EL EMPLEO DE HONGOS MEJORA LA ELIMINACIÓN DE MICROCONTAMINANTES EMERGENTES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

La inmovilización de hongos ligninolíticos en contactores biológicos rotatorios (CBR o comúnmente llamados biodiscos) ha permitido mejorar la eliminación de microcontaminantes farmacéuticos alcanzando tasas de eliminación superiores a las obtenidas por fangos activos. Los resultados del tratamiento de dos efluentes reales de aguas residuales demuestran que este tratamiento puede trasladarse a pequeñas estaciones de depuración operando con un tiempo de residencia hidráulico relativamente bajo de un día y sin la necesidad de aireación.

Grupo de Ingeniería Química y Ambiental – URJC


Los hongos ligninolíticos han despertado un gran interés por su capacidad de degradar un compuesto polimérico complejo como la lignina de la madera. Su capacidad de degradación se debe a mecanismos enzimáticos (intra- y extracelulares) capaces de generar especies radicalarias altamente oxidantes y no selectivas. Por ello, se han empleado en la degradación de compuestos poco biodegradables y tóxicos en aguas residuales como hidrocarburos poli-aromáticos, fenoles clorados o plaguicidas [1].

Investigadores del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos han estudiado la utilización de hongos ligninolíticos de podredumbre blanca para el tratamiento de aguas residuales urbanas en la eliminación de microcontaminantes emergentes de tipo farmacéutico. El estudio se realizó con aguas residuales urbanas de la salida del tratamiento primario de la depuradora a escala planta piloto del Campus de Móstoles (Madrid) de la Universidad Rey Juan Carlos (1.800 habitantes/equivalentes) y de una EDAR urbana situada en la provincia de Toledo (65.000 habitantes /equivalentes). El tratamiento de ambas aguas se llevó a cabo en una unidad de contactores biológicos rotatorios a escala laboratorio donde se inmovilizó un cultivo del hongo de pobredumbre blanca, Trametes versicolor. Dicho tratamiento podría ser escalado para pequeñas estaciones de depuración de aguas residuales en unidades semejantes a las mostradas en la Fig. 1.

 

Fig. 1. Contactores biológicos rotativos a escala laboratorio (a) y planta piloto (b).

El uso de contactores biológicos rotatorios solventa limitaciones previas detectadas en procesos de tratamiento de aguas residuales con hongos ligninolíticos. En particular, la desestabilización de la biomasa fúngica por la proliferación de especies bacterianas. Este hecho, ha conducido en trabajos previos a la necesidad de la renovación de la biomasa fúngica y/o la adición de sustratos adicionales biodegradables que aseguren la supervivencia de las comunidades fúngicas frente a las bacterianas autóctonas de las aguas residuales [2].

Los resultados obtenidos indican una elevada capacidad del tratamiento para reducir la carga de carbono orgánico total (COT), entre el 71-77% para ambas aguas residuales durante periodos de tratamiento en continuo de más de 50 días operando con un tiempo de residencia hidráulico de 1 día. Pero lo más relevante es que se alcanzaron elevadas tasas de eliminación de los microcontaminantes farmacéuticos detectados, destacando los valores obtenidos para carbamazepina (15-40%), gemfibrozilo (60-95%), hidroclorotiazida (45-95%) y sulfametoxazol (62-90%), los cuales resultan superiores a los observados en tratamientos convencionales de fangos activos.

El estudio realizado con aguas residuales de diferente composición de COT, N-NH4+, P-PO43-, ha permitido demostrar que la variación de la relación COT:P-PO43- entre 6:1 y 50:1 no afecta al rendimiento del proceso. Sin embargo, el incremento de la relación COT:N-NH4+ de 0,7:1 a 3:1 mejoró la reducción de COT, N-NH4+ y P-PO43-, perocon una cierta disminución de las tasas de eliminación de los microcontaminantes farmacéuticos. Estos resultados se relacionaron con un mayor desarrollo de comunidades bacterianas al aumentar la relación COT:N-NH4+, reduciendo de esa forma la actividad del hongo en la eliminación de los microcontaminantes farmacéuticos.

No obstante, a partir de bioensayos específicos de la actividad microbiológica de la biomasa formada sobre los biodiscos durante el tratamiento, se observó que la actividad fúngica es siempre dominante sobre la bacteriana, aunque la contribución de las comunidades bacterianas autóctonas del agua residual no puede descartarse.

Por tanto, la inmovilización de hongos ligninolíticos en contactores biológicos rotativos se presenta como una solución tecnológica aplicable a pequeñas estaciones depuradoras, reduciendo significativamente la carga de microcontaminantes emergentes de tipo farmacéutico sin aireación externa, sin fuentes adicionales de sustratos biodegradables, sin recirculación o renovación de fango y con un tiempo de residencia hidráulico de 1 día [3].

 

Bibliografía

[1] Dao, A. T. N., Vonck, J., Janssens, T. K. S., Dang, H. T. C., Brouwer, A., de Boer, T. E.(2019). Industrial Crops and Products, 128, 153–161.

[2] Mir-Tutusaus, J. A., Baccar, R., Caminal, G., Sarrà, M. (2018). Water Research, 138, 137–151.

[3] Cruz del Álamo, A., Pariente, M.I., Vasiliadou, I., Padrino, B., Puyol, D., Molina, R., Martínez, F. (2018). Environmental Science and Pollution Research 25, 34884-34892.

 

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