desnitrificacion

Desnitrificación
La desnitrificación es un proceso metabólico que usa el nitrato como aceptor terminal de electrones en condiciones anóxicas (ausencia de oxígeno) principalmente. El proceso de reducción de nitratos hasta nitrógeno gas ocurre en etapas sucesivas, catalizadas por sistemas enzimáticos diferentes, apareciendo como productos intermedios nitritos, óxido nítrico y óxido nitroso. Larealizan exclusivamente ciertos microorganismos, entre los que destacan Alcaligenes, Paracoccus, Pseudomonas, Thiobacillus, Rhizobium, Thiosphaera, entre otros.
•
Principio básico de la desnitrificación
Existen más de 50 géneros de bacterias que pueden llevar a cabo la desnitrificación.1 La capacidad desnitrificante también se ha encontrado en arqueas y hongos.2 3 Los géneros de bacteriasdesnitrificantes más citados incluyen: Alcaligenes, Paracoccus, Pseudomonas, Thiobacillus, Rhizobium, Thiosphaera, entre otros. La mayoría de las bacterias desnitrificantes son heterótrofas, pero algunas pueden crecer autotróficamente con hidrógeno (H2) y dióxido de carbono, con compuestos sulfurados reducidos, o con compuestos de arsénico reducidos, entre otro4 s. Además, se tienen reportes de que ladesnitrificación se puede llevar a cabo aeróbicamente. Es por ejemplo el caso de Magnetospirillum magnetotacticum que consume O2 mientras desnitrifica.5 La desnitrificación es un proceso que usa el nitrato como aceptor terminal de electrones en condiciones anóxicas (ausencia de oxígeno) principalmente. El proceso de reducción de nitratos hasta nitrógeno gas ocurre en etapas seriales, catalizadaspor sistemas enzimáticos diferentes, apareciendo como productos intermedios nitritos, óxido nítrico y óxido nitroso:
NO3- → NO2- → NO → N2O → N2
La desnitrificación requiere un sustrato oxidable ya sea orgánico o inorgánico que actúe como fuente de energía, por lo que la desnitrificación puede llevarse a cabo tanto por bacterias heterótrofas como autótrofas. En la desnitrificación heterótrofa,un sustrato orgánico, como metanol, etanol, ácido acético, glucosa, etc., actúa como fuente de energía (donador de electrones) y fuente de carbono. En la desnitrificación autótrofa, la fuente de energía es inorgánica, como hidrógeno o compuestos reducidos de azufre: sulfhídrico (H2S) o tiosulfato (S2O32-), la fuente de carbono, también inorgánica, es el CO2.
El mayor problema de ladesnitrificación biológica es la contaminación potencial del agua tratada con: bacterias, fuente de carbono residual (desnitrificación heterótrofa) y la posibilidad de formación de nitritos, lo cual hace necesario un post-tratamiento. A día de hoy, los procesos desarrollados para la desnitrificación biológica son diversos usando distintos sustratos y diferentes configuraciones de reactores. Pero hay quedestacar que prácticamente la totalidad de los sistemas de desnitrificación desarrollados se basan en la desnitrificación heterótrofa habiendo un gran vacío en el conocimiento y desarrollo de la desnitrificación autótrofa.
Desnitrificación heterótrofa
La desnitrificación heterótrofa es un proceso biológico de reducción del nitrato presente en las aguas residuales a nitrógeno molecular encondiciones anóxicas por la acción de bacterias heterótrofas (Pseudomonas, Paraccocus, Alcaligenes, Thiobacillus, Bacillus), que usan un sustrato orgánico como fuente de carbono y energía.
En el proceso de desnitrificación existe además la posibilidad de acumulación de intermediarios (NO2–, N2O, NO) debido al tipo y concentración del sustrato empleado o a las condiciones de operación (temperatura, pH,tiempo de residencia hidráulico, tiempo de retención celular). En base a esto, para que la transformación culmine en N2, deberán controlarse las condiciones ambientales como el nivel de O2 disuelto, la fuente de carbono orgánico, la concentración de nitratos, la relación C/N, la disponibilidad de fósforo, pH, temperatura y posible presencia de tóxicos.6
Una de las reacciones tipo que implica una...