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Los procesos de biopelícula aeróbica oxidan la DBO de forma similar al lodo activado, pero retienen la biomasa por adhesión a superficies sólidas. Estos sistemas diversos incluyen filtros percoladores/torres biológicas, contactores biológicos rotatorios (RBC), filtros de medios granulares, lechos fluidizados y reactores de lecho circulante, así como sistemas híbridos. Se caracterizan por la carga superficial de DBO, carga hidráulica y carga volumétrica. La transferencia de oxígeno es crucial. El diseño se basa en cinética de biopelícula o fórmulas empíricas. Problemas comunes son el desprendimiento de biopelícula (sloughing) y sólidos suspendidos en el efluente, que requieren sedimentación. La recirculación del efluente mejora el rendimiento. Los lechos fluidizados maximizan el área superficial específica, permitiendo volúmenes reducidos, aunque la transferencia de oxígeno puede ser una limitación.
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