterior son costosas, en términos de su construcción asi como de su operación y mantenimiento . Con el fin de paliar estos inconvenientes, la presente invención proporciona un método para el tratamiento biológico de efluentes contaminados con impurezas de origen urbano o industrial, caracterizado porque emplea un tanque único de aireación con gran carga másica en el que se mezcla el efluente en bruto o mecánicamente pretratado, sin decantación previa, con un cultivo libre de microbios del tipo lodo activado, que se desarrolla en un medio ligeramente aireado, del orden de 0.1 a 0.2 kg 02/kg BOD5 eliminado, la carga orgánica aplicada es igual o mayor al menos a 2 kg COD/kg SM/dia, preferentemente mayor o igual a 4 kg COD/kg SM/dia, el tiempo de residencia hidráulica del efluente en bruto en el tanque único de aireación está comprendido entre 30 y 90 minutos, y preferentemente entre 40 y 60 minutos. Esto explica porqué el sistema completo, que en una instalación según la técnica anterior, consiste del clarificador primario y del tanque de aireación, se reemplaza, de acuerdo a la invención, por un tanque único de aireación con una gran carga másica. Se conoce que la carga másica se define por la proporción entre el flujo diario de contaminación expresado en COD o en BOD5 y la cantidad de materia seca presente en el tanque de aireación. Para poner en práctica el método de la invención, es conveniente que el valor de esta carga másica sea superior a 1.5 kg COD/kg SM/día, y con una concentración de materia sólida comprendida entre 0.5 y 2.5 g S /1, lo cual da origen a cargas volumétricas aplicadas superiores a 3 kg BOD5/m3/dia . Gracias a estas características de acuerdo a la invención, el volumen del tanque único de aireación se reduce al mínimo por un factor de 10, en comparación con el tanque de tratamiento de lodos activados de las instalaciones convencionales con aireación prolongada y carga débil aplicada. El método de la invención como se describe anteriormente está basado en la bioabsorción : en un tanque de aireación con muy fuerte carga, una porción de la contaminación carbonada disuelta, y casi la totalidad de la fracción particulada y coloidal, son bioabsorbidas por la masa flocosa del lodo activado. En efecto, el hecho de que, de acuerdo a la invención, la acción de purificación se basa principalmente en los mecanismos de bioabsorción y no en mecanismos biológicos de oxidación o fermentación, y que el método sirve para evitar una decantación primaria y el uso de eliminación de sedimento y desgrasado, sirve para mantener un gran contenido de material particulado y coloidal en el efluente a ser tratado, estos compuestos promueven la bioabsorción. La bioabsorción puede describirse como un mecanismo fisicoquimico en el que la eliminación de la contaminación corresponde a una transferencia rápida del material proveniente de la fase liquida a la masa flocosa, por adsorción, absorción y atrapamiento. Inmediatamente ocurren tres mecanismos cuando el efluente entra en contacto con el lodo (ver Eikelboom-1982 en Bulking of Activated Sludge: Preventive and Remedial Methods, Ellis Horward Publ., Chichester, 90-105 "Biosorption and prevention of bulking sludge by means of a high floc loading" (Bioabsorción y prevención de aumento de volumen de lodo por medio de una gran carga de masa flocosa) y se superponen en el mecanismo global denominado "bioabsorción", que es: 1. la retención de los productos coloidales por adsorción fisicoquímica en la masa flocosa ("fijación superficial"), que conduce a un aumento de volumen de los mismos ; 2. la retención del material suspendido por imbricación en la masa flocosa biológica; 3. la absorción extra- e intracelular del material orgánico soluble por los microorganismos. En los tiempos de residencia hidráulica muy cortos impuestos por la presente invención (de 30 a 90 minutos), la población microbiana no tiene tiempo suficiente para hidrolizar y metabolizar la contaminación adsorbida . En contraste, la absorción refleja el comportamiento bacteriano y su capacidad de acumular reservas de nutrientes: el "almacenamiento" intracelular para oxidación posterior puede corresponder al 50% de la masa del microorganismo (ver Ekama G.A. et al., 1979, journal WPCF, 51, 3, 534-556 "Dynamic behavior of the activated sludge process" (Comportamiento dinámico del proceso de lodo activado) . En el método de acuerdo a la presente invención, esta absorción solamente se hace posible si las bacterias se mantienen en una situación de "estrés", que implica una entrada mínima de energía de oxidación. En consecuencia, de acuerdo a una característica del método de la invención, el método se controla en el límite de anaerobiosis, por la regulación del contenido de oxígeno disuelto en valores comprendidos entre 0.1 y 1 g/1. Esto explica porqué el método de acuerdo a la invención como se describe anteriormente está basado en el atrapamiento de la contaminación por el adsorbente "Lodo Activado" y sin degradación biológica por oxidación o fermentación, el iodo activado utilizado cambia continuamente con gran carga másica aplicada, mientras que mantiene una escasa aireación para garantizar la energía de mezcla para el sistema y energía suficiente para la bioabsorción . Los altos niveles de carga aplicada promueven los mecanismos de adsorción y absorción, al tiempo que mantienen la biomasa en un estado de mantenimiento con una velocidad de desarrollo virtualmente de cero. Estas condiciones, que son características del método de la invención, confieren propiedades sobresalientes al lodo con carga muy fuerte, y particularmente las siguientes: la contaminación decantable preservada en ausencia de pretratamiento primario sirve para lastrar la masa flocosa formada y con esto lograr clarificación excelente; el índice de iodo es notable con valores en el intervalo de 40 ml/g, valores que no se obtienen en el método de gran carga, de acuerdo a la técnica anterior, en el que el tanque de aireación es precedido por un decantador primario; la muy alta calidad del lodo con muy fuerte carga, que tiene una concentración de material suspendido del orden de 0.5 a 2.5 g/1, preferentemente entre 0.6 y 1.5 g/1 (estos valores pueden ser comparados con los valores de 3 a 4 g/1 que se recomiendan en la técnica anterior, particularmente en el documento FR-A-2,594,113) sirve para aplicar grandes velocidades ascencionales (>2 m/h) en el clarificador que está asociado con el tanque único de aireación, como se describe más adelante; la aireación es un parámetro que influye en el desempeño de cualquier sistema biológico; paradó icamente, de acuerdo al método de la invención, para un lodo de carga muy fuerte, la demanda de oxígeno se mantiene limitada con el fin de garantizar una buena bioabsorción , en detrimento de una eficiencia de purificación menor sobre la materia orgánica fácilmente asimilable; - esta limitación del metabolismo de 3 oxidación se obtiene aún más fácilmente si el tiempo de residencia hidráulica se mantiene en un valor bajo. La ventaja de un sistema con una carga fuerte o muy fuerte aplicada, de acuerdo a la presente invención, sobre los sistemas de carga baja, es considerable. Tales sistemas, denominados "intensivos" permiten el diseño de estructuras mucho más compactas con el mismo volumen de contaminación entrante a ser tratada, en términos del tanque de aireación asi como del sistema de clarificación, los lodos tienen propiedades excelentes de decantación. El mecanismo de bioabsorción que tiene lugar en el método de la presente invención está caracterizado por cinéticas de reacciones superiores (factor de 2 a 3 ) a las reacciones biológicas observadas en lodos activados convencionales, y con una entrada escasa de aire (0.1 a 0.2 kg 02/kg BOD5 eliminado en comparación con 0.6 kg 02/kg BOD5 eliminado respectivamente) . En cuanto a los tiempos de reacción, los órdenes de magnitud son los siguientes: 15 minutos para la bioabsorción de acuerdo al método de la invención; aproximadamente 30 a 45 minutos para la metaboli zación de acuerdo a métodos convencionales. El método de acuerdo a la presente invención se distingue claramente de la técnica anterior de los métodos denominados de carga muy fuerte, por condiciones especificas de uso del cultivo libre, que permite el desarrollo continuo en un medio ligeramente aireado y con carga fuerte másica aplicada, para promover los mecanismos de bioabsorción y almacenamiento de BOD. De este modo, el método de lodos activados de gran carga desarrollado por el Profesor Boehnke (ver Boehnke B. et al., 1997, Water Environmént & Technology, 23-27 "AB Process removes organics and nutrients" (Proceso AB elimina los materiales orgánicos y nutrientes] y Boehnke B. et al., 1998, Water Engineering & Management, 31-34 "Cost-effective reduction of high-strenght waste ater by adsorpt ion-based activated sludge technology" (Reducción efectiva de costo de desecho de agua muy resistente por tecnología de lodo activado basado en adsorción)) no se refiere a mecanismos de bioabsorción, sino a una presión de selección microbiológica, que conduce a una especificidad por adaptación de la biocenosis, reflejada por la aparición de una población bacteriana específica para los métodos de carga muy fuerte, en otras palabras, métodos metabólicamente más activos. En esta técnica anterior, no se hace referencia a la bioabsorción como un mecanismo esencial de purificación, este mecanismo sólo se utiliza como un amortiguador durante el surgimiento de carga. Además, las eficiencias de purificación son bajas (en la cercanía de 50% para BOD5), mientras que el método de la presente invención sirve para obtener reducciones promedio en el intervalo de 75% para BOD5 y 80% para SM. En términos de métodos intensivos, la técnica anterior no hace posible que una persona experta en la técnica controle la implementación y la corrida de un método de lodo activado, similar al método de carga fuerte o carga muy fuerte, cubierto por la invención. De hecho, es bien conocido para una persona experta en la técnica que estos sistemas son muy sensibles a los surgimientos de carga, sobrecargas hidráulicas o biológicas, dando como resultado una degradación rápida de la eficiencia y de la calidad requerida del agua tratada (en términos de contaminación carbonada y material suspendido) . De este modo, convencionalmente, durante los eventos de lluvia, en los cuales se observa una degradación en la composición del agua a ser tratada, estos métodos intensivos prueban ser inapropiados con un riesgo de lixiviación, potencialmente muy rápida, del material sólido presente en el reactor, haciendo el tratamiento del efluente de la calidad requerida imposible, la restauración de una situación normal ocurre después de hasta más de 48 horas. El método cubierto por la invención, como cualquier sistema biológico denominado intensivo, demuestra una muy grande reactividad a las variaciones en los parámetros del agua no tratada. Considerando la gran proporción de contaminación sobre la biomasa presente y consecuentemente la concentración baja de la biomasa (de 1 a 2 g/i de SM) , una amplia variación en las propiedades del agua no tratada provoca muy rápidamente un desequilibrio del sistema. Diferente al método de lodo activado de aireación prolongada, es decir un sistema denominado extensivo, el método de carga muy fuerte solamente tiene una baja capacidad de amortiguación. Una disminución significativa en las concentraciones de efluentes inmediatamente provoca la lixiviación de la biomasa presente en el sistema. Similarmente, un incremento significativo en el contenido de carga contaminante de agua no tratada rápidamente provoca un incremento en la concentración de material suspendido en el tanque único de aireación, y una posible sobrecarga del clarificador asociado con éste, como se muestra más adelante.

Con el fin de hacer al método de la presente invención más flexible, haciendo posible superar variaciones en la carga másica o volumétrica, se proporciona un sistema de regulación, al ajusfar la velocidad de recirculación del licor mixto en el tanque único de aireación, esta regulación se lleva a cabo para mantener el material sólido (material suspendido + biomasa) dentro de un intervalo preaj ustado, preferentemente entre aproximadamente 1.0 y 1.5 g/1, y se lleva a cabo por la medición continua de la turbidez del lodo activado o del licor mixto, esta medición se combina con una dependencia de la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto. De acuerdo a la invención, también se puede proporcionar una regulación de la entrada de aire en el tanque único, con el fin de mantener una consigna baja de oxigeno disuelto, por ejemplo entre 0.1 y 1 mg/1. De hecho, el oxigeno disuelto en exceso puede ser utilizado para oxidar la materia orgánica muy fácilmente asimilable, lo cual debe evitarse en el caso del proceso de acuerdo a la invención, en el que se busca promover el mecanismo de bioabsorción . Otro objetivo de la invención es una instalación para poner en práctica el método descrito anteriormente. Esta instalación está caracterizada porque comprende: un reactor de cultivo libre en el que el cultivo libre se desarrolla en un medio aireado, este reactor, que constituye el tanque único de aireación, comprende medios de entrada de aire continuos o intermitentes con mezcla asociada, medios para medir de manera continua la turbidez del lodo activado o del licor mixto y medios para medir la concentración de oxigeno disuelto, cuyos datos se procesan por un sistema dependiente, por un lado de la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto para mantener un contenido constante de material sólido en el reactor y, por otro lado, de la entrada de aire para mantener un bajo contenido de oxigeno disuelto residual en el reactor, un clarificador intermediario que separa el lodo del efluente descontaminado, y un circuito de recircuiación de lodo desde el clarificador intermediario hacia el reactor de cultivo libre, la velocidad de recirculación (o de extracción) es dependiente de la medición de la turbidez en el reactor. Otras características y ventajas de la presente invención aparecerán de la descripción proporcionada en seguida, con referencia a los dibujos anexos, que ilustran una modalidad no limitante. En los dibujos: la figura 1 muestra una instalación de acuerdo a la presente invención y, la figura 2 es una curva que muestra la variación en la constante de bioabsorción como una función de la carga aplicada en una modalidad del método de la invención. Haciendo referencia a la figura 1 se muestra que, en esta modalidad, el dispositivo de acuerdo a la invención comprende un reactor, o tanque único de aireación, con iodo activado bajo gran carga, designado por el número de referencia 1, este reactor comprende medios 2 de entrada de aire de manera continua o intermitente, la energía de mezclado se suministra mecánicamente, con un sistema que es dependiente del contenido de oxígeno disuelto, y una sonda 3 de medición de turbidez. En esta modalidad, un decantador intermediario 4 está asociado con el reactor 1 con el fin de separar el lodo del efluente descontaminado. La instalación comprende además un circuito 5 de recirculación de lodo desde el decantador intermediario 4 hacia el reactor 1 de cultivo libre, la velocidad de recirculación del lodo (o velocidad de extracción del lodo del decantador intermediario 4 ) es dependiente de la medición de turbidez suministrada por la sonda 3. Junto con este equipo básico del dispositivo de acuerdo a la invención, se pueden proporcionar diversos medios de un tipo conocido, que sirven para suplementar el tratamiento del efluente. De este modo, el dispositivo puede comprender una segunda etapa 6 que puede ser: • un reactor de nitrificación de biomasa acoplado a un soporte filo o móvil (dependiendo de las limitaciones de liberación del material suspendido), que recibe el efluente intermediario proveniente del decantador-clarificador 4; • un reactor de desnitrificación de biomasa acoplado a un soporte fijo o móvil (dependiendo de las limitaciones de liberación del material suspendido), que recibe el efluente intermediario proveniente del reactor de nitrificación . El carbono asimilable necesario se puede suministrar externamente (en la forma de metanol por ejemplo) , o de la digestión anaeróbica del lodo extraído del reactor, el lodo es fuertemente fermentable; • un reactor de digestión anaeróbica u otro sistema de hidrólisis de lodo para licuar la fracción fermentable de este lodo y suministrar el carbono asimilable fácilmente, necesario para el proceso de desnitrificación o para un proceso de metanación; el lodo remanente se hace inerte después de la hidrólisis que lo separa por cualquier método apropiado tal como centrifugación, mierofil tración ; • un reactor de metanación para producir biogas y con lo cual se suministra una porción de la energía necesaria para la operación del método. Preferentemente, el reactor 1 opera con lodos activados de carga muy fuerte, toma la forma de un tanque de aireación, conocido, en términos de ingeniería química, por el nombre de "biorreactor de mezclado integral" que logra mezclar efectivamente con un consumo bajo de energía; ya que las propiedades del agua son las mismas en todos los puntos del tanque, se promueve el mecanismo de bioabsorcion. Este tipo de tanque tiene el inconveniente de ser sensible a las variaciones en la velocidad de flujo y las propiedades del líquido a ser tratado, factores que son observados muy frecuentemente en el campo del tratamiento de agua de desecho. Ya que, de acuerdo a la invención, el contenido de oxígeno es dependiente, la sensibilidad a la velocidad de flujo y al flujo de la contaminación no tendrá repercusiones en el tratamiento del efluente. Como se mencionó anteriormente, con el fin de hacer posible que el reactor 1 resista las variaciones en la carga volumétrica o másica, la invención proporciona un sistema de control, mediante el ajuste de la velocidad de rec irculación del licor mixto (circuito 5), para mantener el material sólido (SM + biomasa) en el intervalo preestablecido, preferentemente en la cercanía de 1.0 - 1.5 g/1, como se especificó anteriormente. Para este propósito, se mide la turbidez continuamente, utilizando el turbidí etro sonda 3, o cualquier otro sensor adecuado conocido por la persona experta en la técnica, por ejemplo: contador de partículas, espectrofotómetro, etc., esta medición se combina con un dispositivo para hacer depender la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto. Con la ayuda de correlaciones tomadas de diagramas de correcciones, esta medición sirve para caracterizar globalmente el contenido de material sólido suspendido en el medio, con lo cual se describen las condiciones de operación de la instalación. la ventaja práctica de utilizar este parámetro para regular los métodos de purificación de lodo activado ya se ha enfatizado. De este modo, el documento FR-A-2,784,093 describe un método de manejo de recirculación automatizada, desarrollado con el fin de controlar el tiempo de residencia del lodo en la clarificación secundaria en los métodos de lodo activado, y este método utiliza una señal que representa la concentración del lodo, obtenida utilizando un sensor colocado en la línea de recirculación. Además, el documento FR-A-2 , 795 , 713 utiliza la medición de turbidez para caracterizar la carga contaminante presente en el agua no tratada, esta medición está asociada con la contaminación coloidal y particulada. En la presente invención, la señal obtenida debe representar la concentración de material sólido, el mecanismo de bioabsorción no ocurre exclusi amente con los microorganismos sino también con el material suspendido presente en el lodo. En estas condiciones, en el dispositivo de acuerdo a la invención, el sensor tal como 3 debe ser colocado ya sea directamente en el reactor biológico 1 como se muestra en la figura 1, o en la salida del reactor, en la linea de agua que suministra el clarificador asociado 4. El sensor está colocado de acuerdo a las reglas de la técnica conocidas por una persona experta en el arte, de acuerdo con el tipo de sensor elegido. La regulación puesta en práctica de acuerdo a la invención puede consistir en definir cuatro intervalos de concentración de SM, material suspendido, en el tanque único de aireación 1. Cada intervalo corresponde a una operación adaptada, ya sea de la bomba de recirculación de licor mixto del clarificador 4 hacia el tanque de aireación 1, o de la bomba de extracción de lodo.

Monitorear la concentración SM de material suspendido de la dependencia de la velocidad de flujo de extracción sirve para obtener una velocidad de flujo total que varía sólo ligeramente (agua de desecho + recirculación) a todo lo largo del sistema. Gracias a esta regulación, es posible reducir las variaciones en la concentración de material suspendido, en periodos normales, y luego regresar rápidamente a la operación normal en caso de disturbios debidos, por ejemplo, a los surgimientos de carga, eventos de lluvia, etc. Preferentemente, las consignas definidas son como sigue: concentración objetivo i.5 g/1, desviación de concentración ± 0.3 g/1, concentración de piso 1 g/1. Durante un evento de lluvia, la dilución de los contaminantes presentes en el agua no tratada provoca una caída en el material sólido aplicado en el reactor 1. Esta variación provoca inmediatamente un incremento en la velocidad de recirculación o una disminución en la velocidad de extracción, para evitar cualquier riesgo de lixiviación (retiro del material sólido presente en el reactor) . Durante los picos diarios, las concentraciones de contaminantes se incrementan, así como las cargas aplicadas; esta variación provoca inmediatamente una reducción de la velocidad de recirculación o un incremento de la velocidad de extracción, para evitar una saturación del clarificador, que daría como resultado pérdidas de lodo en el agua tratada. La siguiente tabla muestra la implementación de esta regulación.

Reactor SMA/HL il + Extracción fuerte Concentración objetivo SM mal Extracción normal rte + Extracción débil ec rcu ac ón máxima + Extracción De acuerdo a otra característica de la presente invención, también se proporciona una regulación de la entrada de aire con el fin de mantener una consigna baja del oxígeno disuelto. Esta regulación, basada en la generación de dos consignas diferentes de flujo de aire, dependiendo de la concentración de oxígeno disuelto en el tanque de aireación 1, y cuya implementación es bien conocida para una persona experta en la técnica, servirá para mantener constantemente un contenido de oxigeno disuelto residual de entre 0.1 y 1 mg/1. La regulación también puede obtenerse al detener la aireación y el suministro de la energía de mezcla por medios mecánicos. De este modo, de acuerdo a la invención, se hacen dependientes dos parámetros distintos: la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto para mantener un contenido constante de material sólido en el reactor biológico 1, y el control de los medios 2 de entrada de aire para mantener un contenido bajo de oxígeno disuelto residual en el reactor biológico. Como puede comprenderse, la combinación de un método de lodo activado con muy fuerte carga con un sistema de control optimizado, basado en la dependencia de los medios de recirculación o de extracción de licor mixto y los medios de entrada de aire, sirve no solamente para obtener un alto nivel de tratamiento de la contaminación carbonada en un reactor compacto asociado con un clarificador igualmente compacto, pero sobre todo, para controlar el método y su desempeño en el tiempo, incluso durante ios periodos de sobrecarga hidráulica. El ejemplo de implementación dado en la tabla anterior muestra la resistencia a la lixiviación, en una instalación de acuerdo a la invención que opera bajo gran carga, sin hacer depender por un lado, y haciendo depender por otro lado, y la figura 2 muestra la curva de variación de la constante Ao de bioabsorcion como una función de la carga másica aplicada Cma, expresada como COD total. Un examen de esta curva muestra que mientras más elevada es la carga aplicada, más elevada es la constante de bioabsorcion.

Ejemplos de VHL (carga muy fuerte) : resistencia a la 1 ixiviación Con dependencia SM CMa kg Eficiencia CODt Eficiencia SM (gD CODt/kg SM/día (%) (%) Día 1 2.0 10.8 64 73 Día 2 1.8 Día 3 1.7 9.8 62 68 Día 4 1.9 10.7 61 67 Día 5 2.0 1 ai 75

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el tratamiento biológico de efluentes contaminados con impurezas de origen urbano o de origen industrial, caracterizado porque emplea un tanque único de aireación con fuerte carga másica en el que se mezcla un efluente en bruto o mecánicamente pretratado, sin decantación previa, con un cultivo microbiano libre del tipo lodo activado, que se desarrolla en un medio ligeramente aireado, del orden de 0.1 a 0.2 kg 02/kg BOD5 eliminado, la carga orgánica aplicada es mayor o igual al menos a 2 kg COD/kg SM/dia, pre erentemente mayor o igual a 4 kg COD/kg SM/dia, el tiempo de residencia hidráulica del efluente en bruto en el tanque único de aireación está entre 30 y 90 minutos, y preferentemente entre 40 y 60 minutos, y porque, en el tanque único de aireación una porción de la contaminación carbonada disuelta y casi la totalidad de la fracción coloidal y particulada del efluente son bioabsorbidas por la masa flocosa del lodo activado.

2. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de la carga másica es superior a 1.5 kg 30D5/kg SM/dia, con una concentración de material sólido entre 0.5 y 2.5 gSM/1, que da origen a cargas volumétricas aplicadas superiores a 3 kg BOD5/m3/día .

3. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque se controla en el limite de la anaerobiosis , al regular el contenido de oxigeno disuelto a valores entre 0.1 y 1 g/1.

A. El método según la reivindicación 1, caracterizado porque el lodo de muy fuerte carga tiene una concentración de material suspendido del orden de 0.5 a 2.5 g/1, y preferentemente entre 0.6 y 1.5 g/1.

5. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se proporciona un sistema de regulación, mediante el ajuste de la velocidad de recirculación del licor mixto en el tanque único de aireación, esta regulación se lleva a cabo para mantener el material sólido (material suspendido + biomasa) dentro de un intervalo preestablecido, preferentemente entre aproximadamente 1.0 y 1.5 g/1, y se efectúa por la medición continua de la turbidez del lodo activado o del licor mixto, esta medición se combina con una dependencia de la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto.

6. El método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende una regulación de la entrada de aire en el tanque único, con el fin de mantener una consigna baja de oxigeno disuelto, del orden de 0.1 a 1 mg/1.

7. Una instalación para poner en práctica el método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende; un reactor de cultivo libre en el que se desarrolla el cultivo libre en un medio aireado, en el que una porción de la contaminación carbonada disuelta y casi la totalidad de la fracción coloidal y particulada del efluente son bioabsorbidas por la masa flocosa del lodo activado, el reactor, que constituye el tanque único de aireación, comprende medios de entrada de aire de manera continua o intermitente, la energía de mezclado se suministra mecánicamente en este caso; medios para nedir continuamente la turbidez del lodo activado o del licor mixto y medios para medir la concentración de oxígeno disuelto, cuyos datos se procesan por un sistema para hacer depender, por un lado, de la velocidad de recirculación o de extracción del licor mixto para mantener un contenido constante de material sólido en ei reactor, y por otro lado, de la entrada de aire para mantener un contenido bajo de oxigeno disuelto residual en el reactor; un clarificador intermediario que separa el lodo del efluente descontaminado; y un circuito de recirculación de lodo desde el clarificador intermediario hacia el reactor de cultivo libre, la velocidad de recirculación (o de extracción) es dependiente de la medición de turbidez en el reactor.

8. La instalación según la reivindicación 7, caracterizada porque el reactor que opera con lodo activado con carga muy fuerte toma la forma de un tanque de aireación de mezcla integral.

9. La instalación según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque el sensor está colocado directamente en el reactor biológico.

10. La instalación según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque el sensor está colocado en la salida del reactor, sobre la linea de agua que suministra el clarificador asociado.