Sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales para la eliminación de nutrientes. Reducción de la eutrofización.

El aumento de la concentración de nutrientes (nitrato y fosfato) en los cauces naturales derivado de la actividad humana acelera el crecimiento natural de las algas y plantas acuáticas, dando lugar al fenómeno conocido como eutrofización. El crecimiento descontrolado de las plantas acuáticas perjudica seriamente el ecosistema porque impide la llegada de luz a las partes más profundas de los cauces (paralizando los procesos fotosintéticos) e implica un consumo excesivo del oxígeno disuelto. Ambos efectos combinados suponen la pérdida de las condiciones aerobias y provocan la muerte de la mayoría de las especies que formaban parte del ecosistema inicial. Actualmente, existen un gran número de peces de agua dulce endémicos de la región mediterránea amenazados con la extinción debido a diversos problemas medioambientales, entre los que destaca la eutrofización de los cauces. Las actividades humanas que favorecen la eutrofización de los ríos y lagos son muy diversas pero entre ellas cabe destacar el empleo de fertilizantes, la producción masiva de ganado y el vertido de aguas residuales de origen urbano e industrial. El desarrollo de sistemas biológicos de eliminación de nutrientes se está utilizando cada vez más en las estaciones de depuración de aguas residuales (Water Research 41 (2007) 2271-2300).

 

[Grupo de Ingeniería Química y Ambiental
Universidad Rey Juan Carlos]

En el campo de la depuración de aguas, el empleo de procesos biológicos para conseguir una eliminación eficaz de los nitratos y los fosfatos es una práctica cada vez más habitual. Mientras que los sistemas de lodos activos convencionales permiten la oxidación de la materia orgánica y de los compuestos nitrogenados presentes en el agua residual generando agua, CO2 y nitratos, la implantación de sistemas más complejos que alternan etapas aerobias, anóxicas y anaerobias proporciona muy buenos resultados en la eliminación, no solo de materia orgánica, sino también de nitratos y fosfatos.

 

 

 

 

Eliminación de nitratos mediante desnitrificación biológica

 

La desnitrificación biológica se lleva a cabo empleando bacterias heterótrofas capaces de utilizar el oxígeno de los nitratos para oxidar el carbono orgánico y producir CO2. Los nitratos al reducirse generan nitrógeno (N2) que se elimina de la corriente de agua tratada mediante un simple proceso de aireación. Para que el proceso de desnitrificación suceda de forma correcta es necesario que el medio se encuentre en condiciones anóxicas y que las bacterias cuenten con una fuente de carbono fácilmente biodegradable.

 

Uno de los procesos más eficaces para llevar a cabo la desnitrificación biológica está basado en la alternancia de etapas anóxicas y aerobias tal como se describe en la figura 1.



Fig. 1. Degradación de la materia orgánica y nitrificación/desnitrificación biológica.

 

Los procesos biológicos que tienen lugar en cada una de las etapas son los siguientes:

 

ü      Zona anóxica I.  El carbono presente en el la corriente de entrada se emplea para reducir los nitratos recirculados a N2. La elevada carga orgánica permite que la desnitrificación sea muy rápida.

ü      Zona aerobia I. Se produce la oxidación de la materia orgánica de origen carbonoso y del amonio existente en el agua residual generándose agua, CO2 y nitratos.

ü      Zona anóxica II.  Los nitratos no recirculados se desnitrifican en esta etapa. Generalmente la fuente de carbono es carbono endógeno.

ü      Zona aerobia II. La aireación de la mezcla ayuda a eliminar el N2 formado en las dos etapas anóxicas. Se produce la nitrificación del amonio que no se haya oxidado en la anterior etapa aerobia.

 

 

Eliminación de biológica de los fosfatos.

 

Tradicionalmente los fosfatos se han eliminado del agua residual mediante precipitación química, no obstante, los tratamientos biológicos para eliminar este nutriente son cada vez más habituales. En un proceso de lodos activos se produce la incorporación de ortofosfatos, polifosfatos y fósforo orgánico al metabolismo celular para almacenar energía en forma de ATP. Esta incorporación supone la eliminación de un 10-30 % del fósforo del afluente. Los procesos biológicos desarrollados específicamente para la eliminación del fósforo están basados en que, bajo ciertas condiciones aerobias, algunas bacterias son capaces de retener una cantidad de fósforo más elevada de la que necesitan para su metabolismo. Para que dichas bacterias se desarrollen correctamente necesitan la presencia de ácidos orgánicos volátiles que, a su vez, se generan a partir de la degradación de la materia orgánica del agua en condiciones anaerobias. Estos dos requerimientos implican que la eliminación biológica de fósforo deba hacerse mediante la alternancia de etapas anaerobias y aerobias:

 

ü      Etapas anaerobias. La célula utiliza la energía acumulada para metabolizar los ácidos volátiles vaciando su stock de polifosfatos en forma de fosfatos al agua.

 

ü      Etapas aerobias. Los fosfatos presentes en el agua son convertidos en polifosfotos incrementando la reserva energética de la célula. Para acumular esta energía se metabolizan la materia orgánica generándose CO2 y H2O.

 

 

Eliminación conjunta de nitratos y fosfatos.

 

Combinando los procesos anteriores se consiguen elevados grados de eliminación de ambos nutrientes. La forma más habitual de hacerlo es incorporar una etapa anaerobia al inicio del sistema mostrado en la figura 1. Dicha etapa permite la generación de ácidos orgánicos volátiles que se emplean en la etapa aerobia para la acumulación celular de los fosfatos del agua.

 

Este tipo de sistemas de tratamiento biológico se ha aplicado con éxito en aguas residuales de origen urbano e industrial alcanzándose porcentajes de eliminación de nitratos y fosfatos superiores al 70 %.

 

 

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Comentarios

Hola a todos, yo quisiera saber si ustedes tienen informacion sobre Microorganismos Eficaces que puedan compartir, lo que pasa es que estoy en mi trabajo de Monografia y me hacen falta mas datos sobre estos microorganismos.

hola q tal, me mandaron este tema para investigar, me he pasado 20 horas en toda esta semana y no encentro por nada del mundo este tema, queria saber si uds pueden ayudarme en como encontrarlo , solo he conseguido media pagina, no hay mucha informacion y queria saber si uds disponen de ella, gracias

La potabilizacion se logra con un conjunto de tecnicas que incluyen el empleo de la biotecnologia. Los lodos activados son un metodo biologico que puede inlcuirse en el proceso de potabilizacion; sin embargo, no se demostardo costeabilidad ara recuperar en algua residual y hacerla potable. Igual que la desalinizacion, pasa de ser un problema tecnico a economico.

Sugrencia: Investiga lo relacionado a LODOS ACTIVADOS

Me parece un articulo muy objetivo. quisiera comentarles algo

si tengo una relacion N:P de 1,8 de las descargas de los cauces en muestras tomadas por la mañana, habria una variabilidad en esta relacion si tomara las muestras en horas mas activas tengo P 0,81 mg.l-1 y N 1.45, ME GUSTARIA CONOCER SU COMENTARIOS

Necesito un cuadro donde pueda calcular la reduccion de cargas organicas en entes generadores de agua residuales

Hola,

Tengo una fosa en funcionamiento, bastante bien dimensionada, con 4 tanques de decantación, que me está dando exceso de amonio (60mg/l). El maximo permitido es de 15.

Tengo un filtro biológico, bien colocado, pero creo que no hace su función. El flujo de agua es diario. Y por último hay un filtro de arena quarcita.

Quiero reducir el amonio a niveles permitidos. ¿podeis aconsejarme?

Un saludo

Ramón

muy bueno el articulo… pero por favor, traten de colocar el concepto de sistemas biologicos.. gracias….!!!!

buenop kiero realizar un trabajo d investigacion para reducir los ni veles d fosfatos y nitratos en las aguas residuales es algo ke nunk se a realisado en dodn vivo pero kiero ke sea por medio d bacterias kiero ke me asesoren d como puedo realizarlo y ke tan potable podria kedar esperando sus respuestas gracias

NECESITO INFORMACION SOBRE COMO ELIMINAR FOSFORO DE LAS AGUAS RECIDUALES ,CUALQUIER INFO FAVOR ENVIARLA AL COREEO FERCHOSEPUROB@HOTMAIL.COM GRACIAS

HE REALIZADO UN PROYECTO DE INVESTIGACION MUY BIENO SOBRE LA EFICIENCIA DE LOS EM EN LA DISMINUCION DE COSTOS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA DE CONSUMO HUMANOA TRAVES DE LA UTILIZACION DE FILTROS LENTOS EN AREA

SI ALGUIEN NECESITA AYUDA FAVOR ESCRIBIRME A MI CORREO

ingesan25@hotmail.com

Mi sugerencia sobre como tratar de eliminar los nutrientes en cualquier sistema de tratamiento, es utilizando bacterias que esten adaptadas al sustrato en cuestion, si es posible hacer una prueba piloto utilizando una planta piloto de lodos activados y conseguir en el mercado bacterias comerciales y probarlas en la planta para saber cual es la dosis se utiliza como estandar agregar 10.000bacterias/ml de agua residual, esta dosis se la agrega durante 7 dias seguidos, y en la prueba se debe recircular el lodo activado, luego durante la prueba es necesario medir el DBO5,por cada dia de prueba, asi como los solidos suspendidos volatiles,y se toma el mejor DBO5 de la prueba y los ssv, el cual es el dato exacto para la dosis en el tratamiento.

hola amigos quisiera informacion sobre tratamiento de aguas residuales de pescado y camaron con microorganismoseficiente EM, cual seria el procedimiento. de antemano gracias

Es muy interesante pero sería conveniente profundizar en temas como la importancia de la población de algas tanto en el sistema de tratamiento de agua potable en cada uno de los procesos de un tratamiento convencional (Entrada, Floculación, Sedimentación, Filtración, Desinfección) o con respecto a la comunidad de algas que se desarrollan en una laguna de oxidación para aquellos paises que por sus temperaturas pueden utilizar estos sistemas, sobre todo que hacer con las concentraciones de algas antes de su salida al medio exterior a la laguna, porque deben eliminarse para evitar alteraciones aguas abajo de la laguna en cualquier cuerpo receptorm aunque se hayan eliminado los coliformes fecales en su gran mayoría.

ps esta bien todo

pero seria mejor q lo practicaran y no solamente dejarlo aqui en la red y pues todo lo que queria decirles pero llevenla bien.

hola soy estudiante de la carrera de ing. ambiental en lima peru. estoy haciendo mi tesis sobre este tema pero con respecto a depuracion del agua por medio de microalgas. la verdad es que quisiera conseguir mas informacion, a ver si me pudieran ayudar. hasta luego. areval_alfredo@hotmail.com, arellano_valdez@yahoo.es

quisiera saber si alguien tiene imformacion que me pueda ayudar a medir los nutrientes que entran a la planta a diario, y como determinar la cantidad aceptada o cual seria la cantidad aceptable. aunque se que esto depende del sistema que tiene cada cual. Gracias

Hola!! soy estudiante de Ing. Ambiental, me gustaria saber si tienen informacion que puedan compartir conmigo sobre TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA UN PROCESO DE GALVANOPLASTIA y los diferentes tratamientos..

Gracias!!

SaLuDoS!!!!

Hola a todos, espero que esten bien, yo estoy por graduarme en ing. quimica, y estoy con el proyecto de grado que se trata de un diseño de sistema de tratamiento de aguas residuales, como requisitos me estan pidiendos ANTECEDENTES actualizados sobre este temas y queria saber si alguno de UDS. me puede prestar su ayuda al respecto……… mi msn en ing_oerj@hotmail.com por si desean ayudarme ;) LES AGRADECERE TODA LA VIDA POR LA AYUDA "jajaja" bye

algunos avances biològicos para tratar el agua

SISTEMAS BIOLOGICOS PARA CAMARONERAS Y HATCHERIES

Hola, quisiera me pudiera alguien ayudar, tengo un proyecto de pos grado, que consiste en echar a andar un filtro que elimine nitratos de aguas, podrìan ayudarme, necesito el diseño y como fabricar uno sencillo.

Gracias.

soy un estudiante de ingenieria electronica y estoy realizando en mi proyecto de grado para tecnologia electronica una instrumentacion, monitoreo, control de un prototipo de planta de laboratorio de tratamiento de aguas residuales por medio de lodos activados. y tengo una inquietud en la parte biologica del sistema, como realiza LOS LODOS ACTIVADOS el proceso de limpieza del las aguas residuales en el tratamiento secundario desde el punto de vista microbial.

muchas gracias+++

mi correo es: jaospinaduque@ingenieros.com

rufjaimefos@hotmail.com

me parese muy bien lo que acen ud

me parecio muy interesante y resalta algunos puntos que para los estudiantes de ciencias ambientales es muy importante

Hola me parece muy importante este tipo de trabajos ya que estan contribuyendo con la mejoria del medio ambiente, y de tambien compartiendo con todos los demas sus conocimientos, y así se hace extensivo el interes para semvbrar la inquietud en las demas personas y que hagan lo mismo en sus comunidades.

Estoy interesado en el tema, necesito información sobre filtros de arena para el proceso de saneamiento de aguas residuales despues de ser pasadas por biodigestores.

Felicito a los generadores de la idea por su contribución a la mejora de la conciencia ecologica con acciones efectivas.

Agradezco de antemano su colaboración; mi correo es:

hap_6002@hotmail.com

Necesito que me ayuden por sorteo de tesis me toco el tema de Tratamiento de aguas residuales en una empacadora de camarón, y lamentablemente no sé mucho sobre el tema, si me pueden ayudar con información se los agradecería.

quisiera saber que es lo que sucede en las zanjas de oxidación. No ententiendo muy bien el proceso de nitrificacion.

Gracias espero me puedan ayudar

Hola, quisiera saber acerca del comportamiento de las bacteria en un filtro percolador de alta tasa con un medio filtrante sintético, gracias

Vivo en una colonia que todas las aguas reciduales las tiran a un arrolyo, y cada ves esta mas contaminado, quisiera revertir eso, pero no tengo los libros para leer y hacer algo por el medio ambiente ó planos para hacer el tratamiento de aguas reciduales y asi decirle a la gente de la colonia que hay un remedio para no seguir contaminando.

Tambien se puede hacer tratamientos de agua reciduales individuales, o mejor dicho, que cada casa tenga su tratamento de aguas.

Si me dan las herramientas (literatura, planoa, etc.etc.) para revertir esta contaminación, yo creo que se puede hacer.

Que tal. quiero eliminar la DQO y DBO asi como nutrientes con tratamientos biològicos de agua residual. Ahorita tengo unos tanques y un humedal con el que estoy trabajando para proyecto de tesis de maetrìa pero estoy batallando para bajar los paràmetros de acuerdo a normas Mexicanas Sabes algo al respecto?

Hola

Estoy con un proyecto relacionado con la contaminacion del agua por nitratos.

Tengo que hablar sobre las tecnologias que utilizan en las industrias para elminar el nitrato. (Industrial pre-discharge removal techologies).

Se que se trabaja con Resinas de intercambio ionico y tambien con sistemas biologicos.. Algo de interes y mas general? Saludos desde Inglaterra.

Somos una empresa que estamos trabajando en un proyecto para reducir la eutrofizacion en los rios. Si alguien tiene algun estudio realizado le agredeceriamos que nos lo hiciese llegar para poder discutirlo y comprobar su eficacia.

PODRIAN APOYARME AMIGOS ,ESTOY HACIENDO UNA PRUEBA PARA LA UNIV.
AFUERA DE MI CASA PASA UN ARROYO CON 5 Mg/Lto. DE FOSFORO Y 6 Mg/Lto. DE NITROGENO .

QUE NECESITO PARA ELIMINAR ESAS CONCENTRACIONES DE FOSFORO Y NITROGENO . SI EL CANAL POR DONDE PASA ES DE CONCRETO.
SI PUDIERAN APOYARME GRACIAS .
M_OLVERAP@HOTMAIL.COM

ME GUSTARIA SABER A QUE SE REFIEREN CON CARGA ORGANICA Y COMO SE CALCULA….

REQUIERO INFORMACION SOBRE LA EFICIENCIA DE DIVERSOS MEDIOS FILTRANTES SINTETICOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. DONDE PODRIA CONSULTAR. MUCHAS GRACIAS.

Estamos trabajando con probioticos en acuicultura ( camaroneras), las normas ambientales nos estan exigiendo tratar las aguas resuduales. La pregunta es si ya empleamos bacterias en las piscinas camaroneras y raceways, osea ya amtibioticos ya no se usan, como o que tipo de bacteria usaria o seria la misma con la que tratamos las piscinas, para tratar los desechos orgànicos que filtros usarìa, cuanta cantidad de bacteria y cual..?

(requerido)

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