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INFORME FINAL DEL SERVICIO SOCIAL.

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A G R A D E C I: M I E N T O S

Deseo agradecer en especial a mis padres Agustina y Eduardo

por el sacrificio, apoyo y su comprensión de todos estos años.

Así mismo a mi Esposo y a mi hijo por todo su amor, por la

motivación y sus consejos.

A tí Oscar por tu paciencia, comprensión y todas las facili-

dades brindadas y la ayuda econoÍnica.

Al I. B. I. Agustin Díaz Corona y Esposa por la asesoria

técnica, apoyo, y todos sus importantes comentarios.

A todos los integrantes del Laboratorio de Microbiología

Ambiental.

A mis amigos Mario,Agustin, Chelo, Sra Josefina. En especial

al mejor de mis amigos Irving.

J

C O N T E ' N I D O

PAGINAS

DATOS PERSONALES

CARTAS DE TERMINACION DE SERVICIO SOCIAL

1 TITULO DEL PROYECTO

2 JUSTIFICACION Y NATuRALgZA DEL PROYECTO

3 IhTTRODUCCION

6 ANTECEDENTES DEL PROYECTO

7 OBJETIVOS GENERALES Y ESPECIFICOS

8 METODOLOGIA UTILIZADA

19 ACTIVIDADES REALIZADAS

20 OBJETIVOS Y METAS ALCAñZADAS

RESULTADOS 21

27 RECONENDACIONES

27 CONCLUSIONES

RESUMEN 28

29 BIBLIOCTRAFIA

1

Sólo una fi-aocitn del agua qleada por l a inchistria se jncapxa a sus procBictos o se

pierde por evapomcitn. La qyor parte del flNjo se vierte finalmen te a las corrientes

naturales de agua en forma de agua de desecho. Se ha prwtado nucha atmciEs? al tratmiento

al tratamiento de las aguas residuales indmtriales debido al progreco gwmahente

lelo de l a inckistrializacitn y la urbanizacióai ( 2 )

~a anpresa mexicana Petrocel que prochice tlimetii krefbiato (m). De sus descargas,

la que presentaba IlEQKlr pmblm era de una Cdwma rectificadora que tiene Una izmperatlJra

de mot, un @ de 2 y un alto cankmido de ácido acético ( 42, 046

rai., este -to representa e l ~ o r amtaninante ( 41 - 57% ) de los efluentes pro-

ducidos por l a inchistria de produccib de DMT, e l resto se debe a ácido f"6rmico y carpues-

toc d t i c o s harixfclicos. E l problema de la degradación anas-cbia de 1- ~ t m arc+

máticcs ha sido estudiado en e l iaboratmio y sigue siendo tcchvía objeto de estudio.

de W/i ). En gene -

Este tipo de agua resichi es i n w t e porque e l acetato puede ser reutilizado por

las bacterias m s c a s aceblásticas, pero:

- la ammtmcitn alta de DQO, - la temperaaira alta

- y e l pH kqjo

son inicialmente candiciones desfhvmables para su tratamiento. Para este efluente , se planteó un tratmiento anaembio en cmdicimes mesofflicas;

pero eran necesarias dos m-dicimes:

- bajar la IxtperatlJra del efluente

- neutraiizarlo. La yichistria determinó que kjar la ixIp3-a- hasta 350s y neutraliw m resultaba

eocp?ánica y técnicamente atractivo. Sin my si se neutrall 'zaba can SCea, su mpleo

generaría ccstcs de un millcnde dólares /año, y optar por una *te más barata tal cano

la cal, acarrea prcb1e-m~ de incniCtaCicp?es. No obsiante, todavía existía una posibilidad

enfbiar hasta 9% 6c-c. De este modo, se rechazó la apcitn del tratmiento anaerobio en m f ' i l i a . Esta s i b -

c i b suscitó e l interésdel grupo de invectigaci& de la UW-I para un tema de investiga- citn;cyyas resultados podian tener inpactos tanto a nivel básico cano wlicado. Es deck,

e l tratmiento de aguas residmies am altas concentracicnes de acetato, -o y a W.

Por l o que e l tratamiento anaerobio a Ccadlcims termofílicas presenta la OpCiCn

atractiva. ( 10 )

INTRODUCCION.

La digestión anaerobiam es un fedheno limitado a los digestmes m i o s ; en rea lidad el hcrbre u t i l i 6 las capacidades de la mimaieza para fines prapios: depración de

aguas residuales, descontanllnaciín y estabilización de cksechx sólidoc, producción de m e

tano. La mehmgénesis ocurre en sistanas nyy di-- tales cam: pantaws, sedimenim

marinos o iacusins, medios ambientes extrwnw ( ranantiales hipertenriofílicos 1, b t m

digestivcs de animalec: por ejerrpio e l rumen de loc mniantes se puede carprar cc81 un

verdadero reacbr anaerobio metanogénico.

ice reactca?es anaerobios representan un ecosistema may particular, dmde diversos

pos de bacterias catalizan la cmversick de ccnpuestm orgánicos ccnplejoc a metano y d drido carbónico de famia suiramente coardinada.

-

Se rquieren -h-es mxiicicazes básicas para tener una metamgénesis -. - anaerobiosis estricta.

- m-dicicazes redcbras ria_rrosas ( 330 rn ).

- ausencia ( o cantidades limitadas ) de aceptores minemies f M e s (suifaim,

nitmim ) que favorezcan otras vías en ccmpetencia c m la metanogénesis.

Una vez reunidas estas ccaidicicaies habrá que respetar las exigencias eSpecíficas de

cada &nip0 de bacterias involucradas: ausencia de inhibidores, cmdicimes de tmperatum

y de @, presencia de oligoelmims.

Por l o general, l a mtanog&sis ocurre entre un pH de 6.7 a 7.8 y a @ bajos, loa ácidos

grasas volátiles prducidos pueden prwocar una inhibición del fenúnem. La mehmgénesis

puede ocnnrir en rangoc de tmperatum mesofílico o temofilico. Las bacterias metam>-- génicas tenriofllicas son más activas que las mesofílicas. Pero los digestores ariaerobios

s c ~ l utilizados en general a terperaturas de operación de 3x.

Básic9nente l a degradación m i a en los digestores anaerobios prccede en tres eta - pas. Fígura. 1.

E t a p a S d e l a d e g E l d X ión mis.

La primera etapa involucra bacterias hich-óliticas femmtativas. Estas bactesias px+

ducen principaimente, a partir de la materia qánica inicial, ácicbs grascs volátiles

( AGV6 1, etanol, hidr6geno y o02. A este nivel intervienen bacterias fementativas ciási-

cas A c e M b i o ceiiuioiyticus, Clostridiun eix.

La segunda etapa es realizada por medio de un cunplejo de bacterias, llanradas bacterias

acebgénicas, productoras obligadas de hOch.ógeri0 ( W A ). Este grupo de- los AGV6 y

e l etanol en acetab, C02 e H2 , pero se necesita estar en estrecha relacih con bacterias

hiduogenofílicas, de tal form que no se acwde e l hiCtrógen0 prducido que es un inhibidor

de l a mi& acebgénica. Tal reki& de i n t e m i a para e l hidrógeno se iiam

transferencia interespecies de hOch.ógen0.

La tercera etapa está m t i t u i d a por bacterias rnelamgénicas; las d e s se pueden

dividir principalmente en dos gnipos rnetabólim;

a) Bacterias rnetanogénicas hidmgemfiiicas, las cuales utilizan el hi*- prrd-

cid0 por las e m antmiares para rechick el CD2 en CiH,. Ejienpios de estas bacterias son: hkkhmbacterium - formicicun , Methanocpirillun hunga tei

etc.

b) Bacterias rnetaogénicas acetoclásticas, las que kansffarman e l acetab en C%14 y o02 . Esta tmwfmmcih cuenta ccpl el acetab m el 70 % en la prdEciCai de metano en los

Cligesm-es.

ias metaraogénicas acetoclásticas se dividen en dos génesos: &thmosarcjna y e l género

m m w i x . F5gura. 1: Esquem de l a biodegradacicsl amemb.ia de la mteria orgánica.

ACETOGENESIS Acetab,

4

H2 I

PRlMERA ETAPA. Hidrísis - FennentaciEn. kterias hihlíticas y fementativas. (1)

TERCERA FTAPA. Metancgénesis.

Bacterias m e w c a s acetcclásticas. (4)

En 1991 se planteó a i Laboratorio de Mi&iol&a Miental e l problem del txataniento

de aguas resichiales gemmdas por la arpresa mexicana Petrocel, que produce dimeti1 teref'ta-

lato ( c M I ) ) . I h s u s d e s c a r g a s , l a ~ p r e s e s l t a b a ~ m ~ l ~ e r a l a d e u n a c o l i n n a r e c t i - ficadora que tiene una imperatuni de 8o°C, un pH de 2 y un dto cantenido de ácido acético

( 42,046 ng de nqO/l). En generril, este carpuesb representa e l nqym mtaminante ( 49 - 57% ) de los efluenks prcihicidos por l a incbtria de prcducci¿h de DMT, el resto se debe a

ácido fórmico y carpuestoc d t i c o s hamcíclicoc. El pmblenia de l a ck-gradad-ióai anaerobia

de los capestos araráticos ha sido estudiado en e l Laboratorio y sigue siendo todavía

objeto de estudio.

Este tipo de agua residual es interesmte porque el acetate pede ser reutilizado par

las k t e r i a s metanogénicas acetnclásticas, pem:

- la cmcentraciór? aita de DQO, - la impera- alta

- y el pH b j o

son inicialmente cmdicianes desfavombles para su @atmiento.

Para este efluente se planteó el @atmiento ariaerobio en cCp?dicimes m fY l i c a s pero

eran necesarias dos ccndicicnes:

- bajar la imperah del eflmite

- neutralizarlo.

ia industria determinó que War la tenpersikira hasta 3 5 O C y neutralizar no resul- eccnánicay técnicamer?te atmctiw. ( 10

Determiriar ccndiciaraes de ejxraciÓn de un reactQT UASB, alimentado m

acetab e inoculado con lodoc de origen mfílico en condiciones termofílicas.

2) se utilizb un reactor de f lu jo ascendente de mto de lodoc ( UPsB 1,

de vidrio de 1.25 L c m m a chaqueta para m k e r l o a S O C .

d i e n t e en recirnilzbcih. E l reactoT fbé operado en flujo mtjnuo asendente.

Por medio de un bafh de agua

3) Preparación del medio de cultivo.

Medio de Cuitivo para Bacterias MetanOgénicas Aetcclásticas. Se enpleo a lo iargo de todo

e l experimntn

Solucitm M i n e d 1 de Balch et a l .

Solucih Mimral 2 de Bal& et a l .

Solucicai de Vitamjnas.

Solución de Oligoelmentns.

Solución de NiCi2 ( EmgJoaknl )

Solucih de Fe2S04 * 7 5 O ( 0.5% )

Acetat0 de Sodio * 3 H20

Extrack de Levadura

Pepha de Caseha

Aguadestilada c b

40 nil.

40 Id.

10 ml.

10 ml.

10 ml.

1 nil.

11.3 g/l

1.0 g.

1.0 g

loo0 nil

Ajustar e l pH 7.0 - 7.5 c m "oo3 . Esterilizat. a una presiír? de 15 libras por un ti-

de 15 m i n u k e , e l medio de cultivo y d ó n de mangueras por las cuales se alimentaba e l

reactor.

En un p rk ip i o e l pM del medio se ajust6 entre 7.0 - 7.5, posteriormep?te descdó

hasta 6.8.

E l medio ya estéril y &io se cc87ecto a l reactar a través de m a bariba mecánica an

-eras. E l cíIL1chl de aiimntacib del medio 1.25 Udía a un TlW de un día.

PAFMBTKE iE LA DIGESI'ICN ANAEFOBIA. ( 1, 3, 10 )

Del reactor se sigui& lcs siguienks pdrnetrce de medición:

Indica un baLance fisico-qdmico a i interior del reactor en el que

intervierien principaimente los ácidos grasos vol&tiles e l CO y el N4 . i i u s ixdo en el

cuadro A.( 3 1. Equilibrio ácido&ase.

La ácidez se prochice por l a formacitk de hidm &rasos volátil& prochcidos estos a su vez

causan u m inhibicib.

2

E l pH se midió a la entrada y a la salida del iwctm c m potencibne-tro y electrodo de

vidrio. (Cole - Parmen Instnment) .

2) kidos &axe volátLLeS.

Permite &tener información relevante sobre la fonriaciír? y equilibrio ácido-base.

( mismo para la A l d i n i d a d 1.

l a tendencia del proceso es hacia la prochicci& de ácido acético, cuando

se acumia el H2 , las bacterias acid&nicas , cam respuesta de defensa tienden a tumr

l a ruta de los ácidoc butírico que genera menor cantidad, la del prapihim o a polime-

rizar los ácidos grasa volátiles que errplean a l cam reactivo. H2 Existen principaimente dos métodos, uno es por valomión por retmceso de la

m i s m nuestra qleada para medir l a Alcaiinidad. Mide la cantidad totai de kicks grasos

volátiles. Es Útil pues se ha visto que cuando AGV/alc > 0.4 hay f d o hninente. E l o.tS0

es por crunatografía de gases. M g exacto. Distingue a t d c s los ácidos grasas volátiles

es rápido aunque necesita d p i i x i ó n de la nuestra por lo que es dif ic í l de aukma-

tizarse. Es nyy ut i1 para establecer relaciones entse ácidos. Por ejerrplo prqionim/

d t i co> 1.4 o > 15 rg/l de ácido i-derico indican respieSta defensiva del cis-

ante aamiki& de ácidos grasas volátiles.

Ante una acudacih de los ácidos grasas Cagánim ( AGV ) el bicarbmato

faniiado drank Las reacciones de acidogénesis p~ecie neutralizarlos mediante e l

equilibrio ilusixado en l a Fígura 1. ( 3 )

La concentración de bicarbnab, llarrrlda Mi& l a alcaiiniad del biacrbcplato

ouando se expresa en-& puede es- apartir de lapilesiónparcial de a2en el

gas cmbiriando las ecuacionec 4 y 6 del cxliidro A:

La prepamcitm de nuestras de los &idos gmsce volátiles, se llevo ambo de la siguiente

marlera:

Se d i d ixxnmcb mies.tsas del reactor a ia atraday salida.

1.- colocar 50

2.- Adicicnar 0.5 nil de nuestra.

de Hc1 a l 50% en un m i u m ~ EpPeMz0i-f.

3.- ktrw 15 O 10 mirnrtos.

4.- Pasar el sohrenadante a o b micmt~&~ E&mdarf.

5.- Refiigrar.

6.- Leer las nniestrac en el cmnatógrafo. ( Tipo W - M4C )

. ....

3.- Aidinidad de Bicarbmain

Es un pararietro que IXS da in fomión sobre e l equilibrio á c i d o k que se da en e l

sisteBa enin los ácidos grasas volátiles y 0 generados prircipaimnte. €os bicartxnatm

que se miden en este parhtro rieutraiizan a los ácidos gases volátiles fonrados inpidi-

endo que su acurnilación abata e l pH hasta niveles que inhiben a las bactxrias mtanog&icas,

las ultinias deg&&ms del ácido acético e 5.

2

Se ha \niscado un met630 que mida la aicaiinidad de l bicarbca?ato en tierrpo real y en

las condicicazes de aperaciál del reactm.

E l mejor método parece ser e l usado par Hlwkes et al y Ebzi que Ccinsiste medir e l o02

caasprendido despues de acidificar e l medio m exceso de ácido.

Este método se puede artmatizar y realizar. en tienpo real. Se puede cmregir ccmti-

nuapnente haciendo detennimcimes en paralelo coai e l método volúmetrico oficial corregido

por Jenkis para leer bicartxonatm unicamente. ( 3

Método por Ti-trilaciál Jenkis enplea l a rekiál ácidos &rasos volátiles/ alcaiinidad

btai carp parámetro de mtrol. Sistema ccm excelente calidad Wer - 0.20 a Máximo

( 0.35 - 0.40 ), valares arriba indican una acidificaciál.

ia alcalhidad se realizó de acuerdo a los snétodos estándares para la ewminacih del

agua y aguas residuaies. Se tarrarcai ' mestras a l a entrada y a l a salida del rector.

ia prepamción de medras para ia Alcaiinidad se llevo acabo de l a siguiente manera:

1.- colocar 20 mi de nuestra en un vaso de ]mipitado o un matraz pequeño.

2.- TitiiLar an H2S04 0.1 N.

S i se tiene un pH arriba de 6 . Entaices:

3.- Bcyar e l pH a 5.75 y anotar los mililitnx gastados de H2S04.

4.- Otra vez war el pii a 4.32 y anotar 1- mililitms gastados de Hp4.

4a-TenperatUra.

ia mehmgénesis es un fenCmrn0 p puede xurrir a rargos de teqxratxt-a mesofíiiccs

o terniofílicos. Las bacterias metanog6nicas termofílicas son mác activas que las mesofilicas.

Pero los digestmes anaerobics scn utilizados en general a imperaturas de aperacicai de S O C .

Los canbics de impratma rmpen la estab.iliüad de los reackres anaenbics. Estos

cambios de temperam tienen efectos en la cin5tica de crecimienim y consumo de suctsato

CollCBlcen a la arxmilacib de los &idos grascs .cml.átiles no d e ccp7chLce a ia inhibi-

c i h de las bacterias metaiaogé9llcas hirkqgenÓtmflcas, aaxIulacuDn de H2 e inhibición de las

bacterias pmductmas obligadas de hicit&em ( Im 1, llevando a la acidifimcicai cki reao-

tar.

ia Taperatxt-a se midió a lo largo del reactor y se utilizó un tennánetro del t i p o

mmlyne.

5 . m . ( característica del fluído 1.

Desde e l pn?to de vista de la fisiolcgía micmbiana define la velocidad de carga y de

lodos.

Desde e l pmim de vista físico defhe ia carga hidraúlica ( velocidad superficial del

líquido) que cciadicicaia l a retenciípI de la biaTvasa dentro del sistema. Define ia geunetria

y tam50 del reactor. Es importante entxmces, cuntrolar ia máXima carga hiEh.ailica.

IRH. Ti- de retemi& hidraíiLiw.

Donde:

Dade:

V=Volúnen ( = ) m . Q=caudal ( = ) m / t .

3

3

t = t i e n p o ( = ) h a r a s .

E l T ñ H s e m i d i Ó delabanba mecánica yalasalidadel mtnrccnunaprobetase

6.43ICGAS.

soluciíri para la cuantificaciEn de Bi-.

,' Wl. D g

Rojo de metilo. una pisca

4iw loo0 ml

bajar el pi4 hasta 2.0 , Para que e l c02 rm se disuelva.

El sistenia ccn que se trabqjo fb6 proparcicnado par Gyyot J-P, que cmsistib en dos

botellas serológicas m tap&. Una de ellas se adicicnaba ccn la soluciín antes mimada.

Se insWód sistema a la saiiüa del reactor ccn mngwms mgr pecEIeñas. Una botella se

llenaha en su totalidad, esta se conectaba al reactor y el la otra botella vacia, se desph

zaba el gas, El volúnen desplazado se restata de la botella llena. La cuantiflcacitm nié

volínien desplazado de la soluciEn a lo largo de un tienpo.rlespues cxm una jeringa se WFX-

tabadgas enun t ü b o d e v i ~ i o ( l l e n o c c n ~ ) , s e ~ ~ i a u n a a g y j a h i p o d e r m i c a

que a l iqyectar el gas, por la otra aguja goteaba e l agw. posteriormente leer las muestra

en el am&&rafo.

-Is DE LADcxj

SoLIDoS i : 5 )

Los sólidos se refiere a l a mkria slisperdida o disuelta en agua o agua residuai . Los sólidos pueden afectar adversamente e l agva o la calidad del eflmte en diversas for-

ms.

Defyiición: Los "sólidos tatales" es e l tennirm que se aplica al materiai dejado en un

recipiente después de evapmme una miestra y ck su subwxente secado en una esma a una

hperatura dada. im sólidos totales inciqyen 1-0s "sólidos suspndídos totales" ( l a por-

ción se sólidos totales retenidos por un filtro ), y los "sólidos disueibs totales" ( ia

pcrciálquepsaatravéadeunfiitro ).

E l tipo de sostexxior del filtm, el tam%) del paro, l a porosidad, el área, la anchum

del filtro y la natui..aleza ffsica, e l tan60 de l a d c u l a , y l a cantiad de material

depcsitado & r e e l filtro, scpl los principies factares cpe afectan l a separaciópi de los

sólidos suspendidos de los disueltos.

Los *l%lidos fijos" es e l termino que se aplica a l residuo del total suspendido, o

disuelto aespués de l a ignición por un ti- específicc a una tenperaansi dada. ia pedida

de peso en ippici.Cn se Iiaman %ólidcs volátiles" . La detmnjnaciál de los sólidos fija

y volátiles no hace distinción entre l a materia cwgénica e incqánica; ya que la perdida

por igniciál 110 se d i a sólo a l a materia or&&=. Incluye perdidas debido a la descari-

posición o volatilizacaPn de aigunas d e s minerdes. üna mejor caracaterización de la m=

teria orgénica se hace con pmebs para determimr La totalidad ckl carbópi otgánim por

medio de la ckmr-da biológica de O2 y demanda química de O2 . "Sólidos sedimerrtab les" es el tmnjno aplicado ai mteriai cedimentad0 de una suspm-

s i b en un período definido, puede incluir material flotante, dependi- de la técnica.

Fuep?tes de enwry variabilidad. La taqxz-atma a la cuaí e l residuo se seca tiene

inportmte significado en los resui-, esto debido a l peso fkrdido por volatilizaciál

de La materia o.&mica, del agua mecanicamente ochida, agua de cristaiizaciál, y por las

probiciclos en e l calentamiento incluido de l a descarposición química, así, misno, por

los pesos mientQ.

-te la midxión que dependen de la impmturay tiarpo de calenta-

ice residuos secados de 1W a 1 E 0 C no tan cólo puedesi retener agua de cristalización;

sino también a@ de agua atrapadamcánicxmm%. Laperdida de o02 pesultara de la - si& de bicarbmato a Carbcnato. La perdida de inateria or&nica por volatilización es por

l o generai rriyy ligera. Debido a pie l a m i & de agua ocluida es mrgind a esta tapem-

iura, es pcca l a atemi& que se debe prestar al peso cazstante.

LOS residuos secadccj a im 2 2 0 ~ peniwán casi toda e l agua atrapxia mecánicamente.

Puede permanecer aigo de w, especialmente s i hay sulfates presentes. La mteria orgánica

puede perderse por volatilización; pero no se &?s.bruiría Oarplebmente. La perdida de COZ

resulta de la ocpnrersib de bicarbmato a -mato y los carbmatns pueden

parcialmerrte a óxidos o d e s básicas. Aigunas ?ales de cloruros y nitratos pueden perderse

En general, las miestras secadas y empczmh a 180°C procbicenvaiorespara Sólidos sol+

bles tan cercanos a aquellos obtenidos a tmv& de la swm de especies minerales determina

das indivicbhente que las de los valores de los Sólidos solubles secados a un peso cam-

tante en un ti- razonable.

-

~tención y presenmcióp? de m-es&. Usar botellas de plástico y de vidrio resistente, de tal form que e l material en sus-

pensi& 110 se &era a las paredes. Se deba empezar los análisis tan poco cano sea posible

debido a l o inprktico de presenmr las mestme. Las mestras refkigemdas a 4 O C antes del

análisis pennite que se minimice l a desoorposicib microbiana.

sólidos suspendi 'h Totales ( SST ), Fijos ( S F ) y VoGtileS ( scV_- ( 5 )

DismsiÓn general: Este método es aplicable para l a deteminacióp? de sólidos totales

y sus fl-accicnes volátiles y f i j as en mestras sólidas y sanisólidas cano sedimentos de rios y iagos, lodos sqarada de aguas y de procesos de tratamientos de aguas residuaies,

así cam plastas de lodos separadcs; ya sea por f i l tracih a i vacío, mtrifbgaci& u

o m procesoc de deshictrataci&.

interkemias: La determinaCi& de los Sólidos totales y volátiles en estos mteria-

les estan sujetos a errores negativos debido a la perdida de carkcmato de &o y mteria

argánica volátil durante e l secado. Aunque esto es cierto para las aguas residuals, e l

efecto tiermde a ser n$s pmnmciacio m sedimentos, y especialmente am lodos y plastas

delodos.Lamasadelamateria~carecuperrda I delodoysedimentorequierendeun

tienpo rrás Largo de ignición que e l especificado para las aguas residuaies, ef'iuentes, o

aguasm- . iiqy que obsenmr m cuidado e l tiempo y tenperaauTl de ignición para

controlar l a perdida de d e s inorganicas voláti:Les. Hacer todas las pesadas rápidamente

por que las miestsas kaniedas tierxknaperderi=sopar evapraciíri. Eespués del secado o

ignición los resichrca fkcuent4men-k scgl muy kiigroscópicos y abcxben rápidaniente hunedad

del aire.

Esta técnica nie modificada; pero sigui& los principios reccmendados en los I W -

todict;estandaresparalaexamiriaCi~deaguayysresichialestt, esdecir, envezde

filtrar ias nuestras semisólidas ( ~odos ), se centriftgaban ccn el fin de eliminar por

esta f m las partículas disueltas en ellas.

- Cápsulas de p o r c e h de 90 mn de diámetr0.

-Miflaparaaperara550 - 5OoC.

- Baño de agua.

- Centrifhgi.

- Desecador provisto con un desecante que indique par medio de un canhi0 de colar l a ccpicm

+

tración de t9medad.

- &.tufa de secado para operar de 1cU a 105OC.

- Balanza d i t i m , capaz de pesar 0.i nlg.

1.- arar 2.- Centririie;ar 20 mi de lcdcs chrrante 15 mynitos a las m & b s m l u c i c n e G par mllnrto.

capsulas de porcelana a peso constante.

3.- Decantar los lodos y pcpler los sólidos enlac cápsuias de parcelana. Pesar las cápwiias

cm los lodos.

4.- hapmar ei exoeso de agua can un baño de agua o en una parrilla eléctrica.

5.- Pam- en la esixfa las cápsulas auna tenperem de 103 a 105OC durante unahora,

erdYiarlas en el desecador, pesarias y repetir e l ciclo de secado y enfkiacb hasta

obtener el peso constante o a i rnenzs hastaq.~ hayauna diferencia de 0 . 5 ~ entre las

pesadas sucesivas.

Sólidos suspendidos Fijos ( SSF' y %pr& volátiles ( ssv 1. ( 5 )

Se emplea el mism que para los SST más, en caso necesario un mechero.

. PROCEDIMIENID.

Después de heb€?r hecho los SST. + 8.- Colocar las mestras en laNfla a 560 - 3IoC e incinerar por una hcori. ( Si el residuo

mtiene &randec cantidades de rrateria orgánica, primem incinerar en un mechero de gas

y bajo una carpam en la presencia de & adecuado para may)res perdidas debido a lac condicimes de reducciCn y evitar los olares en el Laboratorio ).

9.- Enfsniar en un desecador para balancear la téqxmlma y pesar.

calcülos:

% de Solidos Suqmdidcs Totales ( SST )

= ( ( A - B ) * l O O ) / ( C - B )

% de sólidos suspendidos VolátLLes ( SSV 1 = ( ( A - D ) * l O O ) / ( A - B )

5% de sólidos suspesadidos Fi jos ( :SSF )

= ( ( D - B ) +lOO)/( A - B )

A = peso del res ib seco. + E de la Cápsuia.

B = p e s o d e l a c á p s u l a , ~ g .

C = peso de la mesira limeda + q; de la cápsula.

D = peso del residuo + nlg de la c&mia después de la ignición.

._-

ACTIVIDADES REALIZADAS.

Se operó un reactor durante 90 días, se alimentó con un

medio síntetico que contenia Acetato de Sodio ( 3 H O ) 11.3 2

g/1.

A C T I V I D A D. M E S

lo. - Aprendizaje de técnicas a emplear a lo largo del Servicio Social.

- caracterización de l o d o s anaerobios.

- Preparación del reactor a utilizar. - Adaptación y arranque del reac:tor en termofília.

- Operación y Caracterización eri termofília.

lo. , 2do.

2do. y 31-0.

3rO.

3ro. a 6to.

~daptar iodos m f í l i c o s a termofilia (%OC ), utilizando un reactor anaerobio

de flujo ascendente de mto de lodos .

Deteminar Ccaidicim de operacih de un reactor W, alimentado cc~l acetat0

einoculado can lodos de origen m f í l i c o en amdicionec termofílicas.

- wi& de un reactor W, apleando iodos anaembics mfílicos, aiimen-

tad- can acetato de scdio.

- ccsitrol de la eficieslcia del reactor par l a medicib de lcs parámetxw:

T a n p e r a h , pH, Tiempo de retención hidráulico ( TR-I y AlcaliniQd.

- Daninar las -t&nicas de preparac:iicfi de nuestras:

i) para e l análisis de lodos.

ii) de ácidos grasas volátiles y biogas para e l análisis en el c r w m w o .

- S i s k t i m c i & de l a técnica para l a instalación, puesta en marcha y aperst

ción de un reactor W tenriofílico de Labaratario.

R E S U L T A D O S -

RESULTADOS

De acuerdo a los parámetroS de medición ( Tarperat~~ra, pH, ti- de rekih hidi-aúlico

(m), aiacai.inidad ylastecnicasparalapreparacilridemestmsparaeldisisde

lodos, ácidos grasas volátiles y biogas. W si? efeclmrfn a l o largo de 80 días a un mh

~ ( U p f l a w ~ i c S l u d g e B l a n k e t ) . ~ ) f i l i c o d e ~ t o r i o queseinstaloyfb

p u e s t o ~ ~ Y a p e r a d o .

Se establece con este Senncio Social un marmal cpe reune las técnicas enpieacias y los

parthem de medición realizados a un reactor amerubio termofilico, con lodos de origen meso-

f í l ico a ccndicicmes termofílicas.

ice resultacks cbtenirh de los paráme- de medicián miarados se naiest;ran en ia

Tabla de resultados del Reactor.

ias gráficas que se rmestran a ccntinuación matra el CarpOrtaIni ‘enb de un reactor -io

de flqjo asmxiente de mto de lodos en termofilia. Deqmes de un tienpo de aperacib de 80

días a S O C , utilizando cano mico swtrab acetat0 de sodio.

La gráfica de pH, indica un balanoe f í s i q í f i c o en e l interior del reach, en e l que

intervienen primipalmente los ácidos &rasos volátiles.

E l valor de pH I& alto a l a entrada fLie de 8.02 y e l valor más alto a l a salida 8.29

en estas ccndiciones se ajustaba e l pH a 7.0 mi was gotas de HC1 . Una vez reunidas las ccndiciazes de operacitn habra que respetar las exigencias especificas

de cada &nip0 de bacterias irnrolucradas, ausencia de inhibidores, ccndicianes de tenperaaira

y de pH, m i a de ologoelemenbs. La me’tamghsis ocxure entre un pH de 6.7 a 7.8 y a pH

bqjos, los ácidos &rasos volátiles pueden prwocar una inhibición del fenanem. ( I )

De la tabla de resultach del mkr, se observa que no se M e r & -lemas de acidez e

inhibicih. Se mtuw mtrdado este parámetr0. Ai igual cca~ la tenpera.hna no se presen-

tar& pxblemas, ya que se €?llcumtra denh de los rangos aceptables para la metanogénes is.

( ver gráfica de T e n p e r a h 1. C m respecto a l Ti- de Retencih HidraÚlica( ‘IRH ), el carportami ‘entode seobserva

que fbe cxmtante durante 10s primems 33 dias, presentam% variaciones en loc dias subsecuentes

(VergráficadeTRH)).

w

. . . . -. - . - ..--I*I A ^ - - ___--_---.-----

GRAFICA DE pH

9

8

7

6

5

P 4

3

2

1

0 0 10 20 30 40

Tiempo (días)

50 60 70

Y

54.5

54

53.5

53

523

52

51.5

51

50.5

50 O

GRAFiCA TEMPERATURA

20

70

60

50

40

30

20

10

O O

GRAFICA TRH

10 20 30 40

TEMPO (diu)

50 60 70 80

7000

m

3MM

m

1000

O

GRAFICA DE ALCAUNIDAD

O 10 20 30

RECOMENDACIONES

Para evitar qw ocurra una irihibicib en e l sistema es -io, tener e l ccnb-01 adema&

de los -tms de medición: T a p e r a m , pH, TRH, y alacalinidad.

CONCLUSIONES

E l flnacicriamiento ccarectode un reactcon ariaeribio, depende del equilibrio carplejo que

se establece en& los diversos grupcs microbianos en relaciír? ccn los parhtms de opera-

ción. Cano parámetm de ccntml del proceso, e l hi- aparece cano un factor inportante

p a r ~ s u a r x i c a i s e u b i c a a l n i v e l d e l a s ~ ~ t a p a s d e l a ~ t i í r ? a n a e r o b i a . ( 1 )

Las bacterias anaerobias ccai my semibles a las cmdicicmes fisiccquimicas de su medio

d i e n t e ( pH, Taperatma ) y a &ios en la Ccrrposiciofi del medio ( sustamias Wcas,

perdida de nutrienixs ), cuaiquier aibmcih en el medio d i e n t e originara un desecpilihrio

en e l sistem cqya m t a de adaptad& puede ser tan lenta que 110 se man- l a actividad

biológica del reactor o se llegue incluso al pam toiai. ( 3 1.

-:- w0RIX;xE PAofxx>.

l4mRmEk 8422i6473.

LlmaAmkIpI(ByIFzEIA lacqmnm IrammnL. ~ M . a i C . c 6 a R wrii#N m. F W M E i V k * * A M p w G ? x H i E u w S ~ J i J E C E A ~ ~ W ,

PNuvIIñAcRRUAsE). R E S U M E N

enpresa mexicam Petmcei qw pmckce dimetil tereftalato ( ib?” 1. i)e sus &sxrgas

la que presenta myor problema era de una colurna rectificadora cpe tiene u m de 8o°C, un @i de 2 y un alto contenido de ácido acético ( 42,W ng de W/L 1. este am+

pesb es el myor contmimnte ( 44.5% ) de ics efimks prochicidos por esta industria.

Este tipo de aguaresiduai es irrpartante por que e l acetatopude ser reutilizado por las

bacterias mebnogénicas acetoclásticas, pero sus ccindicimes scn desfavorables para su

tratamiento. Se rechazó l a opcicpl del tratamienb anaembio en mesofilia.

En algunas idustrias es dif ic i l enfk-iar e l e f l m t e a impenitma d i en t e pero es

factible war la temperatma hasta 5 5 O C . Por lo que el tratamierrto a ccndicicnes

fílicas presenta l a opción airactiva.

En este Proyecto se partió de un lodo mesof‘ílico maembio con el- se inoculó un

-tor UAEIB (üp flcw m b i c sludge blanked). E l incremento de la impemha fbe en

un solo paso de 37 a 55OC. E l medio de alimentaciQ fbe un medio modificado de Bald y cum

sustrato contenia acetato de sodio 11.3 g/l ccm un ?ñH de 24 h.

ios me y d i s i s apliCdOs ( Ph hWm*, TÑI, aldinidad, aralisis de

lodos, ácidos grasoc volátiles y bicgas ), a un reactor W.

Se establece am este servicio social un d que contiene las técnicas enpleadas

para el esixdio de lodos mesofilicos a condiciones termofilicas en un reactor W.

( 1 ) Gyyot J P, "Introchiccim a l a microbiologia de los diges- amembid .Memorias

del cu~so: Biaproceos anaerobios para e l tratamiento de aguas residcales

inchistriaies. uAMI/CRSt'WW. ( 1992 1.

( 2 ) Fair M G, Geyer C J and olnni A D, "Ingeniería sanitaria y de Aguas Residualed! Vol. 4

hp. 37. ( 1992 ).

( 4 ) Turk A, Turk J and Whites T J, Ecolo%y Pollutim Erwi-tIt". Edit Interamercana

united States of America. 130-131 page.

( 5 ) psha - A m - Wpof. "Stat&& IVIethod~ for the eWniinati~n O f Urater and Wastewater. 17 t h e

Edition, Amesican Public Health Associatim. bshbgtm D.C. ( 1989 ).

( 6 ) saiudt J E and Ahrig B K, Wcetate and hydrogen mtabolisn in intact and desintegrated

gt.arniles fk.an and acetate - fed %A, UASB reactm. Appl Milicrobiol and Biotcechml.

( 7 ) Zinder H S, "CcPnrersim of acetic acid to methane by 'iñermofiles" . Advances in Water

Pollution Ccmtml Anaerobic Digestdm. 5 th. In te rnat id SyrrpoCiLni on Anarobic

Digestim.

(8 Zinder H S, Wmvemica? of acetic acid to methane by t h m h i l e s l FEE Microbiol. 75:

125 - 138.

( 9 ) (hyot J P, and Fbndrez F. 'Whibition of the anaerobic acetate degradation by formatett.

Bioteclnol Letters. Vol 11 No 5. 365 - 368.