Columnas de flujo descendente
- Se dan en ellas procesos de adsorción y filtración simultáneos. - Se requieren lavados de la superficie filtrante más frecuentes.
- Se produce una más rápida obstrucción de poros por aglomeración de partículas coloidales (en suspensión), lo que exige limpieza y regeneraciones más frecuentes del carbón, disminuyendo así su vida activa.
Columnas de flujo ascendente
- La densidad de las partículas aumenta a medida que pasa el tiempo en servicio, como consecuencia de la retención de materiales.
- El lecho tiende a expandirse respecto de su posición de reposo en parado.
- Se generan finos por atrición de partículas, pudiendo escapar con la corriente de salida.
Los sistemas pueden operar, según los casos, por presión o por gravedad. En uno y otro caso, la complejidad de la operación y el coste debidos a la mayor o menor necesidad de tubos y válvulas, dependerá del modelo de disposición para el flujo y del número de columnas instaladas.
Existe una estrecha relación entre el fenómeno de la adsorción y algunos aspectos de naturaleza biológica observados en las columnas de carbón activado. Debido a la acumulación de biomasa, se puede llegar a detectar en la columna -a escala de planta- una eliminación de productos orgánicos entre el 50 y el 100% superior a la calculada a partir de las pruebas de laboratorio.
Como quizá el carbón puede catalizar procesos bioquímicos, puede haber un crecimiento biológico importante. Después de quedar agotado el carbón, la actividad biológica continúa aún.
Si el contenido de oxígeno disuelto en el agua es insuficiente se favorece la actividad biológica anaerobia y, en presencia de compuestos oxigenados (nitratos, sulfatos, hidratos de carbono) y compuestos orgánicos fácilmente degradables, las bacterias anaerobias inducen la consumición del oxígeno presente al reaccionar con los compuestos orgánicos, produciéndose gases como el nitrógeno, sulfuro de hidrógeno y metano.
La presencia de H2S en el efluente final pone de manifiesto la existencia de condiciones anaerobias, en la columna, y esto reduce la calidad del efluente.
El sulfuro de hidrógeno se produce al reducirse el sulfato por la acción bacteriana, en condiciones de:
- Altas concentraciones de DB05 (Demanda Biológica de Oxígeno) alimentada.
- Tiempos de interrupción del funcionamiento de la columna largos.
- Bajas concentraciones de oxígeno disuelto en el agua aplicada.
- Combinaciones de las anteriores condiciones.
Los métodos para reducir la formación de H2S incluyen:
- Eliminación de la máxima cantidad de DBO posible en los tratamientos previos a la adsorción.
- Reducir los tiempos de parada de la columna.
- Asegurar una concentración de oxígeno elevada en los afluentes a la columna.
- Lavado frecuente de los lechos de carbón.
- Mantener las columnas (flujo ascendente en lecho expandido) en condiciones aerobias, introduciendo una fuente de oxígeno, como aire o peróxido de hidrógeno.