BIORREMEDIACION DE AGUAS RESIDUALES

Aguas residuales domésticas: Aquellas procedentes de zonas de vivienda y de servicios generadas principalmente por el metabolismo humano y las actividades domésticas

Aguas residuales industriales: Todas las aguas residuales vertidas desde locales utilizados para efectuar cualquier actividad comercial o industrial, que no sean aguasresiduales domésticas ni aguas de escorrentía pluvial.

Los compuestos orgánicos e inorgánicos se encuentran en aguas residuales procedentes de instalaciones industriales diversas. A diferencia de las aguas residuales domésticas, los efluentes industriales contienen con frecuencia sustancias que no se eliminan por un tratamiento convencional, bien por estar en concentraciones elevadas, o bien por su naturaleza química

PRINCIPALES CONTAMINANTES INORGANICOS DEL AGUA

PRINCIPALES CONTAMINANTES INORGANICOS DEL AGUA

PRINCIPALES CONTAMINANTES INORGANICOS DEL AGUA

Tratamientos para la eliminación de materia en suspensión

Desbaste

Sedimentación

Filtración

Flotación

Coagulación-Floculación

Biolixiviación Este mecanismo de solubilización es utilizado en la industria minera. Por intermedio de la acción microbiana, los metales presentes en los minerales resultan extraídos en fase acuosa. Tal es el caso de la obtención de Cu por la oxidación de las menas de Cu2S (calcocita) a CuSO4 por intermedio de la acción de las bacterias Thiobacillus ferroxidans y Thiobacillus thiooxidans

LODOS ACTIVADOS

VENTAJAS• Alta eficiencia.• Ocupa areas reducidas.

DESVENTAJAS• Rígido control operacional.• Baja resistencia a carga de choque.• Inestabilidad en la decantabilidad del

lodo.

EFECTOS DE LAS AGUAS RESIDUALESContaminante EfectoMateria orgánica biodegradable

Desoxigenación del agua, muerte de peces, olores indeseables.

Materia suspendida Deposición en los lechos de los ríos; si es orgánica se descompone y flota mediante el empuje de los gases; cubre el fondo e interfiere con la reproducción de los peces o trastorna la cadena alimenticia.

Sustancias corrosivas, cianuros, metales, fenoles.

Extinción de peces y vida acuática, destrucción de bacterias, interrupción de la autopurificación.

Sustancias que causan turbiedad, temperatura, color, olor.

Las ARD puede transportar organismos patógenos, los residuos decurtiembre ántrax.

Sustancias o factores que trastornan el equilibrio biológico.

El incremento de temperatura afecta a los peces; el color, olor y turbiedad hacen estéticamente inaceptable el agua para uso público.

Constituyentes minerales.

Aumentan la dureza, limitan los usos industriales sin tratamiento especial, incrementan el contenido de sólidos disueltos a niveles perjudiciales para los peces o la vegetación, contribuyen a la eutrofización del agua.

Fuente: Tomado de (Romero,2010). Tabla 1.12 Efectos indeseables de las aguas residuales.

CATEGORÍAS TRATAMIENTO AGUAS RESIDUALES

1. La purificación para uso doméstico2. El tratamiento para aplicaciones

industriales especializadas3. El tratamiento de las aguas residuales

para hacerlas aceptables para vertimiento o vertido o su reutilización

TRATAMIENTOS BIOLÓGICOS:Los tratamientos biológicos de aguas residuales se basan en la utilización de organismos vivos (microorganismos), tales como bacterias, hongos e incluso macrófitos (plantas), los cuales son capaces de eliminar numerosos tipos de contaminantes orgánicos presentes en las aguas, ya que los utilizan como fuente de carbono y/o energía para su propio desarrollo (Arnáiz et al. 2000). La contaminación del agua constituye el sustrato o alimento de la biocenosis o comunidad de microorganismos, la cual es mantenida en reactores biológicos. En estos reactores deben mantenerse las condiciones ambientales para permitir el desarrollo óptimo de la biocenosis (Arnáiz et al. 2000).

METABOLISMO BACTERIANO EN LA DESCONTAMINACION DE AGUAS RESIDUALES

Tratamiento con miocroalgas

Grupo Géneros representativos

% de aplicación en lagunas de estabilización

Diatomeas Cyclotella,Gomphonema,Nitzschia

10

Flageladas Chlamydomonas, Euglena,Cryptomonas

25

Algas verdes Ankistrodesmus, Chlorella, Scenedesmus

50

Algas verde-azules Anacystis, Anabaena, Oscillatoria

15

Géneros de microalgas comunes en lagunas de estabilización

Fuente: Tomado de (Salazar,2010). Tabla 1. Géneros de microalgas comunes en algunas lagunas de estabilización

Las microalgas que se utilizan en el tratamiento de aguas residuales se caracterizan por soportar elevadas concentraciones de nutrientes contenidos en las aguas residuales, los cuales son requeridos para el desarrollo y crecimiento poblacional, por lo que los microorganismos presentan ciertas adaptaciones para poder sobrevivir en estos medios. Presentan además una actividad metabólica elevada, una capacidad de resistir variaciones ambientales y un desarrollo de cultivo en fase exponencial, con la finalidad de tolerar las altas concentraciones de nutrientes inorgánicos

Cultivos de microalgas

Macrófitas en Humedales artificiales

Las macrofitas flotantes comprenden un amplio y variado grupo de plantas,entre las que se destacan el jacinto de agua (Eichhornia crassipes), la lechugade agua (Pistia strartiotes), la salvinia (Salvinia Spp.), la redondita de agua(Hydrocotyle ranunculoides), y algunas especies de lentejas de agua (LemnaSpp., Spirodella Spp.

Fito remediaciónTipo Proceso Involucrado Contaminación Tratada

Fitoextracción Las plantas se usan para concentrar metales en las partes cosechables (hojas y raíces)

Cadmio, cobalto, cromo, níquel, mercurio, plomo, plomo selenio, zinc

Rizofiltración Las raíces de las plantas se usan para absorber, precipitar y concentrar metales pesados a partir de efluentes líquidos contaminados y degradar compuestos orgánicos

Cadmio, cobalto, cromo, níquel, mercurio, plomo, plomo selenio, zinc isótopos radioactivos, compuestos fenólicos

Fitoestabilización Las plantas tolerantes a metales se usan para reducir la movilidad de los mismos y evitar el pasaje a napas subterráneas o al aire.

Lagunas de deshecho de yacimientos mineros. Propuesto para fenólicos y compuestos clorados.

Fitoestimulación Se usan los exudados radiculares para promover el desarrollo de microorganismos degradativos (bacterias y hongos)

Hidrocarburos derivados del petróleo y poliaromáticos, benceno, tolueno, atrazina, etc

Fitovolatilización Las plantas captan y modifican metales pesados o compuestos orgánicos y los liberan a la atmósfera con la transpiración.

Mercurio, selenio y solventes clorados (tetraclorometano y triclorometano)

Fitodegradación Las plantas acuáticas y terrestres captan, almacenan y degradan compuestos orgánicos para dar subproductos menos tóxicos o no tóxicos.

Municiones (TNT, DNT, RDX, nitrobenceno, nitrotolueno), atrazina, solventes clorados, DDT, pesticidas fosfatados, fenoles y nitrilos, etc.

HONGOSLas aguas residuales (fuertemente orgánicas) son ricas en hongos, sobre todo levaduras y hongos levaduriformes, siendo los géneros más frecuentes Sacharomyces, Candida, Rhodotorula. Lógicamente en los vertidos de industrias alimentarias del tipo de cerveceras y lácticas, la proporción de levaduras puede ser superior a la de las bacterias, dado el empleo de estos microorganismos en los procesos industriales (Galvín, 2003)

Los hongos autóctonos de las aguas residuales pueden desarrollarse en condiciones ambientales más extremas que las soportadas por las bacterias (más rango de pH y temperaturas). (Galvín, 2003) Las especies Leptomitus lacteus y Fusarium aquaeductuum son típicas de aguas domésticas y contribuyen a la formación de los episodios de “hongos de aguas residuales” junto con Sphaerotilus natans. (Collazos, 2008)

• La remoción de metales pesados con hongos se puede llevar a cabo como proceso activo dependiente del metabolismo, también conocidos como bioacumulación y reacciones de óxido-reducción asociadas con enzimas o de forma pasiva, independiente del metabolismo por medio de quelación, quimiosorción, complejación y bioadsorción (capacidad que tiene la biomasa fúngica viva o inactiva para unir y concentrar metales pesados a partir de soluciones acuosas, la cual puede ser, física o química determinando que la biomasa fúngica actúe como un posible intercambiador de tipo biológico. (Ahluwalia S., 2007)

• El principal responsable de este proceso es la presencia de quitina, quitosano y glucanos en la pared celular. Es por esto, que producir grandes cantidades de biomasa empleando subproductos agroindustriales permite utilizarla como bioabsorbente natural, económico y de fácil obtención. (Gómez Bertel Sandra, 2008)

CONCLUSIONES• Dentro de la concepción racional del tratamiento

es lógico contemplar un proceso de gradualidad en la implementación de las soluciones que deben abarcar el acondicionamiento, la remoción de sólidos suspendidos, la remoción de la demanda biológica de oxígeno soluble (DBO), la remoción de patógenos, la remoción de nitrógeno y de fósforo así como también la de metales pesados y sustancias refractarias. (Collazos, 2008)

Requerimientos de la biorremediación:

Interrelación de Componentes que Determina el Éxito de Bioremediación

Sustrato(Contaminante)

Medio AmbienteMicroorganismos

(Requisitos Fisiológicos)

Bioaugmentaciónañadir

microorganismos

Surfactantes, Cosolventes,

Quelatos

NutrientesN, P,

vitaminas

Aceptores de electrones

O2, NO3-

FactoresAmbientalesH2O, T, pH

Donadores de Electrones/Cosustratos

H2/CH4

Procesos de biorremediación