Caracterización de las rutas metabólicas de un lodo activado enriquecido en bacterias acumuladoras

Abstract

Uno de los aspectos más importantes dentro del tratamiento de aguas residuales, con el sistema de lodos activados, es mantener una buena sedimentación para poder lograr un proceso más eficiente. Para ello, en ocasiones, se utilizan selectores con los cuales se favorece el crecimiento de las bacterias formadoras de flóculos sobre las filamentosas, que causan esponjamiento o “bulking” del lodo. En ese sentido, este trabajo de investigación buscó caracterizar un lodo operado con un selector no aireado. Esto con la finalidad de conocer a cuál modelo de lodos activados se ajustaba mejor y así lograr tener un mayor control del proceso y evitar problemas de sedimentación, los cuales ya se habían presentado en años anteriores. Además, aprovechando el uso de un selector, se planteó la posibilidad de estar trabajando con un cultivo enriquecido en bacterias acumuladoras de sustrato o fósforo. Siendo éstas últimas de gran importancia en la remoción biológica de nutrientes. Para lograr el objetivo anterior, se realizaron corridas de degradación en batch utilizando el lodo de los dos RBS con los que se trabajó en el proyecto. En éstas corridas se midieron cinéticas de DQO, fósforo, nitrógeno y utilización de oxígeno. Con los resultados obtenidos se verificó que las bacterias predominantes en el lodo fueron del tipo acumuladoras de sustrato, ajustándose mejor al modelo de lodos activados No.3 (ASM3), y se optimizó la operación teniendo especial cuidado en alcanzar una concentración de oxígeno disuelto óptimo (alrededor de 2 mg/L) al inicio de la fase aerobia en los reactores. Después se probó la hipótesis de que al aumentar la cantidad de fósforo presente en el agua residual, utilizada como alimento en los RBS, se puede favorecer el crecimiento de las bacterias acumuladoras de fósforo. Para ello, se montó otro reactor al que se le aumentó la concentración de fósforo en el alimento, pasando de 2 a 18 mg/L de P, y se estuvo monitoreando el comportamiento de los ortofosfatos en los ciclos de operación. Luego del monitoreo, se observó una remoción de fósforo importante pero no así el comportamiento metabólico típico para organismos de este tipo. Para descartar una remoción por precipitación química, debido al pH alto que se maneja en los reactores (>8.5), se montó un experimento controlando el pH a 7 utilizando el mismo lodo y la misma alimentación enriquecida con fósforo. Con esta prueba se observó que al descender el valor de pH ya no hubo remoción significativa de fósforo. Por lo que la ruta metabólica más predominante en el cultivo del lodo fue la de los GAO. Los resultados de toda la investigación lograron mantener estables los reactores biológicos y descartar que los problemas de sedimentación fueron por falta de nutrientes, si no por falta de oxígeno disuelto al momento de la degradación del sustrato. Además, dio las bases y conocimientos necesarios para desarrollar un proceso de remoción biológica de fósforo en futuros proyectos.