Lenteja de agua para el tratamiento de aguas residuales

Factores ambientales y fisicoquímicos que afectan su crecimiento

Carlos Alberto Orozco Montúa

INTRODUCCION

Cada vez se implementan mas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales, sin embargo los costos de construcción y operación son muy altos. La Ing. Ecológica implementa sistemas naturales de tratado de M.O, sólidos suspendidos, nutrientes, sales, metales pesados y organismos patógenos, mediante sistemas que utilizan macrófitas acuáticas como filtradoras de estos elementos, resultando efluentes de alta calidad y un buen costo.

TIPOS DE PLANTAS ACUATICAS

Flotantes: Partes fotosintéticas en la superficie, raíces hacia la columna de agua, O2 y CO2 por las hojas, nutrientes por las raíces. Ej: Jacinto de agua, Lenteja de agua, Lechuga de agua, helechos acuáticos.

Sumergidas: Flotando dentro del agua o enraizadas en sustrato. Uso para Tto de aguas residuales Ltdo. Se inhibe su crecimiento por la falta de luz.

Emergentes: Están enraizadas al sustrato y sus partes fotosintéticas emergen del agua, usadas en el tratamiento de aguas residuales mediante sistemas de humedales artificiales. Ej: Phragmites sp.

Características de la Lenteja de agua

Familia Lemnaceae: Géneros: Lemna, Spirodela, Wolfia y Wolfiela

Plantas muy resistentes a diversas condiciones ambientales. Presentan fronda (0.1-2 cm.): Fusión de tallo y hojas. Tasa de reproducción: 0.1-0.5/día, en condiciones ideales

pueden duplicarse en 2 días. Los nutrientes se toman por las raíces y por el lado inferior de

la fronda. Son en un 86-97% agua. Son gran fuente de proteína(45%) puesto que se componen

de material metabólicamente activo y no necesita de estructuras de soporte.

Buena fuente de aminoácidos, vitaminas y enzimas lo que lo hace un alimento muy bueno para vacas y peces.

Lemna sp. (Lenteja de agua)

Principales factores que afectan el crecimiento de la lenteja de agua

Temperatura: Se adaptan a todos los climas menos a los muy fríos. La T°

influye en la toma de nutrientes, transporte y asimilación de los mismos por parte de la planta, tasa de fotosíntesis y respiración.

Rangos: 0°C para supervivencia 8-20 °C para crecimiento Temperaturas máximas: 55°C cortos periodos de exposición. 30-34°C para largos periodos. Iluminación: No están muy bien establecidos los limites máximos y

mínimos para su crecimiento. Cuando se presenta efecto de fotoinhibición por exceso de

iluminación, este se disminuye con el aumento de la T°.

Densidad y Cosecha

Al extenderse sobre toda la superficie del agua, hay que protegerlas del viento; en el caso de grandes áreas lo mas recomendable es dividirlas para hacer mas fácil la cosecha.

Trabajar con bajas profundidades. Escoger la especie de acuerdo a las condiciones

del lugar. La alta densidad de población inhibe la

fotosíntesis; en baja densidad la tasa de reproducción se disminuye. Se recomienda: 400-800 gr./m2 en peso húmedo.

La cosecha se realiza por medio de redes y puede variar de 1 a 30 días según el grosor de la capa de Lentejas.

COMPOSICION QUIMICA DEL AGUA

Las lentejas de agua se adaptan a aguas dulces o salinas, con alta concentración de nutrientes, su crecimiento se inhibe en aguas limpias.

pH: Influye en la solubilidad de iones como P,

Fe, Zn, Mn. El NH3 que es el nutriente preferido en

condiciones altas es tóxico. El H2S inhibe el crecimiento El pH optimo: 3-7, siendo siete el mejor.

Salinidad y conductividad

Resiste altos niveles de salinidad 4000 mS/cm.

Lemna gibba: 360-3370 mS/cm. Spirodela polyrrhiza: 202-714

mS/cm. Importante en el uso de tratamiento

de efluentes ya que según la FAO la salinidad para irrigación (CE<700)

NITROGENO Y FOSFORO

N Mínimos: 0.001 mg/L; Óptimos: 0.6-70 mg/L; Máximos:

200-2800 mg/L La lenteja de agua toma el N de nitratos e iones amonio

siendo este último su mejor fuente. Spirodela polyrrhiza: a un pH<7 50-100 mg/L pH 6-8 NH3< 20mg/L P Mínimos: 0.03 mg/L Lemna minor y Lemna minuscula; 0.2

Spirodela polyrrhiza y Lemna gibba

Optimo: 0.4-10.9 mg/L Spirodela polyrrhiza, Lemna minor; 0.08-10.9 mg/L Lemna minúscula; 0.08-54.3 mg/L Lemna gibba

Máximo: Spirodela polyrrhiza 1500 mg/L

Otros elementos importantes (K, S, Cl)

K: su deficiencia causa frondas no saludables y bajas en clorofila. Concentraciones: 19-780 mg/L Spirodela polyrrhiza y Lemna minor

S: Optimo: 15-700 mg/L; mínimo: 1.5 mg/L; máximo inhibitorio: 2000 mg/L

Cl: Optimo: 0.3-30 mg/L; inhibición: 350mg/L; muerte: 3500 mg/L

Elementos traza: el tipo de elemento y su concentración requerida o permitida depende de la sp.

Materia Orgánica

Contribuye a la capacidad tampón del sistema Agente quelante, fuente de aminoácidos y

vitaminas para el crecimiento heterotrófico Las lentejas de agua usan carbohidratos en

condiciones donde no hay saturación de luz. La M.O existente puede reducir la toxicidad del

nitrógeno amoniacal. Spirodela polyrrhiza y Lemna gibba: 100,300 y 600 mg/L el crecimiento no depende de

DQO. 1400-1700 mg/L se inhibía el crecimiento.

Gases (O2, CO2 Y H2S)

O2 No es un factor determinante en el crecimiento, las lentejas de agua

pueden crecer en medios oxigenados, anóxicos o anaeróbicos, en esta ultima se puede presentar inhibición por presencia de M.O o químicos.

CO2 El aumento de la concentración en el aire puede incrementar el

crecimiento de las lentejas de agua. Spirodela polyrrhiza y Lemna minor utilizan el carbono inorgánico tanto del aire como del agua.

H2S Inhibe el crecimiento porque impide la absorción del sulfato por parte

de la planta. En Lemna minor se inhibió el crecimiento con aumento de 6 a 60 ppm.

En un 14%, y en un 80% con un incremento a 120 ppm

Los Estanques con Lenteja de Agua como Alternativa de Tratamiento para Aguas Residuales

Por las condiciones en que la lenteja de agua se desarrolla, esta es muy efectiva en el tratamiento con aguas residuales.

Algunos componentes de las aguas residuales pueden inhibir su crecimiento y por tanto su capacidad para remover nutrientes. Ej: NH3, M.O, metales pesados

Se han de realizar trabajos de investigación para determinar un mejor diseño y operación de las plantas.

Experimentar con otras sp. y diferentes condiciones climáticas con el objetivo de desarrollar criterios y parámetros de diseño que faciliten la aplicación de la tecnología en diferentes regiones del mundo.

GRACIAS