Tratamiento biológico de fósforo y nitrógeno

Manejo Integral del Agua I

1. Índice de biodegradabilidad (IB).

¿Como se relaciona la DBO con respecto a la DQO?

La relación DBO5/DQO nos da una idea de la biodegradabilidad de los efluentes de aguas residuales [1]. En otras palabras, es la relación entre la capacidad química y la capacidad biológica de degradación que tiene un agua [2]. También puede expresarse como DQO/ DBO5. En ese caso, los rangos normales de valores son [2]:

• Aguas domesticas: 1.3-1.4
• Aguas Urbanas: 2
• Aguas Industriales: 4

¿Qué significa el resultado?

En cuando al tipo de vertido de agua residual [2]:

• DBO/DQO < 0.20 quiere decir que el vertido es de tipo inorgánico
• DBO/DQO > 0.60 este será de tipo orgánico.

En cuanto a la facilidad de degradación [1]:

• DQO/ DBO5 < 2 son sustancias fácilmente biodegradables
• DQO/ DBO5 > 2 son sustancias en las que su biodegradación es más dificil

¿Cómo se opera en una PTAR?

En una PTAR se toman en cuenta sobre todo en el momento en el que se debe elegir y diseñar los procesos de tratamiento biológico, es decir, en los que se degrada la materia orgánica.

Por ejemplo, las tecnologías convencionales como las fosas sépticas no soportan índices de biodegradabilidad menores a 0,4 medidos en forma de DBO5/DQO, valores que se obtienen cuando en el agua se encuentran contaminantes refractarios; que a su vez se los asocia en la mayoría de los casos con la intromisión de agua residual industrial [3]. Por lo que si se tienen estos valores en el IB es necesaria la implementación de otro tipo de tratamiento para cumplir con la normativa aplicable.

1. Sistema combinado para eliminar fósforo y nitrógeno.

Nombre del sistema: “Remoción de nitrógeno y fósforo en un sistema combinado anaeróbico-anóxico-aeróbico en un filtro biológico aireado”

Base teórica del proceso:

Los organismos desnitrificantes acumuladores de fósforo son capaces de oxidar el poli-β-hidroxibutirato (PHB) intracelular mediante el uso de oxígeno como aceptor de electrones para acumular fósforo. Además, mediante el uso del nitrato y/o nitrito como aceptor de electrones llevan a cabo la desnitrificación. Por lo que la remoción de fosfato y nitrógeno se dan simultáneamente [4].

El mayor factor que influye en el desarrollo de estos microorganismos, así como en el consumo de fósforo en condiciones anóxicas es la carga de nitrato en el reactor anóxico: La carga de nitrato debe ser lo suficientemente grande o exceder el potencial de desnitrificación de los organismos heterotróficos ordinarios, de modo que los organismos acumuladores de fósforo tengan la oportunidad de usar el exceso de nitrato y puedan reproducirse en el sistema [4].

1. ¿Qué ocurre en cada etapa (anaerobio-anóxico-aeróbico) para eliminar el fósforo y nitrógeno?

En la Figura 1 se puede observar la configuración del sistema descrito anteriormente [4].

[pic 1]

Figura 1. Diagrama del sistema combinado en un filtro biológico aireado

• Etapa anaerobia

En condiciones anaerobias ANA, las bacterias capaces de acumular fósforo (bacterias PAO, por sus siglas en inglés Phosphorus Accumulating Organisms) capturan del medio la materia orgánica fácilmente biodegradable, acumulándola en su interior como material de reserva en forma de polihidroxibutirato (PHB) y polihidroxivalerato (PHV) [4].

En esta etapa, el exceso de PHB y PHV acumulado intracelularmente en los microorganismos acumuladores de fósforo determina su capacidad para tomar el fósforo tanto en esta etapa como en la posterior (anóxica) [4].

• Etapa anóxica

En la cámara anóxica, las bacterias desnitrificantes reducen los compuestos de nitrógeno (nitritos y nitratos), hasta la forma gaseosa (N2). Además, en este proceso, muchos organismos tienen facultades para asimilar algunas cantidades de fósforo y acumularlo intracelularmente [5].

• Etapa aerobia

El PHB y PHV producidos en la fase ANA son utilizados como fuente de carbono por las bacterias DNPAO (organismos desnitrificantes acumuladoras de fósforo) para generar energía que utilizan para el crecimiento y para la acumulación de fosfato como polifosfato intracelular [5].

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