MIcrobiologia Lodos activados

5/20/2018 MIcrobiologia Lodos activados

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OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Blga. Nancy [email protected]

INTRODUCCION A LA

MICROBIOLOGA DE LODOSACTIVADOS

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CONTAMINACIN

Preocupacin

Desarrollo de mtodos y sistemas para el tratamientoy reso del agua

Tecnologas ambientalmente aceptables

PROCESOS BIOLOGICOS

(MICROORGANISMOS) 2


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Estado Qumico deLos elementos de la

biosfera

ActividadesMetablicas de los

microorganismos

Elementos indispensablesPara la vida

CH

ON S Y P

TransformadosBiolgicamente

En algn lado, o algn microorganismo existe, que puede bajocondiciones adecuadas oxidar cualquier sustancia que sea oxidable

Stanier, et al, 1998.

FUNCIN DE

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Reacciones

bioqumicas que

realizan los m.o.

Cuerpos

de agua

Plantas de

tratamiento

Aerobias

(O2)

Facultativas

Anaerobias(O2)

Materia orgnica

(molculas complejas)

en el agua residual

Biomasa

( m.o.)

Productos

sencillos

(molculas

sencillas)

Agua

residual

tratada

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Microorganismos importantes en eltratamiento biolgico de aguas residuales

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Tipos de metabolismo

Aerobio

Anaerobio

Anxico

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7/32Procesos Biol

Diseo de procesos biolgicos de tratamiento

Nutricin de los microorganismos

Factores ambientales que afectan el

crecimiento de los microorganismos

Metabolismo de los microorganismos

Relaciones entre el crecimiento

microbiano y la utilizacin del sustrato

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DISMINUCIN DEL SUSTRATO CON RESPECTO ALTIEMPO

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9/32Procesos Biolgicos

Principales procesos biolgicos utilizados para eltratamiento de aguas residuales

Sistema Nombre deltratamiento

Anaerobio Aerobio Ambos/simult.

Procesobiolgico

Biomasasuspendida

Lodos activadosy sus variantes

Lagunas deestabilizacin

-

X

X

X

-

X

Biomasafija

Anaerobio

Filtros biolgicos

Biodiscos

X

X

X

X

X

X

X

AnaerobioAmbos

Microorganismos predominantes

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Carbono enCO2(49%)

Carbono enel efluente

tratado (2%)

Carbono enlodos (49%)

Carbonoorgnico enel influente

(100%)

+ CO2 + H2OC5H7O2NBiomasa

(49%)

CHON + O2Materiaorgnica(100%) (49%)

Carbono en el biogs,(92%) CO2+CH4

Carbono en

el efluentetratado (4%)

Carbono en lodosbiomasa (4%)

Carbonoorgnico en el

influente(100%)

CO2+ CH4+ C5H7O2N Biomasa (4%)R CH3COOHcidos orgnicos

(CHON)n + O2Materia orgnica

Biogs

Anaerobiosis

Balance de carbono en el tratamiento

Aerobio

Anaerobio10


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Slica geles

10-10 10-710-8 10-6 10-5 10-4 10-3 10-210-9

1AMolculas

Coloidesejem.arcillas

SIO2CaCO3 Algas

Bacterias

Partculassuspendidas

VirusPartculas

1 mm1m

Dimetro. mm

Micro tamices

Tamices

ArenaCarbon activado(granos)

Filtros depapel

Membrana Tierra dediatomaceas

Tamicesmoleculares

Macroporos Poros abiertos

Tipos de

filtros

Tamaos relativos de diferentes materiales

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Microbiologa del proceso

Las tres principales metas del sistema de lodos activados

son:

a) La oxidacin de la materia orgnica biodegradable en eltanque de aireacin, donde la materia orgnica soluble ycoloidal se convierte en clulas nuevas.

b) Floculacin o sea la separacin de la biomasa formadadel efluente tratado.

C) Eficiente remocin en MO y Nutrientes

Los flculos contienen clulas bacterianas ypartculas orgnicas e inorgnicas . El tamao de losflculos vara de 1 micra hasta 1000 micras y ms.

Las clulas viables en el flculo (medidas por elcontenido de ATP y la actividad enzimtica de ladeshidrogenasa) son del 5 al 20 % del total de las

clulas. 12


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BACTERIASSon los constituyentes ms abundantes del flculo . Existen ms de300 especies reportadas que han sido aisladas del licor mezclado.Las bacterias son las responsables de la oxidacin de la materia

orgnica y de la transformacin de los nutrientes . Producenpolisacridos y materiales polimricos que ayudan en la floculacinde la biomasa microbiana.Los principales gneros son:

Zooglea

PseudomonasFlavobacter ium

Alcal igenes

Baci l lus

Achromobacter

Corynebacter ium

ComomonasBrevibacter ium

Acineto bacter

Organismos Filamentosos (Sph aerot i lus, Beggiatoa)Bacterias autotrficasn i t r i ficantes (Ni t rosomo nas y Nit robacter)Bacterias sulfurosasfototrf icas (Rhodo spir i l laceae)

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TiempoLogaritmodelnumero

viabledemicroo

rganismos

LatenciaCrecimiento

exponencialDeclinacin

Del crecimientoEndgena

Fase

TiempoLogaritmodelnumero

viabledemicroo

rganismos

LatenciaCrecimiento

exponencialDeclinacin

Del crecimientoEndgena

Fase

Curva caracterstica de crecimiento bacteriano en

trminos del registro de la masa de los organismos

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Hongos

En general, las condiciones que prevalecen en un sistema delodos activados, no favorecen el crecimiento de hongos, sinembrago, en algunas ocasiones se observan algunos filamentosfungales. Este crecimiento fungal puede favorecese encondiciones de pH bajo, toxicidad y efluentes con deficiencia de

nitrgeno. Algunos gneros encontrados son los siguientes:

Geotr ichiumPenicilliumCephalosporiumCladosporium

Alternaria

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Protozoarios

Los protozoarios son organismos pertenecientes al reino

Protista y que son predadores de bacterias. Los principalesgrupos son los siguientes:

a) CiliadosSu medio de locomocin son los cilios y por el movimiento de

stos se hacen llegar el alimento. Se clasifican en libres,

trepadores y anclados. Los principales gneros son:

Ciliados libres:

Chilodonella Colpidium Blepharisma Euplotes Paramecium Leonotus Trachelophylum

Ciliados trepadores : AspidiscaEuplotes

Ciliados anclados :Vorticella

Corchesium

OperculariaEpystilis

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b) FlageladosSu medio de locomocin es mediante uno o varios flagelos.

Algunos ejemples de protozoarios flagelados son: Bodo,Pleuromonas y Monosiga

c) Rhizopoda o AmiboideaSu movimiento es por medio de pseudpodos o falsos pies

Amoeba y Thecamoeba

RotferosLos rotferos son organismos multicelulares. Su tamao fluctaentre las 100 y 500 micras. Los rotferos presentes en lodosactivados pertenecen a dos rdenes principales:Bdeloidea (Philodina y Habrotocha)

Monogononta (Lecane y Notomata)

El papel de los rotferos en los lodos activados es: remover lasbacterias suspendidas no floculadas y contribuir con sus desechosa la formacin del flculo,

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Ciliado libre

Chilodonella 18


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Paramecium

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Vorticella

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Philodina 21


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Cephalodella

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Lecane

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Predominio de microorganismos enun sistema de lodos activados

Control de la operacin de un sistema de lodos activados: IVL(Volumen ocupado por un gramo de lodos)

IVL= V X 1000/ SSLM

IVL> 150 ml/g 24


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Problemas operacionales:

abultamiento de lodosy sedimentacin secundaria deficiente

(Slidos suspendidos en el efluente)

Resultado: No se cumple con los estndares de calidadcomprometidos para el agua residual tratada

Causa:

presencia de organismos filamentosos

Soluciones:?????

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Los problemas causados por microorganismos filamentososen un sistema de lodos activados son:

Esponjamiento filamentoso o Bulking. Los filamentosinterfieren en la compactacin del flculo en elsedimentador secundario.

Espumamiento biolgico o Foaming. Los

microorganismos filamentosos producenuna espesa espuma coloreada (en coloresdel blanco al marrn) y en muchos casosabundantes flotantes en decantacinsecundaria.

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Microorganismos filamentosos

Bacillus

Beggiatoa

Cianobacterias

Flexibacter

Haliscomenobacter hydrossis

Hongos filamentososMicrothrix parvicella

Nocardia

G.A.L.O (Organismos parecidos a Gordona amarae)

o N.A.L.O. (Organismos parecidos a Nocardia

amarae)

Nostocoida limicola I, II, y III

Sphaerotilus natans

Streptococcus

Thiotrix I y II

Tipo 0041Tipo 0092Tipo 0211Tipo 021NTipo 0411Tipo 0581Tipo 0675Tipo 0803Tipo 0914Tipo 0961Tipo 1701Tipo 1702Tipo 1851Tipo 1852Tipo 1863

Jenkins & Richards (1985)27
http://www.geocities.com/jerr922/fil/sphae.htmlhttp://www.geocities.com/jerr922/fil/sphae.html


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Nocardia28


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Zooglea ramigera

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Tipo 021N

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Caractersticas morfolgicas de los filamentosos

Ramificaciones:verdadera o falsa Movilidad:si o no Forma del filamento:recto, ligeramente curvado, torcido, cadena

irregular de clulas, irregularmente enrollados, miceliar.

Color del filamento:transparente, medio, oscuro Situacin del filamento:en el interior del flculo, saliendo

hacia el licor exterior, libre en el licor Septos celulares:si, no Indentaciones:si, no Dimensionesdel filamento Granulos de azufre:in situ y tras la prueba del azufre

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Cules son los factores que afectan el crecimiento deestos microorganismos filamentosos?

Cargas orgnicas bajas (F/M

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