DESNITRIFICACIÓN AUTÓTROFA HETERÓTROFA SIMULTÁNEA DE RIL SINTÉTICO EN FILTRO ANAEROBIO (LECHO FIJO) CON FLUJO ASCENDENTE
Abstract
El agua es el recurso por excelencia en la vida humana, ya que se utiliza tanto para consumo como en distintos procesos productivos. El agua dulce proveniente de fuentes naturales como ríos y lagos es contaminada por aguas residuales de estos procesos y actividades del tipo industriales, agrícolas y asentamientos humanos, y debido al crecimiento social y económico mundial, es un problema que aumenta al pasar los años, por lo que encontrar una solución eficiente de bajo costo es necesario para preservar el ecosistema y no generar gastos excesivos en empresas para la purificación de aguas.Algunos residuos industriales líquidos (RILes) a tratar son ricos en componentes nitrogenados, azufrados y orgánicos, por lo que la desnitrificación es el proceso biológico adecuado para eliminarlos o convertirlos en compuestos no tóxicos. Este proceso es la reducción anóxica del nitrato o nitrito a nitrógeno gaseoso, con consumo de materia orgánica, donde existen dos tipos: la desnitrificación autótrofa, donde se utiliza un compuesto de azufre como donador de electrones; y la desnitrificación heterótrofa, donde el compuesto orgánico se encarga de esta tarea, siendo en ambos casos el compuesto nitrogenado el aceptor de estos electrones.Esta memoria de título es parte del Proyecto Fondecyt 1130108, Simultaneous bio-elimination of nitrogen and sulphur in the presence and absence of complex organic matter, donde por medio de un Filtro Anaerobio de Flujo Ascendente (UAF, por sus siglas en inglés), se estudia el proceso para eliminar estos contaminantes, la desnitrificación autótrofa-heterótrofa simultánea (DAH), que consigue remover los tres componentes en una sola operación unitaria, con la consecuente disminución en costos de inversión y operación al utilizar un solo reactor. El volumen del UAF fue de 1,5 L, con 0,8 L utilizables, el cual se inoculó previo enriquecimiento de un lodo bacteriano, alimentado con agua residual sintética que contiene tiosulfato, nitrito y acetato como fuentes de azufre, nitrógeno y materia orgánica, respectivamente.Para analizar la remoción de contaminantes y operación del reactor, se midió periódicamente el pH, tiosulfato, nitrito y demanda química de oxígeno (DQO). En primer lugar, se realizó DAH, con una relación DQO/N igual a 4,5, una velocidad de carga de azufre (VCS) de 2,02 kg S-S2O3-2/(m3·d), velocidad de carga nitrogenada (VCN) de 1,01 kg N-NO2-/(m3·d) y un tiempo de residencia hidráulico (TRH) de 5 h. Posteriormente y dado que no tuvo éxito el primer ensayo, se realizó desnitrificación autótrofa (DA), con relación S/N igual a 1,94, VCS de 2,00 kg S-S2O3-2/(m3·d), y VCN de 1,02 kg N-NO2-/(m3·d) con el fin de obtener biomasa y así retomar el objetivo de la presente memoria que es la DAH con velocidad de carga orgánica (VCO) creciente, desde 0,46 hasta 3,50 kg DQO/(m3·d), con VCS de 2,02 kg S-S2O3-2/(m3·d), VCN de 0,98 kg N-NO2-/(m3·d) y TRH de 5 horas.Para esta última parte del experimento, las remociones máximas de cada componente se obtuvieron para distintas VCO: para el nitrito un 99,6% de remoción con una VCO de 0,936 kg DQO/(m3·d); para el acetato un valor de 98,7% con una VCO de 2,15 kg DQO/(m3·d); y para el tiosulfato un 84,5% de remoción con una VCO de 2,82 kg DQO/(m3·d). El pH estuvo siempre en el rango de actividad de las bacterias. El valor de la VCN fue de 1,0 kg N-NO2-/(m3·d), mientras que el valor óptimo general del proceso fue para una VCO de 2,82 kg DQO/(m3·d) y VCS de 2,0 kg S-S2O3-2/(m3·d), donde se obtuvo remociones de 99,0% de nitrito, 84,5% de tiosulfato y 93,3% de acetato, mientras que el pH tuvo un valor de 7,57. Luego de analizar el valor óptimo general, se puede concluir que los resultados obtenidos muestran que el proceso desarrollado es una de las mejores opciones de tratamiento biológico para los tres contaminantes, sobre todo considerando las altas remociones de nitrito y acetato. Sin embargo, es necesario avanzar en tecnologías para la remoción de tiosulfato, para así extrapolar este estudio desde un RIL sintético a uno real.