MICROORGANISMOS DE PLANTAS DEPURADORAS Sesión V

MICROORGANISMOS DE PLANTAS DEPURADORAS

Sesión V 1


Sesión V

Temario

Quinta sesión•Bioindicación

•Problemas biológicos de las EDAR

•Acciones correctivas


Sesión V 2

Bioindicación del proceso

Protozoos y metazoos como bioindicadores

•Estimación de la calidad del agua de salida (DBO)

•Estimación de la edad del fango (TRC)

•Estimación de la carga másica

•Estimación de la concentración de oxígeno disuelto

•Presencia de nitrificación

•Salinidad

•Entrada de toxicidad


•Calidad del agua de salida (DBO)

DBO5 del efluente

0

20

40

60

80

100

<20 20-100 100-400 400-1600 1600-6400 6400-3000Abundancias

Co

nc

entr

ació

n

Ciliados totales Bacteriófagos-nadadoresBacteriófagos-reptantes Bacteriófagos-sésilesDepredadores Potencial (Ciliados totales)


Sesión V 3


•Edad del fango (TRC)


•Carga másica

Carga másica (Kg DBO5/Kg SSVLM·día)

Alta (>0,5) Media (0,5-0,1) Baja (0,1-0,03)

•Flagelados pequeños •Tecamebas: Arcella •Ciliados pedunculados

•Gimnamebas y tecamebas pequeñas

•Ciliados nadadores depredadores

•Metazoos rotíferos

•Ciliados pequeños •Ciliados reptantes•Otros metazoos: tardígrados, gastrotricos


Sesión V 4


•Carga másica

Carga másica (Kg DBO5/Kg SSVLM·día)

Alta (>0,5) Media (0,5-0,1) Baja (0,1-0,03)

• Flagelados pequeños:

Bodónidos

• Opercularia pequeñas

• Colpidium

• Dexiostoma

• Glaucoma

• Tetrahymena

• Tecamebas: Arcella

• Vorticella aquadulcis

• Vorticella convallaria

• Acineta tuberosa

• Oxytricha

• Aspidisca cicada

• Litonotus

• Flagelados pequeños:

Coanoflagelados

• Flagelado Peranema

• Thuricola

• Coleps

• Carchesium

• Tokophrya quadripartita

• Chaetospira

• Metazoos


•Oxígeno disuelto

Concentración de oxígeno

Septicidad Baja (insuficiente) Alta (excesiva)

•Flagelados pequeños: Trepomonas

•Flagelados pequeños: Bodónidos

•Ciliados heterotricos: Blepharisma, Pseudoblepharisma, Metopus, Spirostomum, Stentor

•Flagelado: Entosiphon


Sesión V 5


•Nitrificación


•Salinidad

Tolerancia máxima al NaCl (g/l) de diferentes protozoos de fangos activos a diferentes tiempos de experimentación (bioensayo)


Sesión V 6


•Toxicidad

• Inhibición parcial/total de la eliminación de carbono

• Inhibición parcial/total de la nitrificación

• Destrucción de la biomasa

• Inhibición de la floculación

• …


•Toxicidad


Sesión V 7


•Toxicidad

• Detergentes

•Disolventes

•Hidrocarburos

•Antibióticos

•…


•Toxicidad

• Desaparición de microorganismos

•Restos de protozoos y metazoos (lórigas, cubiertas, tecas, pedúnculos, …)

•Quistes y/o huevos

•Opercularia asymetrica, Opercularia coarctata, Opercularia minima


Sesión V 8

Problemas biológicos

• Problemas de eliminación de DBO

•Alta DBO en el efluente

•Problemas de separación líquido-sólido

•Bulking filamentoso

•Bulking viscoso

•Foaming (espumas)

•Crecimiento disperso

•Defloculación (pin-floc o pin point-floc)

•Desnitrificación incontrolada

Problemas de eliminación de DBO


CAUSAS POSIBLES ACCIONES CORRECTIVASAlta carga orgánica de entrada y/o caudal excesivo

Aumentar la concentración de MLVSS para mantener la relación F/M disminuyendo la purga de fangos

Baja concentración de MLVSS Disminuir la purga de fangos

Alta concentración de sólidos en suspensión en el efluente

El incremento de sólidos totales en el efluente incrementa la DBO total del efluente

Concentración de oxígeno disuelto inadecuada

Un aumento del consumo de oxígeno puede ser resultado de un aumento de la carga orgánica. Incrementar la aireación y/o aportar oxígeno suplementario si el aumento de carga es temporal

Insuficiencia de nutrientes Verificar la relación DBO:N:P en el reactor aerobio. Dosificar nutrientes para cumplir la relación 100:5:1

Relación DQO/DBO inadecuada Comprobar que no se hayan producido entradas de vertidos anormales

Descenso de la temperatura Implica un descenso de la actividad biológica. Aumentar la concentración de MLVSS


Sesión V 9

Problemas de eliminación de DBO


CAUSAS POSIBLES ACCIONES CORRECTIVAS

pH fuera de rango Eliminar la fuente de desequilibrio de pH. Ajustar el pH entre 6,5 y 8,5

Entradas de vertidos tóxicos o productos inhibidores

Detectar el vertido. Evaluar su efecto. Añadir bioactivadores (microorganismos específicos)

Carga orgánica excesivamente baja Ajustar la concentración de MLVSS para mantener la F/M

Problemas de separación líquido-sólido

•Bulking filamentoso• Proliferación masiva de filamentos

•Formación de puentes interfloculares

•Sedimentación lenta y baja compactación


Sesión V 10


•Bulking viscoso• Proliferación masiva de bacterias que excretan exopolímeros

•Incrementa la viscosidad del fango

•Dificulta la separación sólido-líquido

PAO/GAO Zooglea

Test de la tinta china


•Foaming (espumas)• Se genera una capa de flotantes en el reactor aerobio y en el decantador

secundario.

•Al microscopio se observa una gran abundancia de filamentos que suelen

aparecer libres por el licor mezcla.


Sesión V 11


MICROORGANISMO FILAMENTOSO PROBLEMATipo 1701 BulkingSphaerotilus natans BulkingTipo 0041 Bulking y espumasTipo 0675 Bulking y espumasBeggiatoa BulkingThiothrix I, II y III BulkingTipo 021N BulkingTipo 1863 EspumasActinomicetos nocardioformes EspumasMicrothrix parvicella Bulking y espumasHaliscomenobacter hydrossis Bulking


• Causas de crecimiento de los microorganismos filamentosos

CAUSA MICROORGANISMO FILAMENTOSO

Oxígeno disuelto bajoS. natans, H. hydrossis, M. parvicella, Actinomicetos nocardioformes, N. limicola I, II y III, Tipos 1701, 1863

Septicidad (sulfuros) Thiothrix I y II, Beggiatoa, Nostocoida limicola II*, Tipos 021N y 0914

Déficit de nutrientes (N, P) Thiothrix I y II, H. hydrosis, N. limicola I, II y III, Tipos 021N, 0041,0675

Carga másica (F/M) bajaM. parvicella, Actinomicetos nocardioformes, H. hydrossis, N. limicola I, II y III, Tipos 021N, 0041, 0675, 0092, 0961, 1851, 0803

Aceites y/o grasas M. parvicella, Actinomicetos nocardioformes, Tipo 1863

pH bajo (<6,5) Hongos


Sesión V 12


•Crecimiento disperso• Los microorganismos crecen libres en la solución sin agregarse y formarflóculos

•Al microscopio se observan muchas bacterias dispersas y pequeñosagregados bacterianos (< 30 µm)

•Provocan efluentes turbios y condicionan la gestión de la instalación porquedisminuyen gradualmente la edad del fango por escape de sólidos en elefluente


•Defloculación (pin-floc o pin point-floc)• Los flóculos tienden a romperse en pequeños fragmentos que no pueden serretenidos en el decantador secundario•Al microscopio es parecido al crecimiento disperso, pero los flóculospresentan microestructura aunque no macroestructura•La síntesis de exopolímero (glicocálix) permite la formación de flóculospequeños (< 75 µm), compactos y esféricos, constituidos únicamente porbacterias floculantes•Estos flóculos decantan lentamente provocando problemas de turbidez en elefluente y pérdida de biomasa


Sesión V 13


•Desnitrificación incontrolada• Se genera nitrógeno gas en el decantador secundario, lo que hace que elfango ascienda en bloques y se acumule en la superficie del decantadorsecundario•Dificulta la gestión del sistema por acumulación de sólidos en la superficiedel decantador secundario•Puede dar lugar a pérdida masiva de sólidos con el efluente•El problema se intensifica con al temperatura

Acciones correctivas

•Bulking•Mantener un control del crecimiento de los microorganismos filamentosos ylas bacterias formadoras de mucílago.•Selección biológica: favorecer el crecimiento de los microorganismosformadores de flóculos frente al crecimiento de los microorganismosfilamentosos.•Ajuste de la carga orgánica de trabajo del reactor: modificando los SSLM yla edad del fango.•Mejora de la aeración: ajustar el aporte de oxígeno a la carga de trabajo ytasa de respiración.•Ajustar la proporción de nutrientes (N y P) adicionando el nutrientecarencial.•Si la V30 (o IVF) es alta, hay que recircular más fango hacia el tanquebiológico.•Adición de oligoelementos carenciales.


Sesión V 14


•Bulking•Añadir un oxidante en dosis justa para que afecte a las bacteriasfilamentosas. El más empleado es el hipoclorito sódico. Suele dosificarse enrecirculación. Es tóxico para el resto del cultivo.

•Añadir coagulantes: dosificar una sal metálica que favorezca la agregaciónde los flóculos.

•Añadir floculantes: dosificar polielectrolito que favorezca la agregación delos flóculos.

•Actuación sobre la empresa que vierte a la red de saneamiento vertidosperjudiciales: compuestos de bajo peso molecular, substratos complejos, pHbajos, etc.

•Implantación de selectores anaerobios, anóxicos y/o aerobios.


•Foaming•Mantener una evolución de los microorganismos filamentosos.

•Eliminación de las zonas de confinamiento. Facilitar la salida de las espumas.

•Minimizar el aporte de aire. Las instalaciones de mayor riesgo son las deinyección de aire por burbuja fina. Puede dar resultado el bajar el aporte deoxígeno y la consigna de oxígeno. Da buenos resultados a 0,5 ppm de O2.

• Evitar enviar los flotantes a cabecera o a la línea de fangos.

•Cloración: adición de hipoclorito en superficie o recirculación.

•Lluvia de agua tratada cobre las espumas haciendo que físicamente sehundan y se mezclen.

•Implantación de selectores.

•Uso de potenciadores biológicos. Por ejemplo ácido fólico.


Sesión V 15


•Crecimiento disperso


Primeras fases de puesta en marcha

Incrementar la edad del fango. Evitar la pérdida masiva de fango por el efluente. Añadir coagulantes o floculantes

Acción de tóxicos, inhibidores de la floculación y/o tensoactivos

Detectar el vertido. Evaluar su efecto. Añadir bioactivadores (microorganismos específicos) o renovar el fango incrementando el caudal de purga e inoculando con fangos de otra EDAR. Añadir coagulantes o floculantes

Carga orgánica excesivamente alta

Incrementar la concentración de sólidos para disminuir la F/M. Añadir coagulantes o floculantes

Sobrecarga puntual

Medir la concentración de DQO para determinar la presumible sobrecarga puntual. Aumentar la concentración de sólidos para disminuir la F/M. Añadir coagulantes o floculantes

Caudal excesivo Incrementar la F/M y/o disminuir caudal. Añadir coagulantes o floculantes


•Defloculación (pin-floc o pin point-floc)


Edad del fango excesivamente elevada Provoca una sobreoxidación del fango. Disminuir la edad del fango. Añadir coagulantes o floculantes

Carga orgánica excesivamente bajaLas bacterias consumen la capa externa de exopolímero por falta de alimento. Puede llegarse a producir lisis celular y metabolismo endógeno. Añadir coagulantes o floculantes

Agua de entrada muy poco biodegradable

Implantar selectores, tratamientos previos (p.ej. tratamiento anaerobio), MBR

Concentración de oxígeno insuficiente Incrementar la concentración de oxígeno disuelto

Entrada de toxicidad

Detectar el vertido. Evaluar su efecto. Añadir bioactivadores (microorganismos específicos) o renovar el fango incrementando el caudal de purga e inoculando con fangos de otra EDAR. Añadir coagulantes o floculantes

Sistemas de agitación y/o aireación agresivos

Turbinas demasiado agresivas pueden romper los flóculos. Disminuir la agitación o cambiar el sistema de homogenización

Tiempo de residencia en el decantador secundario excesivamente alto

Un tiempo de residencia del fango excesivamente elevado en el decantador secundario puede producir anaerobiosis. Incrementar la recirculación


Sesión V 16


•Desnitrificación incontrolada•Evitar la nitrificación si el sistema no está obligado a eliminar nitrógeno:

•Reducir al máximo el tiempo de retención celular

•Reducir la concentración de oxígeno disuelto

•Reducir el tiempo de residencia del fango en el decantador secundario

•Operar con caudales de recirculación elevados para disminuir el tiempo deretención hidráulico del fango en el decantador secundario.

•Implantar selectores anóxicos para que el fango desnitrifique en ellos.

•Forzar la desnitrificación en el reactor biológico mediante paros periódicosde la aeración.

ResumenEl uso de los microorganismos presentes en las estaciones de depuración biológica como bioindicadores del proceso permite monitorizar y controlarel funcionamiento del sistema, permitiendo mejorar el proceso y ayudar a predecir futuros problemas antes que sean difícilmente solucionables. Conlos análisis de bioindicación de fangos activos, se obtiene una información directa del sistema que permite evaluar las condiciones del proceso parapoder acomodar los parámetros operacionales a las necesidades del sistema y así optimizar la eficiencia del tratamiento.

FLÓCULO

FILAMENTOS

PROTOZOOS METAZOOS


Sesión V 17


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