Puesta en marcha de un sistema secuencial para la nitrificación parcial seguida de una desnitrificación mixotrófica, utilizando aguas residuales sintéticas

Abstract

La contaminación por nitrógeno es una de las principales preocupaciones ambientales a nivel global debido a su impacto en los cuerpos de agua, por ello el tratamiento adecuado de aguas residuales que contienen nitrógeno es esencial para prevenir la contaminación y mitigar sus efectos negativos sobre el medio ambiente y la salud pública. Por lo anterior, es importante evaluar mejoras en los procesos de eliminación del nitrógeno de aguas residuales, especialmente en lo que se refiere a eficiencias de los procesos. La nitrificación total es un proceso aerobio en el que el amonio se oxida completamente a nitrato mediante la acción secuencial de bacterias amonio y nitrito oxidantes, con alta demanda de oxígeno. En la nitrificación parcial, en cambio, el amoníaco se convierte solo hasta nitrito, lo que reduce el consumo de oxígeno y limita la formación de nitrato. La desnitrificación heterótrofa, realizada en condiciones anóxicas, utiliza materia orgánica como fuente de electrones para reducir nitrito y nitrato a nitrógeno gaseoso. La desnitrificación autótrofa emplea compuestos inorgánicos como el azufre o el hidrógeno como donadores de electrones, sin necesidad de carbono orgánico. La desnitrificación mixotrófica combina fuentes orgánicas e inorgánicas, permitiendo una remoción más eficiente de nitrógeno con menor requerimiento de carbono externo y mayor adaptabilidad a condiciones variables. En este contexto, se propone un sistema secuencial que combina un reactor de mezcla completa (CSTR), operado bajo condiciones de nitrificación parcial, con un filtro anaerobio de flujo ascendente (UAF) orientado a la desnitrificación mixotrófica. Se emplea zeolita natural chilena como soporte microbiano para mejorar la retención de biomasa y estabilizar la operación frente a variaciones de carga. Este trabajo se enmarca en el desarrollo del Proyecto Fondecyt 1241199 denominado: “Sequential nitrification – mixotrophic denitrification v/s simultaneous nitrification – mixotrophic denitrification: comparative study of technologies using Chilean zeolite as microbial support”. El objetivo general del presente trabajo es evaluar la puesta en marcha del sistema utilizando aguas residuales sintéticas. Se busca específicamente, definir el tiempo de retención hidráulico (TRH) óptimo en el CSTR para favorecer el crecimiento de bacterias oxidantes de amonio (AOB) sobre las oxidantes de nitrito (NOB), evaluar la influencia de la zeolita en el comportamiento del CSTR y acoplar el reactor CSTR al UAF, evaluando su desempeño(...).