Disminución del uso de energía y nitrógeno en aguas residuales
En algunas regiones como Europa Central, la temperatura promedio de las aguas residuales es de menos de 15 °C, pudiendo ser incluso menor en Escandinavia. Sin embargo, resulta inviable desde el punto de vista económico calentar la totalidad de la corriente de aguas residuales hasta temperaturas adecuadas para la digestión anaeróbica. Esta fue la problemática abordada por el proyecto «Biofilms in bioreactors for advanced nitrogen removal from wastewater» (BIONIT), financiado por la Unión Europea. El consorcio analizó la temperatura de las aguas residuales municipales y los biorreactores de biopelícula para la eliminación del nitrógeno, con una combinación de tecnologías de tratamiento anaeróbico y aeróbico. Las biopelículas son grupos de microorganismos adheridos entre sí sobre una superficie. La nitrificación en los reactores de biopelícula y la desnitrificación en los reactores con biomasa granular se han observado únicamente a temperaturas de más de 25 °C. Es por este motivo que debe disminuirse la temperatura de los procesos de nitrificación y desnitrificación y que deben analizarse las biopelículas en ambos tipos de reactores. Esto pudo realizarse con la operación de reactores de nitrificación de biopelícula de lecho móvil a diferentes temperaturas y utilizando diferentes parámetros tecnológicos. Los reactores funcionaron durante aproximadamente un año para cuantificar su rendimiento a largo plazo. También se analizó un proceso alternativo que implica el funcionamiento de reactores para la desnitrificación y la oxidación anaeróbica de amoníaco. Un tema fundamental de la investigación fue la biopelícula granular anaeróbica y los procesos de transporte en la misma. Se estudió la población microbiana en la biopelícula de desnitrificación con hibridación in situ fluorescente. Esta tecnología reveló la presencia y concentración de bacterias oxidantes de nitrito y de bacterias oxidantes de amoníaco en la biopelícula desarrollada en los reactores. Se analizaron los patrones de transporte y se detectaron los nutrientes disponibles biológicamente en la biopelícula granular anaeróbica mediante resonancia magnética nuclear. Esto fue relevante porque el transporte de nitrógeno y de oxígeno es clave para controlar los procesos de nitrificación y desnitrificación. Se espera que los resultados de BIONIT mejoren los aspectos ecológicos y económicos del tratamiento de las aguas residuales municipales en Europa. Esto permitirá reducir la demanda energética de las plantas de tratamiento, la producción de lodo en exceso y abaratar los costes operativos. Contribuirá también a mejorar el medio ambiente y la economía en Europa.
Palabras clave
Aguas residuales, biopelícula, eliminación de nitrógeno, digestión anaeróbica, biorreactor, nitrificación, desnitrificación
