MIcrobiologia Lodos activados
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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