DESARROLLO DEL PROCESO ANAMMOX PARA LA REMOCIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO: ENRIQUECIMIENTO DE BIOMASAS ANAMMOX CON ALTA CARGA DE COMPUESTOS NITROGENADOS EN UN REACTOR DISCONTINUO USANDO ZEOLITA COMO SOPORTE MICROBIANO

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. En este estudio se propone como alternativa al proceso convencional, el proceso anammox (acrónimo en inglés de Anaerobic Ammonium Oxidation). 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. Esta investigación empezó inoculando lodo aerobio de procedencia industrial en el que se suponía la presencia de bacterias anammox y enriqueciéndolo en este tipo de biomasa. Durante el trabajo experimental, se siguió enriqueciendo el lodo en dos reactores con las mismas características (temperatura, pH, Velocidad de Carga Nitrogenada etc.); la única diferencia es que a un reactor se aadió 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 activar la biomasa anammox e inhibir las bacterias que participan en el proceso convencional de eliminación de nitrógeno. Esto se comprobó debido a que la biomasa adquirió el característico color rojizo de las bacterias anammox y también gracias a los resultados obtenidos de actividad específica. Los objetivos fueron realizar la puesta en marcha de dos reactores SBR anaerobios (uno con zeolita y otro sin zeolita), usando biomasa anammox parcialmente enriquecida y seguir enriqueciendo el lodo en dos etapas: con baja carga de N (VCN: 0,02-0,025 [gN/L/día]) y con alta carga de N (VCN: 0,04-0,159 [gN/L/día]). A partir de los resultados obtenidos se concluye que el experimento ha logrado satisfacer los objetivos propuestos dado que se observa crecimiento de biomasa, un porcentaje de remoción de ion amonio sobre el 80% en el reactor con zeolita y sobre un 74% en el reactor sin zeolita. Se comprueba que las condiciones de operación fueron adecuadas, y que el lodo se enriqueció en biomasa anammox gracias a los resultados de actividad específica anammox que arrojaron un valor máximo de 0,30 [g N/g SSV/día], resultado acorde con la literatura. 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. Una vez que la biomasa pasara el periodo de adaptación a las condiciones de operación, respondió positivamente ante el aumento en cuanto a concentración de los compuestos nitrogenados, llegando a una alimentación conteniente 233 [mg N-NH4+/L].