La lenta dinàmica del procés de fangs actius és un dels inconvenients principals a l’hora de prendre decisions quan sorgeixen problemes. Sigui quina sigui la mesura que es decideixi prendre, els seus efectes sobre el procés no s’observaran de forma clara fins passats uns dies. Aquest fet fa que sigui especialment rellevant, d’una banda, detectar els problemes el més aviat possible i, de l’altra, prendre les decisions correctes des del primer moment. No obstant això, no és possible avaluar el procés biològic amb mesures físiques o químiques, es necessita informació directa de la biomassa i de l’efecte que té sobre ella l’aigua residual a tractar. La tècnica de la respirometria permet valorar, controlar i protegir el procés de fangs actius aportant informació relacionada amb l’estat o activitat de la biomassa.
La respirometria es basa en la mesura de la velocitat del consum d’oxigen de les bacteris quan degraden un substrat orgànic, nitrogen amoniacal o bé a elles mateixes (respiració endògena). La taxa de respiració (OUR) consisteix en la quantitat d’oxigen consumit per les bacteris per unitat de temps i s’expressa en mg O2/(L•h). Com que aquest paràmetre depèn de la quantitat de microorganismes presents a la mostra, habitualment es treballa amb la taxa de respiració específica (SOUR), que és la taxa de respiració dividida per la quantitat de biomassa de la mostra. S’expressa en mg O2/(g•h) i el seu valor ja només depèn de l’estat de la biomassa i de la quantitat i biodegradabilitat del substrat que tingui disponible.
Comparant el valor de la taxa de respiració específica de la mostra amb els valors de referència (taula), es pot conèixer si el procés biològic està sobrecarregat (hi ha massa substrat per a tan poca biomassa), opera a bon rendiment o, al contrari, s’evidencien símptomes de toxicitat. Per a una mateixa aigua residual, l’augment progressiu de la taxa de respiració específica és indicatiu d’un augment de l’activitat biològica, i a la inversa.
A part de poder conèixer la salut i la capacitat actual del procés de fangs actius i el caràcter tòxic de l’aigua residual per als microorganismes mitjançant la respirometria, aquesta tècnica també permet:
- Optimitzar l’aeració i així fomentar l’estalvi energètic de la planta. A través de la respirometria es determina de manera precisa les necessitats reals d’oxigen, per a una aigua residual i amb una biomassa determinada.
- Caracteritzar l’aigua a tractar en funció de la seva biodegradabilitat pel fang actiu. Es pot conèixer el fraccionament de la DQO de l’aigua a tractar en funció de si és ràpidament biodegradable, lentament biodegradable o no biodegradable. Aquesta caracterització és molt útil per valorar i ajustar el procés.
- Detectar vessaments industrials amb efectes inhibidors o tòxics sobre la biomassa. La respirometria permet detectar els efectes perjudicials de l’aigua residual sobre els microorganismes just en el moment en què comença a afectar-los, permetent prendre mesures que paliïn els efectes ocasionats.
- Optimitzar el procés de nitrificació/desnitrificació. Permet determinar la taxa de nitrificació real i la taxa de desnitrificació real del nostre procés. En base a aquests valors es pot reajustar l’edat del fang.
- Analitzar la relació de nutrients (C:N:P) a l’aigua residual. El fet que els nutrients essencials no estiguin a l’aigua residual en la proporció que els microorganismes els necessiten produeix una sèrie d’efectes negatius sobre l’estabilitat del procés de fangs actius. Mitjançant la respirometria es pot detectar si la relació de nutrients a l’aigua redueix l’activitat biològica i és origen de problemes.
- Determinar paràmetres cinètics, necessaris per a la modelització del procés. Mitjançant respirometria es poden determinar paràmetres com el coeficient de rendiment de la biomassa heteròtrofa, la taxa d’utilització de la DQO, la taxa de nitrificació, etc.
Així doncs, la respirometria és una tècnica senzilla i pràctica, que ens aporta informació directa de la biomassa. Ens permet anticipar-nos a la majoria de problemes que poden afectar el procés, garantint que des del primer moment s’estan prenent les mesures correctes per pal·liar el problema. Així mateix, també constitueix una eina necessària per optimitzar el procés i determinar paràmetres essencials per a la seva modelització.
