El DBO en el control del funcionamiento de las

La DBO en el control del
funcionamiento de las EDARs
Medición on.'ine mediante microbiosensores
T. Díez-Caballero,
G. Rodríguez Albalat, C. Ferrer Ferrer
y V. Erchov
Biosensores,S.L.
D. Gómez Vera, P. Tejeda Belloch
S.A. Agricultores de la Vega
J. Claramonte Santarrufina, J.c. Garda López.
F.A.C.S.A.
e Isabel Castro
EGEVASA
1. Introducción
En mayo de 1995, la Entidad de
Saneamiento de Aguas de la Generalidad Valenciana contrató a Biosensores, S.L. con el fin de investigar, desarrollar y fabricar tres unidades de un sensor microbiano para el análisis en continuo de la demanda biológica de oxígeno en
aguas residuales (DBO), con y sin
aporte de aguas industriales.
En la actualidad, hay tres unidades
del equipo microbiosensor que vienen trabajando desde su instalación un total de 18 meses, esto es,
unas 30.000 horas de experiencia
en la monitorización en continuo
de las aguas residuales.
Se presenta el desarrollo de un
sensor biológico que permite la
medición de la demanda
biológica de oxígeno (DBO) en
tiempo real. Los prototipos llevan
18 meses de pruebas, habiendo
mostrado una fuerte correlación
con el método de medida
tradicional de la DBO soEl nuevo
sistema permite implantar
estrategias de optimización de la
operación al conocer en tiempo
real el grado de contaminación
de las aguas.
El resultado de este proyecto de investigación y desarrollo, al cabo de
tres años y medio de esfuerzo, es
una potente herramienta de análisis
en continuo, un equipo automatizado y robusto, capaz de operar de
forma autónoma en condiciones
reales y de impacto ambiental.
2. El análisis
de la DSO
estándar
La DBO es un parámetro esencial
en el control de la calidad del agua
y del proceso de depuración de las
aguas residuales, así como en la vi-
gilancia de espacios naturales húmedos. Este parámetro mide el
contenido de materia orgánica biodegradable en el agua problema.
Esta materia puede ocasionar una
depresión de oxígeno disuelto en la
cuenca receptora, capaz de producir episodios de mortandad masiva
de la fauna acuática por anoxia.
El método estándar para determinar la DBO de un agua, aun hoy en
uso, se denomina DBOs y consiste
en incubar una muestra del agua
problema en oscuridad y a una
temperatura de 20°C durante cinco
días. Durante este tiempo, los microorganismos presentes en el
agua metabolizan una gran parte
de la materia orgánica degradable,
aproximadamente un 80 % de la
DBO total. Esta metabolización requiere el consumo de oxígeno disuelto por parte de estos microorganismos, de modo que la diferencia entre el oxígeno disuelto medido antes y después del período de
incubación proporciona una medida de la demanda biológica de oxÍgeno, esto es, del grado de contaminación orgánica del agua problema.
Sin embargo, son múltiples factores los que han llevado a cuestionar la fiabilidad analítica de la
DBOs' De hecho, los valores de
DBOs para una misma muestra
pueden presentar una dispersión de
entre el 10% y el 30%. Entre estos
Junio
991-
mi
factores conviene señalar la dependencia del valor final obtenido de
DBO con la actividad metabólica
de los microorganismos presentes
en la muestra. Esto es debido a que
la actividad, tipo y concentración
de estos microorganismos heterogéneos no son factores controlados
en este análisis. Así, un agua problema con microorganismos de baja actividad (por ejemplo, en el caso de contener un tóxico) puede
presentar una DBO baja aun cuando su contenido orgánico sea significativo. Por añadidura, se conoce
que los microorganismos del agua
sufren variaciones estacionales en
su cuantía y tipo y, por tanto, podemos decir que la unidad de medida
de la DBO en el análisis clásico
tiene una variabilidad intrínseca
considerable.
Otro factor interferente en el análisis de la DBOs es la presencia y actividad de microorganismos nitrificantes porque consumen oxígeno
disuelto, pero no a expensas de la
materia con carbono orgánico sino
de materia nitrogenada. En un análisis de DBO a tiempo largo, la
contribución de la nitrificación a la
demanda de oxígeno total no es
despreciable y, por tanto, resulta
necesario añadir a la muestra analizada un compuesto inhibidor que
impida la actividad de este tipo de
bacterias.
Una limitación operativa importante del análisis de la DBOs es la
duración del análisis, de cinco
días. En un contexto socioeconómico marcado por una demanda
creciente de agua y con la perspectiva de que el volumen de aguas residuales se cuadruplique en los
próximos 20 años, se impone el requerimiento de una tecnología de
Cuando el componente biológico
sensor es una célula entera como
un microorganismo, el dispositivo
recibe el nombre de microbiosensor o sensor microbiano (Fig. 1).
medición rápida de la DBO. Una
tecnología que salve los inconvenientes expuestos. Sólo así, mediante la monitorización en continuo de la calidad del agua, es posible garantizar una intervención rápida sobre el proceso de depuración de unas aguas cuyo tránsito es
continuo a través de la instalación.
4. Aproximaciones
técnicas
al análisis
de la DBO mediante
biosensores
Por supuesto, la vigilancia continuada del agua requiere una automatización del análisis con el objetivo de evitar la intervención humana y reducir el coste por determinación.
3. Tecnología
biosensor
Los equipos presentes en el mercado para determinar la DBO de una
forma rápida utilizan básicamente
dos tipos de estrategia en la realización de las medidas:
del
Durante la última década, la potencialidad comercial de los procesos
y sistemas biológicos ha impulsado la tecnología de los biosensores. Estas herramientas de monitorización y control, llamadas a revolucionar la biotecnología analítica,
pueden proporcionar información
en tiempo real sobre parámetros
clave en procesos de muy distintas
áreas (medicina, agricultura, medio ambiente, etc.). Un rasgo distintivo de un biosensor es la interfase entre un material biológico
-enzima, anticuerpo, orgánulo, célula, etc.- y un transductor -potenciométrico, amperométrico, óptico, etc.-. La interacción del material biológico sensible con la
muestra produce un cambio en uno
o más parámetros fisicoquímicos
originando una señal. Esta señal tisicoquímica es transformada en
una señal eléctrica mediante un
transductor que puede ser amplificada y procesada en la forma adecuada.
a) Bioelectrodos, consistentes en
una membrana que contiene microorganismos inmovilizados, acoplada a una sonda de oxígeno disuelto.
b) Biorreactores, consistentes en
un reservorio conteniendo una fango activo procedente de una estación depuradora de aguas residuales, y una sonda de oxígeno disuelto sumergida.
Figura1.
Esquema
explicativo de la
configuración
básica de un
biosensor El
elemento sensor
o receptor
interacciona
o
es
O
IJ
con
un ana/ito
y la señal
fisicoquímica
RECEPTOR
BIOACTIVO
originada
AMPLIFICACION
1=:[>
TRANSDUCTOR
( un
cambio
de pH.
emisión
de luz.
un cambio en la
concentración
de oxígeno.
etc)
es transformada
porun
transductor
unaseñal
eléctrica
en
La tecnología de membrana ha originado equipos comerciales con
interesantes aplicaciones medioambientales (ARAS Doctor Lange,
de Alemania; BOD Module de
Medingen, de Alemania; BOD
2200 de CKG, de Japón, etc.). Estos equipos son manuales o semiautomáticos, y entre medidas
sucesivas requieren pasar a través
de la membrana un lÍquido nutritivo para no comprometer la viabilidad de las células inmovilizadas.
La retención de materia orgánica
en el interior de la membrana requiere un prolongado lavado, lo
que significa consumo de tiempo y
reactivos considerable si se quiere
recuperar la línea base original.
Las células inmovilizadas en membrana pierden actividad con el uso,
lo cual lleva a una pérdida de la capacidad de respuesta. Además, la
toxicidad del agua problema podría inactivar estas células irreversiblemente. Para efectuar nuevas
medidas, sería necesario un recambio continuo de la membrana, que
haría a estos equipos inoperantes y
costosos.
Figura2.Diagrama
temporaldeoxigenodisueltodelsistemamicrobiosensor
(respirograma).
Encadacicloseanalizan
dospatrones,
Pl
y P2,Yla muestradeaguaproblema.
Elsensormicrobiano
estáprogramado
paraanalizaralternativamente
aguadelinfluente(sindepurar)y delefluente(depurada).
Entreciclosconsecutivos
hayunaetapadeacondicionamiento
dela unidaddereacción
paramantenercondiciones
equivalentes
entremedidassucesivas.
RESPlROGRAMA
OBTENIDO
CON
EL MJCROBIOSENSOR
"
ciclo"
,.
A
r
mue.tr.es.ulld.
A
r
(OBO b8j.)
muealr. de entrada (080 alta)
El sistema proporciona una estimación de la DBOs del agua problema a partir de su señal respirométrica, tomando como referencia la
señal respirométrica de una sustancia patrón cuya DBOs es conocida.
~
.
L
!
.
00100941
3I'11m
3/271Q9
0:1\'11202843
038,13 04144 O~7-15 1"646
3121/99
31'Z11'i19 3/ZT/99
3l27J99
3fZ7m
3fZ1f99
sondas de medida implican un rápido ensuciamiento de estos elementos,afectandola medidaobtenida y haciendo necesario un mantenimiento con elevada frecuencia,
en algún caso incluso diario.
En cada ciclo de análisis se inyectan dos patrones de la misma
cuantía y composición, uno antes
de la muestra y otro después, el
primero permite la calibración del
sistema y el segundo permite estimar la posible toxicidad de la
muestra. Entre ciclos de análisis
consecutivos se incluye una etapa
de acondicionamiento de la unidad
de reacción para garantizar condiciones equivalentes en cada medida (Fig. 2).
En otros sistemas, como el equipo
denominado BIOX 10IO de STIP
en Alemania, se programan para
mantener un valor consigna de
DBO en el reactor diluyendo o no
el contenido del mismo en función
del efecto que sobre este valor tenga la muestra de agua residual analizada. Utiliza los microorganismos
del agua residual y no difiere en
este sentido de los biorreactores.
Todo el ciclo de trabajo del sensor
microbiano se encuentra automatizado, por consiguiente no requiere
intervención humana salvo para la
reposiciónde reactivos.El equipo
está capacitado para la captura remota de los datos o para su incorporación en redes locales y admite
la implementación de otros sensores convencionales (pH, conductividad, cJoruros, etc.).
T-
11617 1~4!I
3IZ1f99
3127199
Los equiposbasadosenbiorreactores (Rodtox de Kelma, Bélgica;
Biomonitor de LA.R., Alemania;
BM3 deNeurtek,España;Respirómetrode Columbus,EE.UU.,etc.)
tienen como elementosensoruna
poblaciónmicrobianaheterogénea
de un fango activo,pero el tóxico
presenteen un efluentepasaal reactorjunto con la muestray puede
llegar a afectar severamente el
conjunto de la biomasa interrumpiendo la autonomía del equipo y
haciendo necesaria la intervención
del operario. En muchos casos se
da una aclimatación de la población del fango frente a determinados niveles de un tóxico en particular, con la consiguientepérdida
de sensibilidad para la detección
de toxicidad. Además, la dinámica
de cambio cualitativo y cuantitativo en la población microbiana del
fango (variaciones estacionales,
relaciones de depredación, etc.)
hacen de estos microorganismos
un reactivo de variabilidad incontrolable en la determinación de
DBO. Los sistemas biorreactores
utilizan como elemento sensor un
fango activo procedente de una Estación Depuradora de Aguas Residuales, comprometiendo seriamente su utilidad operativa continuada
en un entorno distinto, como lo son
las zonas húmedas de importancia
ecológica. La complejidad del fango activo utilizado como elemento
sensor y la inmersión directa de las
en general. El principio de medida
utilizado es el respirométrico, midiendo el consumo de oxígeno que
los microorganismos emplean en
la oxidación de la materia orgánica
del agua problema en un tiempo de
ensayo real de entre 15 y 25 minutos, dependiendo de la complejidad de la muestra.
"3518
YX1/99
~:444\115420
3117f99
3/21f99
235~
3/21199
2-1322
3IZ1!'39
222:53
23223
24154
25125
3mf'1&
3I27M
3117199
Y17/9fd
5. Tecnología para la
monitorización
en
continuo de la DSO
Se ha desarrollado un sistema que
permite disponer en todo momento
de microorganismos en suspensión
con características definidas y
equivalentes en concentración, tipo y actividad metabólica para la
determinación en tiempo real de la
DBO. Esto elimina la dependencia
de la disponibilidad, actividad y
composición del fango activo. Por
tanto, el equipo puede ser aplicado
no sólo al control de procesos de
depuración,sino tambiéna la monitorización de aguas superficiales
6. Evaluación en
campo de los
microbiosensores
.,
Ha finalizado recientemente la
evaluación en campo de tres sensores microbianos por los técnicos de
tres EDARES de empresas explotadoras distintas analizando agua
residual tanto depurada como sin
depurar, y en este último caso tanto de agua bruta como de agua procedente del decantador primario.
Los datos han sido obtenidos a partir de tres unidades del sensor microbiano ubicadas cada una de
ellas en una EDAR distinta con di-
Junio 99
11
ferentes proporciones de agua residual urbana e industrial.
donde Ho se denomina hipótesis
nula y afirma que el promedio de
las desviaciones (d) es cero, es decir, que no existen diferencias significativas entre ambos métodos, o
lo que es ]0 mismo, que ambos métodos son comparables. Frente a la
hipótesis nula, la hipótesis alternativa consiste en afirmar que las
desviaciones entre ambas medidas
son significativas y. que, por tanto,
ambos métodos no serían comparables. Para realizar el contraste se
obtiene en cada muestra la diferencia entre los valores obtenidos por
el sensor microbiano y el método
estándar. Consideramos las diferencias:
Se han tomado en total 30 muestras puntuales que son analizadas
en paralelo por el sensor microbiano y por el método estándar DBOy
De estas muestras trece de ellas
son de agua depurada, seis son de
agua del clarificado del tratamiento primario de planta y once de
agua sin depurar. Para garantizar la
equivalencia entre las muestras
analizadas por el sensor microbiano (DBOMB) y el método estándar
(DBOs)' las muestras para determinar la DBOs se toman en el momento en que el sensor microbiano
inyecta la muestra correspondiente
en la celda de reacción. En la figura 3 se presenta el gráfico comparativo DBO/DBOMB para todas
las muestras analizadas.
DI
D2
maño 30 de la variable D =DB05
- DBOMB.
A partir del promedio y de la dispersión de tales diferencias se
construye un estadístico (función
de los valores muestrales) que sigue una distribución conocida de
probabilidad denominada t de Student. Este valor t experimental se
compara con el valor t teórico obtenido en tabla para el nivel de
confianza (precisión del test) escogido, en este caso del 95%, y en
función de] número de muestras
=O
::t=
O
COMPARATIVA
- DBOMB2
que representan una muestra de ta-
Mediante este test se realiza el siguiente contraste de hipótesis:
H) : E (di)
= DB052
Dn = DB05 n - DBOMBn
Para establecer si ambos métodos
de análisis son comparables se ha
utilizado e] test estadístico de datos
apareados. Esto es así porque los
valores de DBOs y la DBO del
sensor microbiano se determinan
sobre la misma muestra y, por consiguiente, ambas variables son dependientes desde un punto de vista
estadístico.
Ho: E (di)
=DB05, - DBOMB,
DB05.
OBOMB
"'"
""
..,
""
300
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1""1
""j
i~
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o
I
I
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t
2
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el
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8
9 10 11 t2 13 ,.
15 ~
~.--n
17 18 ,.
~
~
n
~ ~
~
~ v
a
~ ~
analizadas. Si el valor experimental resulta menor que el valor de tab]a los métodos son comparables.
El valor experimental se calcula
mediante la fórmula:
es decir, el cociente entre el promedio y la desviación de las diferencias, multiplicado por la raíz del
número de grados de libertad (número de pares de datos, n, menos
uno). Si la HO es cierta esta función estadística sigue una distribución t de Student con n-1 grados de
libertad.
El valor experimental resulta ser
0,862, valor menor que el valor de
tabla de 2,042; por consiguiente
queda demostrada la comparabilidad entre los análisis están dar
(DBOs) y los realizados por el microbiosensor.
Establecida la comparación entre
ambos métodos se procede a cuantificar el grado de concordancia entre ambas variables mediante el
cálculo del coeficiente de correlación lineal, un estadístico que mide
el grado de variación conjunta de
ambas medidas. Para una correlación positiva, es decir, cuando ambas variables evolucionan en el
mismo sentido, su valor oscila entre Oy 1,considerándose la correlación tanto mayor cuanto más próximo a la unidad se encuentra este
valor. En la figura 4 se presenta el
diagrama de dispersión de los datos
que permite visualizar el grado en
que la nube de puntos experimentales se puede ajustar a una línea recta, representando la DBO del sensor microbiano (DBOMB) frente a
la DBOs del método estándar.
El valor del coeficiente de correlación lineal res +0.98 (lo que significa que el coeficiente de regresión
lineal R2 es 0.96). Este valor indi
ca una fuerte correlación lineal entre ambos métodos.
6.1. Estudio de los
registros históricos de DBO
obtenidos con el sensor
microbiano
Figura 3. Comparación entre el método estándar (DB0sly el método desarrollado basado en microbiosensores. Se presentan un total
de 30 muestras reales analizadas en paralelo por ambos métodos. en tres depuradoras diferentes. dentro de los trabajos de evalua.
ción en campo del sistema
-
El interés de una medición fiable y
Figura4.- Diagrama
dedispersión
queevidencia
unacorrelación
linealmuyelevadaentrelasmedidasobtenidas
parel métododereferenciadala OBOs
y lasmedidasobtenidas
parel micrabiasensar
(OBOMB).
Enestediagrama.
cadapuntarepresenta
unpardevaloresdeltipo(OBO;OBOMB)
paraunamuestradada.Elvalordelcoeficiente
decorrelación
resultade+D.98
cial. Posteriormente puede observarse cómo la estación depuradora
recupera un comportamiento sistemático diario con máximos que se
localizan siempre en las primeras
horas de la tarde y que tienen un
origen doméstico. El promedio de
la DBO de entrada (agua decantada) es de 80 mg/l y el promedio del
agua depurada es de 15 mg/I. El
sensor microbiano detecta asimismo máximos de DBO que se apartan de este comportamiento y que
corresponden a dos vertidos puntuales de origen industrial, uno de
ellos casualmente detectado por un
operador de planta. El otro no fue
detectado por la observación del
personal de la EDAR.
CORRELACION 080I.oaOMB
""
...
"'.-
o
o
200--.
".
""
---
'"
lO.
.'"
""
""
--'"
'"
-..,
...
""
La DBO del agua depurada presenta una mayor uniformidad puesto
que el reactor biológico puede metabolizar una carga cambiante de
DBO de entrada, amortiguando la
variabilidad de esos valores.
DB05(mg/I)
en tiempo real de la DBO y de la
toxicidad inespecífica reside en
disponer de información del proceso de depuración que permita
adoptar las medidas oportunas para la prevención de cargas contaminantes y de episodios de toxicidad que puedan comprometer el
funcionamiento del proceso de depuración. Por otro lado, la identificación de comportamientos sistemáticos de tales parámetros y de
comportamientos relacionados con
fenómenos puntuales tales como
lluvias y vertidos debe contribuir a
la optimización del consumo energético de la instalación necesario
para la estabilización de una cantidad cambiante en pocas horas de
materia orgánica del agua influente. La ejecución de estas medidas
preventivas y/o correctoras exige la
monitorización en continuo de tales parámetros.
mento inicial muy significativo de
la DBO del agua decantada coincidiendo con el inicio de un período
de lluvias por efecto del arrastre de
la materia orgánica en las primeras
horas. Poco tiempo después se observa una disminución de la DBO
atribuida al efecto de la dilución de
la materia orgánica ocasionada por
el aporte de agua pluvial, dada su
continuidad en el tiempo y una vez
concluido el frente de arrastre ini-
Una situación similar se aprecia en
el gráfico de DBO de la EDAR de
Camp de Turia (Fig. 6). En este caso, las lluvias son un fenómeno
puntual y no tienen la continuidad
que en el caso anterior. Pero, con
todo, se aprecia también una dilución de la DBO del agua sin depurar, que en este caso no es agua del
clarificado de la decantación pri-
REGISTRO
:1
ceo
EDAR-ALBORAYA
-.-
""'¡
""l.
300+--.---....--
r :OOo~l
-
En las figuras 5, 6 Y7 se presentan
los gráficos de monitorización de
la DBO obtenidos en cada una de
las estaciones depuradoras donde
el sistema ha sido evaluado.
En el caso de la EDAR de la Cuenca del Carraixet en Alboraya (Valencia) (Fig. 5) se analiza agua procedente del clarificado de la decantación primaria yagua depurada.
Si se observa el gráfico correspondiente, se puede apreciar un au-
200
1111 Y 23h.,
'SI
I---DBOsalldII .
VMicIoJUtuII~
-~opII8dor"'"
-
~..~heblual
de .. DBO
2MO'88
-\--
.00
Figura 5.- Registra
dela OBOdeentrada( aguaclarificada
deldecantadar
primaria)y dela OBOdesalida(aguadepurada),
obtenida can el equipa micrabiasensaren la E.O.A.R.de Barrancade CarraixetenAlbaraya (Valencia)
junio 99
IJ
Figura6.- Registro
dela OBOdeentrada(aguasindepurar)
y dela OBOdesalida(aguadepurada)
obtenidas
conel microbiosensor
en
la EOAR
deCampde Turia.Nóteseel efectodediluciónenla cargadeOBOdeentradaporefectodeunperiododelluviasdecorta
duración
REGISTRO 080
6.2. Aplicación
del microbiosensor
a la detección de
impactos tóxicos
EDAR CAMP DE TURIA
700
600 ~-
~
"
600
oiluclón dela
DBOporIluvi..
del agua depurada tiene una fluctuación significativamente menor.
de corta dut8clón
_L.+
'00
o
'924-21 2234~ 2~4624 057:42 J:9«1
4:219 532:39 ,. O9 11:Hi19 0'57~
23131'1999
24131'1999
2513I1~P2713.f1999
2813119992&'3I1m
3IY3I1m 31131'1W9
1/4o'19i9 3f4'1m
25.H 1336~ 144403
4141199961""999 71411999
Ho....-
En el caso de la EDAR de Castellón (Fig. 7), ubicada en la capital
del mismo nombre en la Comunidad Valenciana, se aprecia un comportamiento regular de la DBO de
entrada que en este caso también
es agua bruta. Con periodicidad
diaria las DBO máximas (el promedio de las cuales es de 384
mg/I) se encuentran preferentemente en la segunda parte de la tarde, mientras que los valores mínimos (el promedio de los cuales es
de 215 mg/l) se reparten en el
transcurso del día. También aquí
como en los demás casos la DBO
maria sino agua bruta. Por esta razón, los valores de DBO en la entrada registrados son mayores que
en el caso anterior, donde dichos
valores corresponden a agua decantada. En el caso de la EDAR de
Camp de Turia, el valor promedio
de DBO de entrada registrado por
el equipo es de 309 mg/I y en valor
promedio de DBO del agua depurada es de 28 mg/l. El perfil de la
DBO no se corresponde en este caso, cuando se está analizando agua
bruta, con el perfil suave y regular
propio del análisis del agua decantada.
REGISTRO
DBO-EDAR
CASTELLON
Las estaciones depuradoras donde
se ha evaluado el sistema no han
presentado impactos de toxicidad,
que puedan comprometer la viabilidad del reactor biológico. Por
tanto, se ha realizado una experimentación forzada, utilizando
muestras de agua residual a las que
se añade un tóxico en una concentración determinada. Se evalúa el
efecto del tóxico sobre la reducción de la tasa de respiración, es
decir, se comparan las pendientes
iniciales de los picos respirométricos de los patrones antes y después
de la muestra. La pendiente representa la velocidad de consumo de
oxígeno disuelto por los microorganismos sensores. Esta velocidad
tiene una relación de proporcionalidad con la actividad metabólica
de los microorganismos. De este
modo, una reducción de la pendiente refleja la presencia de un tóxico en la muestra.
En la figura 8 se presenta el efecto
tóxico debido a una muestra que
contiene l mg/l de mercurio. Una
forma de cuantificar la toxicidad
general es mediante el cálculo del
porcentaje de inhibición, mediante
la fórmula:
600..
1 (%)
4SO ~
= (Pl
- P2). /00/ Pl
-
donde P1 es la pendiente inicial
del pico respirométrico del patrón
1 y P2 es la pendiente correspondiente en el patrón 2. En el caso
presentado Pl = 0.3 mg O2/ I.min
y P2 =0.2 mg O2/ l.min. Por tanto
el 1(%) =28.
<IX>
"O
7. Conclusiones.
'00
so
O
20:15:58
9:8:7
3/2S'99 ""...
22:00:30
3'26199
10:53:08
3127199
n.s:46
31'21199
12;38;25
3128199
1:31: 3
3120.90
14:23:26
",.".
- ~.,....
3:16:.
1608:25
s: '-4
3f.J1J99
17:53:10
3"31199
6:45:4&
""'999
Figura7.- Registro
dela OBOtantodeentrada(aguasindepurar)
comodesalida(aguadepurada).
obtenidoconel equipo
microbiosensor
enla EO.A.R.
deCastellón
IJ
l. Se ha desarrollado un sistema
microbiosensor capaz de monitorizar en continuo la Demanda Biológica de Oxígeno (DBO), en aguas
con y sin aporte de aguas industriales.
Figura8.Efectodela toxicidaddeunamuestradeaguaresidualconteniendo
1.0mg/ldemercuriosobrela respiración
delosmicraorganismos
sensores.
Nótesecómola velocidad
inicialdeconsumo
deoxígeno
disuelto(pendiente
delpicorespirométricoJ
sereduce
enel patrón2 respectodelpatrón1debidoa la adicióndela muestratóxica.Elexperimento
hasidorealizado
sininterrupción
delciclodetrabajodelsistema
TOXICIDAD
Hg -1.0
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O)f'I9'Itnrt
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HoralFecha
2. El sistema desarrollado ha sido
evaluado por la Entidad de Saneamiento de Aguas de la Generalidad
Valenciana, en tres estaciones depuradoras y a través de un explotador distinto en cada caso.
3. El sistema es capaz de determinar en tiempo real la DBO de las
aguas del influente y efluente en
cada EDAR; representa un nuevo
método de análisis de la DBO,
comparable con el método de referencia (DBOó)' con el que ha
mostrado una füerte correlación.
4. El sistema no requiere intervención humana y presenta una autonomía, fiabilidad y robustez superiores frenle a los equipos hoy en e]
mercado.
5. El sistema está capacitado para
la estimación de impactos tóxicos,
puede incluir otros sensores, y permite la captura remota de datos.
6. La herramienta desarrollada permitirá abordar estrategias de optimización del coste energético en
los procesos de depuración al conocer en tiempo real e] grado de
contaminación orgánica de las
aguas haciendo posible con ello regular las necesidades mínimas de
Agradecimientos
aireación del reactor biológico en
la EDAR.
5. Bibliografía
[1] Rawson. D.M., Willmer AJ. y Turner A.P.F..
Whole cell biosensors for environmental monitoring. Bioscnsorcs
Agradecemos el interés y colaboración constantes
dUf'dnte estos años en el desarrollo del proyecto de
D. Pedro Carmona. Comisario de Aguas de la
Confederación Hidrográfiea del Júcar.
Ponencia presentada en las 3" Jornadas de Tratamiento de Aguas Residuales, organizadas por INGENIERIA QUlMICA en colaboración con
ADECAGUA y celebradas en Madrid los días 28
y 29 de abril de 1999.
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IQ
junio 99
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