Tratamiento anaerobio

TRATAMIENTO ANAEROBIO DE AGUAS RESIDUALES
JENNY ALEXANDRA RODRÍGUEZ V. ING. SANITARIA Msc. Profesora Asociada de la Universidad el Valle. Cali - Colombia

FUNDAMENTOS La remoción de materia orgánica constituye uno de los objetivos del tratamiento de las aguas residuales, utilizándose en la mayoría de los casos procesos biológicos. El mecanismo más importante para la remoción de la materiaorgánica presente en el agua residual, es el metabolismo bacteriano. El metabolismo consiste en la utilización por parte de las bacterias, de la materia orgánica como fuente de energía y carbono para generar nueva biomasa. Cuando la materia orgánica es metabolizada, parte de ella es trasformada químicamente a productos finales, en un proceso que es acompañado por la liberación de energía llamado“Catabolismo”. Otro proceso denominado “Anabolismo ó Síntesis” ocurre simultáneamente, donde parte de la materia orgánica se transforma en nuevo material celular (ver Figura 1). CELULAS NUEVAS (Y) METABOLISMO METABOLISMO
MATERIA ORGANICA ANABOLISMO pY DECAIMIENTO BACTERIANO CATABOLISMO 1 - pY

PRODUCTOS + ENERGÍA

ENERGÍA PARA EL AMBIENTE

RESIDUO ENDOGENO

Figura 1. Representación Esquemáticadel Metabolismo Bacteriano (Van Haandel, 1994) El anabolismo es un proceso que consume energía y solamente es viable si el catabolismo está ocurriendo para proporcionarle la energía necesaria para la síntesis celular. Por otro lado, el catabolismo solo es posible si existe la presencia de una población bacteriana viva. El catabolismo se divide en dos procesos fundamentalmente diferentes: (1)Catabolismo Oxidativo y (2) Catabolismo Fermentativo. El catabolismo oxidativo es una reacción redox, donde la materia orgánica es el reductor que es oxidada por un oxidante. En la práctica ese oxidante puede ser el oxígeno, nitrato o sulfato. El catabolismo fermentativo se caracteriza por el hecho de no haber presencia de un oxidante: el 1

proceso resulta en un reordenamiento de los electrones de lamolécula fermentada de un modo tal que se forman como mínimo dos productos. Generalmente son necesarias varias fermentaciones secuénciales para que se formen productos estabilizados. DIGESTIÓN ANAEROBIA La Digestión Anaerobia es el proceso fermentativo que ocurre en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales. El proceso se caracteriza por la conversión de la materia orgánica a metano y deCO2, en ausencia de oxígeno y con la interacción de diferentes poblaciones bacterianas (ver Figura 2).

MATERIA ORGANICA

CH4 + CO 2
Microorganismos Anaerobios Biogás

Figura 2. Degradación Biológica de la Materia Orgánica La digestión anaerobia es un proceso que se produce en ambientes naturales como los pantanos, en zonas anegadas para el cultivo de arroz, en los sedimentos de lagos ymares, en las zonas anóxicas del suelo, en fuentes de aguas termales sulfurosas y en el tracto digestivo de los rumiantes (Díaz-Báez, 2002). Balance: En el campo del tratamiento de las aguas residuales, la contaminación orgánica es evaluada a través de la DQO (demanda química de oxígeno), la cual mide básicamente la concentración de materia orgánica. La forma de apreciar lo que ocurre con la materiaorgánica en el tratamiento anaerobio de aguas residuales, es comparando su balance de DQO con el del tratamiento aerobio (ver Figura 3 y 4). BALANCE ANAEROBIO DE LA DQO
10% LODO

DQO 90% CH4

Figura 3. Balance Anaerobio de la Materia orgánica (www.uasb.org) 2

BALANCE AEROBIO DE LA DQO
50% + O2 DQO 50% Calor

LODO

Figura 4. Balance Aerobio de la Materia orgánica (www.uasb.org)Tratamiento Anaerobio: La digestión anaerobia es un proceso de transformación y no de destrucción de la materia orgánica, como no hay presencia de un oxidante en el proceso, la capacidad de transferencia de electrones de la materia orgánica permanece intacta en el metano producido. En vista de que no hay oxidación, se tiene que la DQO teórica del metano equivale a la mayor parte de la DQO de la...