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    Estudio del efecto de la concentración de calcio en los procesos de eliminación biológica de fósforo.


    AUTOR: Tatiana Montoya Martínez

    TIPO: Tesis

    UNIVERSIDAD/FACULTAD: Politécnica de Valencia / Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos.

    AÑO: 2009

     


     

    Introducción

    En el proceso de eliminación biológica de fósforo (EBP) son numerosos los factores que pueden influir en la estabilidad del proceso: los ácidos grasos volátiles empleados como fuente de carbono, la concentración de oxígeno disuelto en el sistema, la presencia de cationes metálicos, como el magnesio y el potasio, el pH, la concentración de nitratos, el tiempo de retención celular y la temperatura. Sin embargo, el estudio de la influencia del ion calcio presente en las aguas residuales sobre el metabolismo bacteriano y concretamente sobre el metabolismo asociado a las bacterias acumuladoras de polifosfatos (PAO) no ha sido estudiado en profundidad.

     

    Descripción

    El objetivo general de la presente tesis ha sido estudiar el efecto del calcio sobre el metabolismo de las bacterias PAO en los procesos de EBP. Para ello, se ha realizado un extenso trabajo experimental en un reactor discontinuo secuencial (SBR) a escala de laboratorio. Se emplearon además técnicas más específicas que permitieron identificar y cuantificar los polímeros de polihidroxialcanoatos (PHA) y glicógeno existentes en la biomasa bacteriana, así como la identificación filogenética de los grupos bacterianos asociadas a estos procesos. Para entender los cambios metabólicos ocurridos se estudiaron los principales modelos bioquímicos propuestos en la bibliografía.

     

    Conclusiones

    Los resultados de este trabajo mostraron que el calcio tiene una influencia significativa sobre el proceso de eliminación de fósforo:

    • Existe una concentración límite de calcio por debajo de la cual el fósforo liberado por unidad de acético consumido (YPO4) no se vio afectado, mientras que por encima de esta se reduce significativamente.
    • La velocidad específica de consumo de ácido acético en condiciones anaerobias por parte de las bacterias PAO no se vio afectada por las concentraciones de calcio empleadas, indicando que la energía aportada por los polímeros intracelulares fue en todo momento suficiente como para continuar con la toma del ácido acético.
    • Conforme aumentó la concentración de calcio en el agua residual influente, se observó un incremento en la síntesis de PHA en la etapa anaerobia y fue mayor la cantidad de glicógeno degradado. Asimismo, el aporte de energía para la formación del PHA por parte de los polifosfato fue cada vez menor.
    • La composición polimérica del PHA se encontró principalmente constituida por copolímeros de polihidroxibutirato (PHB) y en menor proporción por polihidroxivalerato (PHV) en concordancia con el empleo de ácido acético como sustrato. El aumento de concentración de calcio afectó a la cantidad de PHA sintetizado y también a la relación PHB/PHV ya que aumentaba la cantidad de PHB y disminuía la de PHV.
    •  Se encontró que las bacterias PAO pueden presentar tanto el metabolismo acumulador de polifosfatos (PAM) como un metabolismo acumulador de glucógeno (GAM), metabolismo comúnmente asociado a las bacterias GAO. Para altas concentraciones de calcio, las bacterias PAO optan por el metabolismo GAM debido a la reducción del polifosfato intracelular como consecuencia de la disminución del fósforo disponible por precipitación con el calcio durante la etapa aerobia.