Evaluación comparativa de reactores secuenciales con y sin zeolita como soporte microbiano para la nitrificación total y parcial y la desnitrificación mixotrófica

Abstract

La presencia de compuestos nitrogenados, materia orgánica y especies reducidas de azufre en residuos industriales líquidos representa un desafío para los sistemas de tratamiento biológico, debido a la interacción entre las distintas rutas metabólicas involucradas en su transformación. En este contexto, la presente memoria, desarrollada en el marco del proyecto Fondecyt N.° 1241199, etapa 2026, titulado “Sequential nitrification – mixotrophic denitrification v/s simultaneous nitrification – mixotrophic denitrification: comparative study of technologies using Chilean zeolite as microbial support”, tuvo como objetivo evaluar comparativamente el desempeño de dos reactores secuenciales, uno sin soporte microbiano (RC) y otro incorporando zeolita natural chilena como soporte (RZ), mediante procesos de nitrificación total, nitrificación parcial y desnitrificación mixotrófica. La experimentación se desarrolló en reactores de 1,5 [L] de volumen efectivo, operados secuencialmente mediante una primera etapa de nitrificación total durante 33 días y 16 ciclos (Etapa I), seguida de una segunda etapa orientada al establecimiento de nitrificación parcial durante 50 días y 25 ciclos (Etapa II). La desnitrificación mixotrófica se desarrolló posteriormente bajo condiciones anóxicas, empleando materia orgánica y sulfuro como fuentes de electrones, manteniendo relaciones C/N y S/N de 2 y 1,5, respectivamente. Durante la operación se monitorearon las concentraciones de amonio, nitrito, nitrato, sulfuro, sulfato, carbono orgánico total y nitrógeno total, además de pH, oxígeno disuelto y sólidos suspendidos volátiles. Asimismo, se realizaron ensayos de actividad desnitrificante autótrofa (ADA) y heterótrofa (ADH) para evaluar la coexistencia de ambas capacidades metabólicas. El pH se mantuvo en un promedio de 7,5, dentro de un intervalo de 7–8, mientras que las condiciones operacionales equivalentes de oxígeno disuelto correspondieron a 0,5–1 [mg O₂/L] durante la Etapa I y 1–3 [mg O₂/L] durante la Etapa II. En la primera etapa se observó un comportamiento predominantemente asociado a nitrificación total. Durante la segunda etapa se observó (...).