7.2.10 Remoción biológica simultánea de fósforo y nitrógeno de

7.2.10
TRATAMIENTO DE AGUAS EN ZONAS INDUSTRIALES,
INGENIERÍA
URBANAS Y RURALES
AMBIENTAL
Proyecto 7.2.10
Remoción biológica simultánea de fósforo y nitrógeno
de agua residual
Julio César Morales Mejía, Simón González Martínez, Óscar González Barceló
La falta de tratamiento de las aguas residuales conduce a la
Los resultados muestran que la eficiencia del reactor para 173
acumulación de contaminantes en los cuerpos que reciben
eliminar compuestos contaminantes está relacionada
aquéllas sin tratamiento, y que conducen al crecimiento
directamente con la carga orgánica. Con una carga orgánica de
indeseado de algas y plantas acuáticas (como el lirio acuático).
2.4 gDQO/m2·d se logró eliminar materia orgánica, nitrógeno
Para reducir la intensidad de este proceso es necesario eliminar
amoniacal y fósforo en 75, 90 y 16%, respectivamente; con
del agua residual aquellas sustancias que las algas emplean en
una carga orgánica de 6.5 gDQO/m2·d se alcanzaron eliminaciones
su crecimiento, las más importantes de las cuales son los
de 67, 30 y 42% y, finalmente, con 7 gDQO/m2·d, se llegó a 74,
compuestos fosforados y nitrogenados. De esta situación surge
58 y 2 % de remoción. Al operar el sistema con una carga
la necesidad de desarrollar sistemas para tratamiento de aguas
orgánica baja se obtuvo una nitrificación (producción de nitratos
residuales que puedan separar estas sustancias de manera eficaz
a partir de amonio) máxima de 98%. Con esta carga, las bacterias
y a un bajo costo.
responsables de eliminar fósforo, denominadas acumuladoras
El objetivo principal del trabajo fue separar nutrientes
de fosfatos, usaron el oxígeno de los nitratos remanentes
(nitrógeno y fósforo) de agua residual municipal, utilizando un
durante la primera mitad de los ciclos para su proceso
reactor de lecho móvil discontinuo, que contiene un material
respiratorio, por lo que no acumularon ni suprimieron fósforo.
poroso como medio de soporte para grupos de micro-
Al aumentar la carga orgánica para favorecer la eliminación de
organismos. Otros objetivos fueron determinar las características
fósforo se redujo drásticamente la producción de nitratos. Este
de operación del reactor bajo las cuales se logre la mejor
efecto negativo sobre la nitrificación se debió a que el tiempo
eliminación de nutrientes. Se utilizó hule espuma para permitir
de retención celular (tiempo medio de permanencia de los
el desarrollo controlado de microorganismos útiles que degradan
microorganismos en el sistema) se redujo, lo que causó que las
los contaminantes. Como parte del diseño experimental se
bacterias nitrificantes fueran desplazadas por otras de más rápido
alimentó el reactor con agua residual municipal proveniente
crecimiento. Además, al aumentar la carga orgánica hubo una
de Ciudad Universitaria y se empleó la carga orgánica (cantidad
competencia por el oxígeno, durante la fase aerobia, entre las
de alimento suministrado a los microorganismos por unidad de
bacterias nitrificantes y las que consumen materia orgánica. Se
superficie y por día) como parámetro de operación.
observó también que la materia orgánica se removió en
El trabajo experimental se dividió en tres etapas, caracterizadas
cantidades similares con las tres cargas orgánicas; la mayor parte
por una diferente carga orgánica, y duró 237 días. El reactor,
de este sustrato se utilizó durante las dos primeras horas en los
de 1 800 litros de volumen útil, se operó en ciclos de 8 horas,
ciclos. El establecimiento de las bacterias acumuladoras de
en los cuales se aportó aire, como forma de suministrar oxígeno
fosfatos se logró al incrementar la carga debido a que éstas
a los microorganismos, de manera intermitente. Se analizaron
necesitan de materia orgánica fácilmente utilizable durante la
parámetros genéricos, como la
compuestos
fase anóxica/anaerobia. Al tener disponible el material orgánico
nitrogenados y fosforados, pH y temperatura para evaluar el
en mayor cantidad y al haber menos oxígeno de nitratos, las
desempeño del reactor.
bacterias acumuladoras de fosfatos fueron capaces de competir
D Q O , S ST
por su alimento estableciéndose en el sistema.
PROYECTOS 2005 - 2006
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Figura 1. Reactor de lecho móvil a nivel piloto.
Figura 2. Vista al microscopio del material de soporte de
microorganismos.
Figura 3. Cubos de hule espuma limpios y cubiertos de microorganismos.
PROYECTOS 2005 - 2006