Monitorização e Análise de Imagem de um Reactor Descontínuo Sequencial de Lamas Activadas

Este trabajo se centra en la monitorización de un reactor discontinuo secuencial (RDS) a escala de laboratorio y en el análisis de imágenes del biosistema, perturbado con concentraciones crecientes de sal. El objetivo principal es evaluar el rendimiento de un RDS en el tratamiento de aguas residuales salinas, analizando su impacto en la remoción de compuestos nitrogenados y materia orgánica, así como en la sedimentabilidad del lodo activado. El trabajo destaca la importancia de comprender los efectos de la salinidad en el tratamiento biológico de aguas residuales, dado que muchos efluentes industriales, especialmente los de la industria petroquímica y agroalimentaria, presentan niveles elevados de sal. La salinidad, al alterar la fuerza iónica del medio, puede inhibir las reacciones de degradación orgánica y provocar estrés osmótico, induciendo la plasmólisis celular y la desfloculación de la biomasa. Este fenómeno, detectado a través del aumento de la turbidez en el efluente, afecta negativamente la sedimentabilidad del lodo, un factor crucial en el tratamiento de aguas residuales.

El estudio se llevó a cabo utilizando un RDS de acrílico con capacidad para 50 L. Se realizaron pruebas con diferentes concentraciones de NaCl (0,5% a 6,0%) en el afluente, después de un período de aclimatación microbiana de 15 días. Se monitorizaron parámetros clave como el índice volumétrico de lodo (IVL), la turbidez, la remoción de amonio, la demanda química de oxígeno (DQO), el nitrato y el fosfato. Se realizaron análisis microscópicos del lodo activado y análisis de imágenes para determinar parámetros estructurales y morfológicos de los agregados microbianos. Además, se emplearon técnicas de estadística multivariada para determinar las relaciones entre los agregados y los parámetros operacionales, identificando aquellos que tienen mayor influencia en la evaluación de la sedimentabilidad.

Los resultados mostraron que el sistema biológico estudiado es eficiente en el tratamiento de efluentes industriales. Sin embargo, la adición de altas concentraciones de sal provocó un aumento significativo en la turbidez, indicando desfloculación de la biomasa. La turbidez se correlacionó con los sólidos suspendidos volátiles, lo que confirma la liberación de células bacterianas al efluente. Se encontró que el IVL debe complementarse con la evaluación de la turbidez para estimar correctamente las características morfológicas y de sedimentabilidad del lodo. El análisis de imágenes reveló que el tamaño de los flocos disminuye con el aumento de la salinidad. Se identificó un aumento en la cantidad de flocos de pequeñas dimensiones ('pin-point') con la creciente salinidad, lo que confirma la desfloculación observada por otros parámetros. En general, los resultados demostraron que las concentraciones elevadas de sal causan una disminución significativa en la eficiencia de tratamiento biológico, principalmente debido a la desfloculación de la biomasa y la plasmólisis celular. El estudio también demostró la importancia de la adaptabilidad microbiana a la salinidad para mantener el funcionamiento del sistema de tratamiento.

El trabajo destaca la importancia de considerar la salinidad como un factor crucial en el diseño y operación de sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales, especialmente para aquellos efluentes industriales con altos niveles de sal. Los resultados obtenidos en este estudio demostraron que, aunque el sistema biológico estudiado es eficiente en condiciones estándar, la salinidad representa un factor limitante importante. Se observó que la desfloculación del lodo activado inducida por la salinidad afecta negativamente la sedimentabilidad y la eficiencia de remoción de compuestos orgánicos y nitrogenados. Los resultados sugieren que para lograr un tratamiento efectivo de efluentes salinos, es fundamental la adaptación microbiana a la salinidad, así como la implementación de estrategias de tratamiento específicas para la remoción de compuestos salinos y la mejora de la sedimentabilidad del lodo. Este trabajo ofrece información valiosa para la optimización de sistemas de tratamiento biológico en presencia de aguas residuales salinas, contribuyendo al desarrollo de tecnologías más eficientes y sostenibles para la gestión de efluentes industriales.