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domingo, 19 de junio de 2011

Nuevas tecnologías en el tratamiento anaerobio de aguas residuales


Por José Alcázar, Ismael García, Juan Guillermo Mas, Óscar Pina, Daniel Reinosa.
1º curso Grado de Ciencias Ambientales.

En los últimos años se han desarrollado reactores anaerobios para sustituir el proceso de tratamiento aerobio de las aguas residuales, y así permitir aumentar la velocidad de carga orgánica y su aplicabilidad. Los sistemas de segunda generación separan el tiempo de residencia hidráulico del de lodos permitiendo aplicar altas velocidades de carga orgánica y facilitando la utilización de sistemas anaerobios para tratar grandes volúmenes de aguas residuales industriales.

Los reactores UASB (del inglés Upflow Anaerobic Sludge Blanket) son un tipo de biorreactor tubular que operan en régimen continuo y en flujo ascendente, consiste esencialmente en una columna abierta, a través de la cual el líquido residual se pasa a una baja velocidad ascensional, es decir, el afluente entra por la parte inferior del reactor, atraviesa todo el perfil longitudinal, y sale por la parte superior. En el interior los microorganismos responsables de la depuración se agrupan formando biogránulos, y por tanto el tratamiento del agua se realiza cuando ésta se pone en contacto con dichos gránulos. Es por este motivo que la parte fundamental del proceso es la granulación.

El lodo granular se forma por la agregación de microorganismos que cooperan entre si mediante un metabolismo sintrófico que les permite tolerar grandes cargas de materia orgánica para el tratamiento de aguas. Los microorganismos que componen el lodo granular cooperan de la siguiente manera:

1. Las enzimas hidrolíticas producidas por determinados grupos bacterianos presentes en los gránulos (Clostridium, Staphilococcus y Bacteroides) hidrolizan la materia orgánica compleja hasta monómeros solubles. Estas comunidades microbianas están presentes en la parte más externa del gránulo.

2. La siguiente capa está formada por bacterias fermentativas y β-oxidativas que utilizan los monómeros anteriores y los transforman en ácidos orgánicos, alcoholes, cetonas, CO2 e H2.

3. A continuación y de nuevo hacia el interior del gránulo se desarrollan las bacterias acetogénicas que convierten ácidos grasos y alcoholes en acetato, CO2 e H2 (Syntrophobacter wolinii).

4. Finalmente en el centro de los gránulos se encuentran las arqueas metanógenas (Methanoespirillum, Methanosaeta, Methanosarcina, etc..), anaerobios estrictos, que producen metano (CH4) a partir del acetato o bien a partir del CO2 y H2. Este metano es el principal componente del biogás y es utilizado como energía.

El reactor UASB podría reemplazar al sedimentador primario, al digestor anaerobio de fangos, al paso de tratamiento aerobio y al sedimentador secundario de una planta convencional de tratamiento aerobio de aguas residuales.

Las ventajas o desventajas que puede tener el sistema aerobio respecto a un reactor anaerobio deben ser de las primeras cuestiones que debe dilucidarse previa a la instalación de un sistema de tratamiento de aguas residuales, por lo que es necesario saber cuáles son los costes de mantenimiento, el espacio requerido, el equipo necesario, el consumo energético, la eficiencia, etc., para de este modo decidir cuál es el sistema más eficaz y también el más económico.


Bibliografía más relevante:

1. I.Marin, J.L.Sanz, R.Amils 2010. Biotecnología y medioambiente. Ed:
Ephemera. (Cap.10 Tratamiento de aguas residuales)
2. http://www.uasb.org
3. http://www.bvsde.paho.org
4. http://www.fing.edu.uy/imfia/ambiental/reactores_anaerobios.ppt

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