Química

Mente

Diciembre 2013

Diciembre 2013 – Química Mente Página 2

Química Mente,

es una publicación del Grupo GEM

Laboratorio de Química.

Agradecemos sus comentarios, críticas y sugerencias.

laboratorio.quimica@frra.utn.edu.ar

Esperamos que disfruten de nuestra propuesta.

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Editorial

Bienvenido al último Boletín de 2013 de QUIMICA MENTE. Este mes, se sigue desarrollando el tema Efluentes y en este número continuamos con Fangos activados, presentado problemas habituales que afectan el rendimiento del proceso y las ventajas y desventajas del tratamiento. Además, presentamos una breve reseña del Premio Nobel Luis Federico Leloir.

Como en todas las ediciones, se informa sobre futuros Congresos y Jornadas, a realizarse en 2014, que pueden ser de su interés.

Agradecemos sus comentarios y hasta el próximo año.

Laboratorio de Química – UTN Rafaela

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Integrantes del Laboratorio de Química

Dra. M. Cecilia Panigatti

Lic. Rosana Boglione

Lic. Carina Griffa

Bioq. Fabiana Gentinetta

Becarios

M. Celeste Schierano

Nabila Abzug

Franco Laorden

Corina Aimo

Saida Abzug

Melina Asforno

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TRATAMIENTO DE EFLUENTES CAUSAS Y PROBLEMAS HABITUALES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO DEL PROCESO DE FANGOS ACTIVADOS Fangos ascendentes (gasificación) En el decantador secundario, los fangos sedimentan y compactan de forma satisfactoria en el fondo del mismo, pero si hay gasificación suben hasta la superficie en forma de pequeñas partículas, siendo lavados con el efluente. Esto suele ir acompañado de una fina espuma, que aparece en la superficie del decantador.

Los fangos suben porque se producen gases que tienden a elevarlos a la superficie. La gasificación puede deberse a varios fenómenos, como son la formación de nitrógeno atmosférico (por desnitrificación) y otros tipos de gases.

Los problemas que presenta el fango ascendente pueden superarse mediante:

aumento del caudal de bombeo del barro activado de retorno.

disminución del caudal del licor mixto al tanque de sedimentación secundario.

disminución del tiempo medio de retención aumentando el caudal de purga del barro.

Abultamiento de los barros (Bulking):

Las características de decantación y de crecimiento de los barros activados son los dos criterios principales para un buen funcionamiento del sistema. Si el barro decanta mal, las materias en suspensión entran en el efluente, aumentando la DBO del mismo. Un incorrecto crecimiento de los barros implica una pobre concentración de los fangos reciclados, limitando de ese modo la acción de los sólidos en suspensión en el reactor.

La velocidad de decantación es función de la naturaleza del agua residual y de los sólidos. Una incorrecta decantación o el abultamiento de los barros puede ser debido al crecimiento de organismos filamentosos o un crecimiento bacteriano disperso provocado por una carencia de nutrientes (P y N).

Para bajos tenores de oxígeno dentro del reactor (< 0,5 mg/l), la transferencia de oxígeno al interior del floc biológico se reduce y sólo una muy pequeña fracción del mismo es aerobia. Los filamentos que presentan una relación superficie/volumen elevadas son favorecidos bajo estas condiciones. Los tenores elevados de oxígeno favorecen por el contrario el crecimiento de las bacterias en forma de flóculos. Si la fuente de carbono se agota, los filamentos tienden a desaparecer. En general, la proliferación de organismos filamentosos es favorecida por una concentración elevada de sustrato soluble, un bajo tenor de oxígeno y bajas concentraciones de nutrientes.

La mayoría de los organismos filamentosos al ser aerobios estrictos pueden ser eliminados si se mantienen en condiciones de anaerobiosis por períodos considerables de tiempo

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El bulking puede ser controlado además por:

a) Adición de cloro o agua oxigenada, en el circuito reciclado de los barros.

b) Adición de polielectrolitos para provocar la floculación de estos organismos.

Los riesgos de abultamiento de barro son atenuados en los procesos con oxígeno puro o cuando el tenor de oxígeno disuelto es elevado.

Nitrificación y desnitrificación:

Los procesos de nitrificación y desnitrificación cumplen objetivos que pueden llegar a ser complementarios.

La nitrificación tiene como objetivo la oxidación del nitrógeno liberado en el tratamiento biológico el cual generalmente está en la forma de amonio y por lo tanto puede ejercer una demanda de oxígeno sobre la corriente receptora del efluente.

En la segunda fase (desnitrificación), los nitratos son convertidos por vía aerobia a gas nitrógeno. Tiene como objetivo fundamental la remoción de nitrógeno del sistema para evitar que se produzcan los fenómenos de eutrofización.

La nitrificación resulta de la oxidación del amonio por parte de las nitrosomonas, las cuales lo convierten en nitrito y de la posterior oxidación de los nitritos a nitratos por las bacterias nitrobacter:

En presencia de oxígeno: Nitrosomonas Nitrobacter

NH4+ NO2

- NO3-

La temperatura y el pH tienen relación con la tasa de crecimiento de las bacterias nitrificantes. El rango óptimo de pH está entre 7,6 y 8,0. La tasa de nitrificación también es dependiente de los niveles de oxígeno disuelto en el tanque reactor. La carga orgánica aplicada al tanque de aireación también afecta la tasa de nitrificación (ésta última disminuye cuando aumenta la carga).

En condiciones anaeróbicas muchos de los microorganismos presentes en los procesos aeróbicos pueden utilizar los nitratos como fuente de oxígeno, reduciéndose a nitrógeno gaseoso y a pequeñas cantidades de dióxido de nitrógeno, pues tales organismos son facultativos (desnitrificación).

Dichos organismos requieren de una fuente de carbono orgánica para su crecimiento pero pueden usar los residuos de la respiración endógena como fuente de carbono orgánico. La tasa de desnitrificación, sin embargo, aumenta la presencia de fuentes de carbono orgánico fácilmente utilizables, tales como las provistas por las aguas residuales domésticas crudas.

El pH del ambiente del reactor afecta profundamente la tasa de desnitrificación en relación con la presencia de oxígeno disuelto en el sistema. Cuando el pH está en el rango de pH ácido, los microorganismos pueden remover el nitrógeno aun en presencia del oxigeno

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disuelto. Si el pH es 7,0 o mayor se requieren condiciones anaeróbicas estrictas para que se produzca la desnitrificación.

Para que haya nitrificación, el período de retención del lodo debe ser suficientemente largo a fin de permitir el crecimiento de estos microorganismos en el sistema.

Desnitrificación

En ausencia de oxígeno:

NO3- N2 (g)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS FANGOS ACTIVADOS

VENTAJAS Flexibilidad de operación a través de un control racional de la biomasa presente en el proceso.

Alta Eficiencia de remoción de carga orgánica sustancialmente más alta que la que se alcanza en otros procesos como los del tipo Convencional por Cultivo Fijo.

Minimización de olores y ausencia de insectos.

Puede incorporar desnitrificación al proceso.

Posibilidades de regular energía consumida para variaciones de carga orgánica.

Prescinde de sedimentación primaria. Los lodos generados son altamente mineralizados por lo que no requieren de tratamiento posterior.

Generación de lodos secundarios “estabilizados” que al igual que los sistemas convencionales pueden ser aprovechados como fertilizantes, mejoradores de suelo y obtención de biogás, entre otras.

DESVENTAJAS Requiere mayor sofisticación y mantenimiento.

Dependencia con la temperatura del efluente a tratar y condiciones de entrada como pH y presencia de compuestos tóxicos.

Riesgo de taponamiento de los dispositivos de aireación durante ciclos operativos específicos.

Necesidad de control a causa de la gran cantidad de variables que intervienen en él: composición del residuo, cargas aplicadas, diferentes poblaciones bacterianas, temperatura, etc.

Elevados costos de inversión

Altos costos de operación, asociados fundamentalmente a los requerimientos de oxígeno y al consumo eléctrico.

Bajo abatimiento bacteriológico, logrando en general abatir no más allá de un ciclo logarítmico en términos de Coliformes Fecales, con la consecuente necesidad de efectuar desinfección final al efluente.

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PREMIOS NOBELES

Luis Federico Leloir:

(1906 - 1987) Argentino

El Premio Nobel argentino, Bernardo A. Houssay, le dirigió la tesis doctoral sobre glándulas suprarrenales y el metabolismo de los hidratos de carbono. El trabajo fundamental de Leloir fue el aislamiento de una enzima que fermenta la galactosa. Ganó el Premio Nobel en Química en el año 1970, por el descubrimiento de azúcares nucleótidos y muchos componentes de la maquinaria de glicosilación y la síntesis de sacáridos. Las investigaciones de Leloir permitieron avanzar drásticamente en el estudio de la galactosemia, una enfermedad congénita.

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Próximos Eventos

VIII Congreso Internacional Didácticas de las Ciencias y XIII Taller Internacional sobre Enseñanza de la Física

La Habana, Cuba. 24 al 28 de Marzo

www.didacien.rimed.cu

VIII Congreso Iberoamericano de Docencia Universitaria y de Nivel Superior

Rosario, 21 al 23 de Abril

www.iberoamericano2014.unr.edu.ar/internas/congreso.html

5o Congreso Internacional sobre Arsénico en el Ambiente

Buenos Aires, 11 al 16 de Mayo

www.as2014.com.ar/es/home.html

3er Taller de Ciencias del Ambiente

Córdoba, 19 al 21 de Mayo http://taca-2014.congresos.unc.edu.ar

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19º Congreso Argentino de Saneamiento y Medio Ambiente

Buenos Aires, 21 al 23 de Mayo

www.aidisar.org.ar

Congreso Internacional de Docencia e Investigación en Química

México, 24 al 26 de Septiembre

www.cbi.azc.uam.mx/congresointernacionaldiq/index.html

V Congreso de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental

Neuquén, 22 al 25 de Octubre

www.setacargentina.com.ar

31º Congreso Latinoamericano de Química

2014

Lima, Perú. 14 al 17 de Octubre

http://sqperu.org.pe/?page_id=2255

XXXIV Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental

Monterrey, México. 2 al 6 de Noviembre

www.congresoaidis2014.com

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Celebramos que un año más ha pasado en nuestras vidas

y que un año nuevo lleno de esperanza comienza.

¡ ¡ ¡ Felices Fiestas ! ! !

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Aprovechamos para comunicarles que el Laboratorio de Química permanecerá cerrado desde el día 13 hasta el día 31 de enero de 2014, inclusive. Durante el mes de enero no se recepcionarán muestras, sólo se entregarán informes por la mañana en el Laboratorio.

Muchas gracias

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Gracias por su tiempo

Nos encontramos en la próxima edición . . .

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Acuña 49

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