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Contactores biológicos rotatorios (RBCs)
Los contactores biológicos rotatorios consisten en una serie
de discos de plástico circulares montados en un eje central y distanciados
entre 1,5 – 2,5 cm. Normalmente el 40 % de la superficie de los discos está
sumergida y rotan en un tanque conteniendo aguas residuales. Los
microorganismos fijados rotan en el agua, donde la materia orgánica es
adsorbida en el biofilm y fuera de las aguas residuales, donde se obtiene el
oxígeno necesario para la conversión de la materia orgánica se obtiene por
adsorción del aire. Así, la rotación proporciona aireación y la fuerza de corte
que causa la caída del biofilm de la superficie del disco. La velocidad
periférica en los discos no será menor que 0,3 m/s.
- Carga hidráulica (m3/m2 día): 0,04 – 0,15.
- Carga orgánica (kg BOD/m2 día: 0,005 – 0,026 y 0,015 –0,060).
Sistemas híbridos
Las condiciones de crecimiento óptimas difieren para cada
tipo de microorganismo implicado en tratamiento biológico (nitrificantes,
heterótrofos, etc.), y varios
compromisos tienen que hacerse para permitir que todas las bacterias alcancen
el grado más alto de actividad posible. El uso de sistemas híbridos puede
ayudar a alcanzar ese grado de actividad. Los sistemas híbridos pueden
definirse por dos tipos de procesos: (1) reactor de biofilm, usualmente un
filtro de goteo (TF), y un proceso de
lodo activado (AS) en serie, y (2) sistema de soporte de biomasa (fijado o
móvil) inmerso en un reactor de lodo activado.
PROCESOS DE TRATAMIENTO ANAERÓBICO DE AGUAS
RESIDUALES
El término digestión anaeróbica se usa para describir muy
diferentes procesos de tratamiento anaeróbicos de residuos. El principio básico
común a todos ellos es el hecho de que la degradación biológica de los
componentes orgánicos en los residuos se consigue sin necesidad de oxígeno
molecular (aire). En la mayoría de los casos, los procesos de digestión
anaeróbica son también metanogénicos, es decir, la mayor parte de los átomos de
carbono en el material de residuos se reduce a metano (CH4), el
producto último del metabolismo biológico en los ambientes anaeróbicos. El
valor económico del metano producido por la digestión anaeróbica puede ser una
consideración mayor en la selección de la tecnología de tratamiento, ya que
permite niveles significativos de recuperación de energía para calentamiento
del espacio, iluminación y generación de energía eléctrica.
La factibilidad de la digestión anaeróbica se ha demostrado
con muy diferentes tipos de residuos, sin embargo, sólo una proporción
relativamente pequeña han mostrado ventajas sobre las tecnologías de
tratamiento aeróbico cuando se implementan a escala comercial. Como resultado,
el rango de aplicaciones probadas actualmente están restringidas al tratamiento
de residuos de alta resistencia que tengan una composición relativamente
consistente. Éstas incluyen residuos de procesado de papel y alimentos, lodos
de aguas residuales y estiércol de granjas, residuos de cultivos, y varios
otros residuos de aguas residuales industriales. La máxima tasa de carga
orgánica empleada en estos casos a menudo excede en un orden de magnitud a la
de un proceso aeróbico equivalente. Además, muchos contaminantes orgánicos,
tales como pesticidas, compuestos halogenados y cocktails químicos complejos
presentes en los lixiviados de vertederos nos son particularmente adecuados
para la degradación aeróbica pero pueden tratarse fácilmente anaeróbicamente.
Microbiología de la digestión
anaeróbica
La producción de metano es el paso final en una cascada de
reacciones bioquímicas que tienen lugar dentro de los digestores anaeróbicos.
Sin embargo, ningún microorganismo es capaz de llevar a cabo todas estas
reacciones independientemente. Consecuentemente, los procesos de tratamiento
anaeróbicos son ecosistemas complejos que comprenden diversos microorganismos
que trabajan juntos de una forma coordinada para convertir componentes
orgánicos en metano y dióxido de carbono. Los primeros conceptos de digestión
anaeróbica reconocen que el proceso de transformación implicaría al menos dos
etapas, acidificación inicial de la materia orgánica compleja seguida por la
formación de gas desde unos intermediarios más simples.
Los procesos que podemos identificar en un digestor
anaeróbico son los siguientes:
a)
Hidrólisis de biopolímeros.
b)
Fermentación de aminoácidos y azúcares.
c)
Oxidación anaeróbica de de largas cadenas de
ácidos grasos y alcoholes.
d)
Oxidación anaeróbica de productos intermedios
tales como ácidos volátiles, excepto acetatos.
e)
Conversión de acetato a metano.
f)
Conversión de hidrógeno a metano.
Ya que ninguno de los pasos anteriores ocurre a través de
reacciones químicas espontáneas en grado significativo, los pasos individuales
son catalizados por grupos separados de microorganismos, cada uno con su papel
específico dentro del proceso total. Tal efecto conjunto de microbios
descompone completamente los sustratos orgánicos complejos a través de una
serie de metabolismos.
Enriquecimiento
El cultivo por enriquecimiento es la técnica utilizada para
realzar la densidad de población de un grupo particular de microorganismos
dentro de la población microbiana total de una muestra. Esto se consigue
estimulando preferencialmente el crecimiento del grupo objetivo de
microorganismos por la manipulación juiciosa de las condiciones fisiológicas
durante la fase de enriquecimiento. Los enriquecimientos metanogénicos se
realizan usualmente en medios que tienen una composición de nutrientes, valor
de pH ambiental, condiciones libres de oxígeno y temperatura, similar a
aquellos ambientes metanogénicos naturales.
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