Puesta en marcha de un sistema secuencial de reactores compuesto por un reactor CSTR para nitrificación parcial y un filtro anaerobio para desnitrificación mixotrófica

Abstract

Este trabajo se enmarca en el Proyecto Fondecyt N° 1241199, titulado ”Sequential Nitrification - Mixotrophic Denitrification v/s Simultaneous Nitrification - Mixotrophic Denitrification: Comparative study of technologies using Chilean zeolite as microbial support”. El estudio evaluó un sistema secuencial compuesto por un reactor continuo de tanque agitado (CSTR), destinado a promover la nitrificación parcial, y un reactor de lecho fijo de flujo ascendente (UAF) enfocado en la desnitrificación mixotrófica, para la remoción de compuestos nitrogenados en aguas residuales. La nitrificación-desnitrificación es un proceso biológico ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas residuales para la remoción de compuestos nitrogenados. Consiste en una etapa aeróbica, donde bacterias nitrificantes oxidan el amonio en nitrito y luego nitrato, seguida de una etapa anóxica, en la cual bacterias desnitrificantes reducen el nitrato a nitrógeno gaseoso. La nitrificación parcial es una variante en la que la oxidación del amonio se detiene en nitrito, evitando la formación completa de nitrato. Por su parte, la desnitrificación mixotrófica se lleva a cabo mediante la combinación de bacterias heterótrofas, que utilizan carbono orgánico como fuente de electrones, y bacterias autótrofas, que emplean compuestos inorgánicos como el sulfuro. El CSTR, operado en modo semicontinuo con volumen útil de 1,5 L, fue alimentado con una solución sintética de amonio diseñada para imitar las condiciones de un sobrenadante de digestor anaerobio de lodos, aireado con difusores cerámicos y mantenido a 36°C. A partir de su efluente, se alimentó al UAF, de 0,8 L útiles, empacado con zeolita y operado a 33°C, donde se dosificaron acetato de potasio y sulfuro de sodio según las concentraciones medidas de nitrógeno, cumpliendo relaciones estequiométricas C/N = 0,78 y S/N = 1,6. La estrategia consideró en primer lugar el enriquecimiento del inóculo nitrificante, logrando una activación progresiva del consorcio microbiano y una biomasa adaptada de 7027 mg SSV/L. Durante la operación del CSTR, se identificaron el tiempo de retención hidráulico (TRH) y la velocidad de carga nitrogenada (VCN) como variables críticas(...).