ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO AMONIACAL MEDIANTE NITRIFICACIÓN PARCIAL Y PROCESO ANAMMOX

Abstract

El nitrógeno es un nutriente básico para los seres vivos, sin embargo, si se encuentra en exceso en las aguas, puede causar serios problemas ligados con la eutrofización entre otros. La eliminación biológica de nitrógeno amoniacal, que es la forma más daina de nitrógeno, convencionalmente se ha llevado a cabo a través del proceso de nitrificación- desnitrificación. El objetivo del presente estudio es eliminar nitrógeno amoniacal de purines de cerdo, mediante el proceso anammox, para lo cual se establecen objetivos específicos tales como determinar la carga nitrogenada máxima en reactores SBR anammox y realizar la puesta en marcha de un reactor SBR aerobio para obtener nitrificación parcial, proceso previo al que se deben someter los purines tratados anaerobiamente. El proceso anammox es un proceso autotrófico en que el ion amonio y nitrito se convierten a nitrógeno atmosférico en condiciones anaerobias. Este proceso tiene ventajas económicas con respecto al proceso convencional, ya que no incluye consumo de oxígeno, tampoco de materia orgánica y no requiere de un tratamiento de lodos dado que el tiempo de duplicación de las bacterias anammox es de 11 días, lo que implica un crecimiento bacteriano muy lento. Además, el proceso anammox tiene una ventaja de índole ambiental con respecto al proceso convencional, dado que uno de los productos de la desnitrificación heterótrofa es CO2, conocido gas efecto invernadero. Se puede considerar que una de las desventajas del proceso anammox, es que se requiere realizar previamente una nitrificación parcial a efluentes de digestores anaerobios, para obtener una relación adecuada NO2-/ NH4+ Durante el trabajo experimental, se operó dos reactores secuenciales batch (SBR), los cuales contenían biomasa anammox, y se operaron con iguales condiciones (temperatura, pH, velocidad de carga nitrogenada (VCN), etc.); la única diferencia es que un reactor poseía zeolita como soporte microbiano, mientras que en el otro, la biomasa permaneció en suspensión. A través de la alimentación con agua residual sintética, se logró aumentar la carga nitrogenada para enriquecer la biomasa con altas cargas de nitrógeno para asemejar el afluente a los purines de cerdo. A partir de los resultados obtenidos se concluye que el experimento ha logrado satisfacer los objetivos en cuanto al aumento de carga nitrogenada, debido que se logró remoción de ion amonio en promedio de 86% en el reactor con zeolita y un 83% en el reactor sin zeolita, al aumentar la carga de compuestos nitrogenados de 109,7 [mg NH4+/L] a 249 [mg NH4+/L], a una velocidad de carga nitrogenada VCN entre 0,00284 hasta 0,0647 [gN/L/día] y de nitrito de 371,9 [mg NO2-/L] a 845,7 [mg NO2-/L], VCN entre 0,028 a 0,0776 [gN/L/día]. Sin embargo, el proceso de nitrificación parcial no arroja buen resultado debido que no se logró establecer la relación nitrito: amonio de 1,32 para así lograr una adecuada alimentación para la biomasa anammox. La presencia de zeolita también fue un factor importante ya que el reactor con zeolita, en general, arrojó mejores resultados en cuanto a crecimiento bacteriano y remoción de compuestos nitrogenados, en especial ion amonio. La biomasa anammox, respondió positivamente ante el aumento de concentración de los compuestos nitrogenados, llegando a una alimentación conteniente 299 [mg NH4+/L], con una VCN de 0,0776 [gN/L/día] .