APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INTRODUCCIÓN

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1 APLICACIÓN DE LA BIOTECNOLOGÍA EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES INTRODUCCIÓN Las plantas de tratamiento de aguas residuales en su mayoría se fundamentan procesos físicos, químicos y biológicos. En los procesos biológicos naturales, las bacterias u otras formas vivas microscópicas o sub-microscópicas, reducen las sustancias orgánicas a formas poco oxidadas, algunos sólidos son disueltos o pasan al estado líquido, y se desprenden gases, que contienen principalmente anhídrido carbónico, metano, sulfuros y trazas de otros. El tratamiento biológico, con base a nuestros bioproductos es capaz de suprimir factores limitantes que restringen la velocidad del crecimiento microbiano y el metabolismo de las sustancias contaminantes, los factores controlados generalmente son las concentraciones de nutrientes, la concentración de oxigeno molecular, el potencial redox etc., aportando además, estimulo a la población autóctona mejorando su metabolismo. El tratamiento biológico involucra el uso de microorganismos para la degradación de los contaminantes orgánicos e inorgánicos. La actividad biológica altera la estructura molecular del contaminante y el grado de alteración determina si se ha producido biotransformación o mineralización. La biotransformación es la descomposición de un compuesto en otro similar no contaminante o menos tóxico, mientras que la mineralización es la descomposición a dióxido de carbono, agua, y material celular. Los parámetros críticos a considerar en un tratamiento biológico son: concentración de microorganismos, concentración de nutrientes, aireación, condiciones macro ambientales y biodisponibilidad del contaminante. PRESENCIA DE MICROORGANISMOS Los microorganismos pueden degradar sustancias contaminantes en forma de cultivos puros (especie única) o cultivos mixtos (varias especies que mantienen una relación simbiótica). Los sistemas de tratamiento de aguas residuales comúnmente contienen grandes concentraciones de cultivos mixtos con altas posibilidades de relación simbiótica. En una mezcla de poblaciones los consumidores primarios inician el proceso de degradación y los consumidores secundarios utilizan los productos metabólicos de los primeros para degradarlos. Además pueden facilitar el crecimiento de los primarios, suministrándoles productos metabólicos (como factores de crecimiento), eliminando tóxicos mediante cometabolismo. Si bien la mayor parte de las substancias orgánicas son degradables por vía biológica. Si esta masa crítica no es suficiente se pueden incorporar microorganismos al agua mediante migración o a través el proceso conocido como bioaumentación por migración. También se puede lograr un incremento importante por aumento biológico

2 por biopotenciación, estimulando la población microbiana existente por incorporación de nutrientes. Biopotenciación. Este proceso implica incrementar drásticamente la masa microbiana mediante la adición de micro y macro nutrientes. Los microorganismos se obtienen del agua contaminada logrando consorcios que actúen en forma simbiótica y que resisten altas concentraciones contaminantes. Cometabolismo. Se da en casos de compuestos complejos donde los microorganismos consumen un compuesto y producen enzimas para transformar otro compuesto, sobre el que no pueden crecer, en uno asimilable por su metabolismo. NUTRIENTES Los nutrientes son substancias necesarias para el desarrollo de los microorganismos y se pueden dividir en cuatro grupos: fuentes de Carbono, Fósforo, Nitrógeno y oligoelementos o elementos minoritarios (micronutrientes). La fuente de carbono en nuestro caso es el contaminante, y proporciona el carbono necesario para producir compuestos celulares, productos metabólicos (CO 2, agua, enzimas) y microorganismos (debido a la reproducción de los mismos). El fósforo, que interviene en la formación de compuestos energéticos dentro de la célula, utilizados en los procesos de reproducción y degradación. La fuente de oligoelementos constituye un conjunto variado de elementos como hierro, cobre, zinc, azufre, cobalto, manganeso, magnesio, calcio y otros compuestos que dependen del tipo de microorganismo y del proceso que se realiza. Las concentraciones de los mismos son muy pequeñas (menos de 1 ppm en total). Normalmente se incorporan como micro nutrientes y se pontencializan los que el sistema provee. BIODISPONIBILIDAD La degradación de un contaminante depende de una serie de factores, entre ellos, actividad de los microorganismos y la transferencia de masa desde el contaminante hasta el microorganismo. Este factor es incrementado enormemente por la presencia de agua y las altas concentraciones de nutrientes. De otro modo, las limitantes en los procesos biológicos de tratamiento serían demasiado altas. OBJETIVOS GENERALES 1. Prevenir los deterioros ambientales, aplicando mecanismos y técnicas adecuadas para el control de los desechos vertidos que pueden ocasionar contaminación a los sistemas hídricos y en el suelo. 2. Llevar acabo un programa biotecnológico para el manejo de los desechos líquidos producidos minimizando el impacto ambiental.

3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 1. Realizar el manejo ambiental utilizando un programa basado en la aplicación de un tratamiento biológico para la biodegradación de materia orgánica e inorgánica y de grasas y aceites. 2. Estimular al sistema de tratamiento para lograr la biodegradación de los contaminantes por biotransformación y mineralización. 3. Realizar bioaumentación en el sistema de tratamiento con prácticas de inoculación de microorganismos específicos y de biopotenciación mediante el manejo de nutrientes. 4. Prevenir la contaminación de cuerpos hídricos. REACCIONES BIOQUÍMICAS Y FÍSICAS DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO REACCIONES BIOQUÍMICAS - Implantación de la colonia. - Reproducción bacteriana. - Reducción de microorganismos patógenos. - Biodegradación de materia orgánica. - Combinación con elementos inorgánicos (formación de proteínas). - Mineralización de metales pesados. - Estabilización del ph. - Liberación de dióxido de carbono y agua. REACCIONES FÍSICAS - Eliminación y biodegradación de compuestos que generan olores fétidos. - La turbidez desaparece paulatinamente. - Reducción de vectores de contaminación (aves, insectos y roedores). - Películas de grasas y aceites no presentes. - La limpieza del sistema (paredes, tuberías etc.) es evidente. - Mejoramiento de calidad de vertimiento a otros cuerpos hídricos. - Disminución de cantidad y mejoramiento de calidad de biosólidos. COMPORTAMIENTO DE LOS PARÁMETROS ph.: El intervalo de concentración idóneo para la existencia de la vida biológica es muy estrecho y crítico, el agua residual con una concentración adversa de ión Hidrógeno puede alterar el efluente y así mismo las aguas naturales, con el tratamiento logramos estabilizar el ph. entre 6 y 8 unidades. D.B.O. D.Q.O.: Al reducir la demanda, se normaliza el funcionamiento del sistema, optimizando así los procesos de biodegradación (nuestras bacterias cumplen una acción catalizadora en procesos naturales haciéndolos más rápidos). GRASAS Y ACEITES: Son biodegradadas en una forma más rápida y efectiva, reduciéndolas a formas básicas como el CO 2, cumpliendo así en días un proceso que a la

4 propia naturaleza le lleva años. METALES PESADOS: En el tratamiento biológico se obtiene el encapsulamiento de los metales pesados (Cromo, Cobre, Plomo, Zinc, Mercurio, etc.) acelerando su mineralización en un corto tiempo, dejándolos inocuos al medio ambiente. SÓLIDOS SUSPENDIDOS: Son encapsulados y precipitados al fondo, logrando así la eliminación de la turbidez del agua. COLOR: El efluente recupera su color e inclusive supera en calidad a cualquier otro tipo de efluente del más avanzado sistema de tratamiento, ya que la limpieza se realiza a nivel microscópico y actúa homogéneamente sobre toda la masa acuática gracias a la actividad dinámica de las bacterias. OLOR: La acción de las bacterias sobre los olores es tan rápida que a partir de los cinco días de una primera aplicación, la fetidez se minimiza hasta límites casi imperceptibles. GRUPOS CONIFORMES: Nuestras bacterias entran en franca competencia por supervivencia con los microorganismos patógenos presentes (espacio, alimento), logrando la eliminación de los mismos (inclusive pueden fagocitarlos), gracias a la elevada velocidad con que cumplen sus procesos vitales normales. NITRATOS Y NITRITOS: Nuestras bacterias (saprofitas), oxidan estos compuestos, y son luego usados por microorganismos para la síntesis de proteínas. FENOLES Y FOSFATOS: Estos compuestos serán reducidos a niveles de aceptación por parte de las autoridades de control. VENTAJAS DEL TRATAMIENTO BIOLÓGICO Las bacterias por ser facultativas (anaeróbicas y aeróbicas) y gracias a sus ciclos vitales de alimentación, reproducción, etc., permiten una acción ininterrumpida, efectiva y más rápida que cualquier otro sistema presente en el mercado. Las condiciones para la conservación de la colonia son mínimas. Los costos de manejo y disposición de las aguas residuales se reducen considerablemente, ya que la materia orgánica se mantiene controlada y no hay necesidad de recurrir a tratamientos complejos que requieren maquinaria (aumento en gastos de energía), sustancias químicas tóxicas, exceso de operarios, gastos en transportes etc. Pero ante todos nuestros productos CONTRIBUYEN AL MEJORAMIENTO DEL MEDIO AMBIENTE. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO El proceso consiste en la aplicación diaria de los bioproductos en los reactores anaeróbicos, en las cantidades recomendadas para cada una de las dos fases a saber: FASE DE IMPLANTACIÓN DE LA COLONIA BACTERIANA. Esta fase tiene una

5 duración de 15 días FASE DE MANTENIMIENTO DE LA COLONIA BACTERIANA. Esta fase se inicia una vez terminada la fase anterior y se realiza todos los días de operación del sistema.