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JNO~IBRE: &ía Tereea Yocter.uma vbequez. . . ...

TELEFONO: 587 "44 '.93 . . . . ..

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MATRICULA: 8332262i.

CLAVE:

. . /CARRERA: .~

. , TRINXSTRE: 87-1. ... . .

. * HORAS A LA SEEANA: 20.~ho

LUGAR DONDE SE REALIZAR nst ituto Mexicano de l Petr6leo. Divisi6n de Agrobioquimica. Subdirección de Refinación y Petroqidmi - ca. :Departamento de Biotecnologia y Bioinge

' nieria.

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JFECHA DE TPEHMII

PUESTO Y ADSC e Biotecnologfa y

ingenieria, .Subdirección de Ref inación y Pe- Agrobioquimica .del- -

TITULO DEL FE tabi l idad B io l j g i ca de l o

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k

ESTUDIO DE TRAPABILIDAD B IOMMICA 'DE LOS BFLüENTES DEL OOMPLBJO' PETROQUIMICO "MORELOS"

Justificación y naturaleza poyecto.

El presente servicio social tiene como fin-lided apoyar los estudios que se realixm en el Instituto Mexicano del Petróleo -- por el gmpo de trabajo del Departamento de Biotecnologia y Bioin - genierie, sobre tratamientos biol6~icos en aguas residuales de la industria petroouimica.

Tales estudios contribuyen a un proyecto de investigación a- plicada, ya que se pretende establecer técnica y económicamente el sistema óptimo de Tratabilidad Biológica de los efluerites del Com- plejo Petroquimico "Morelos",de tal forma que las aguas residuales trstadas en ese sistema cumplan con las diferentes disposiciones y parárneti.0~ definidos en:

-Ley Federal de Protección al Ambiente. -Reglamento para la Prevención y Oontrol de la Contamina - ción de &pas.

-Ley Orgánica de la Administración Pública Federal. -Reglamento Interior de la SEDUE.

De esta manera, l o s efluentes podrán incorporarse a los cuer- pos receptores naturales como rfos, iagoe, eta., ein causar daflos- a l medio ambiente por la presencia de compuestos tóxicos.

Para la realización del presente proyecto egnecesaria la par - ticipación interdisciplinaria de profesionistas pertenecientes a - las &ea8 de Bioiogia, licrobiologia, Ingenieria Bioqdmica, Inge- nieria Ambiental, etc.,quienes colaborarán en las diferentes eta-- pas que comprende .dicha investigación.

\ \

introducciórr g antecedentes.

Paralelamente al desarrollo de ia industria a través de los a ños, han aumentado gradualmente l o s problemas de 1~ contaminación- ambiental; al grado de teher que desarrollarse tecnologías especia les para diminuirlos.

- -

La contaminacián ambiental involucra el aire, la tierra y ei- agua; en el presente proyecto se estudiará uno ,%e los métodos dedi cados a disminuir la contaminación del agua, ya que ésta ha causa- do problemas desde tiempos muy remotos. Fu6 en l~ época del Impe- rio Romano cuando por primera vez se not6 y Be trató de resolver- este tipo de problema; presentado p o r la contaminación oue provocan l a s aguas de desecho de las casas habitación. Muchos sie;los des-- pues alemanes e ingleses contribuyeron al avance en este campo, -- creando por el año de 1840 los primeros principios fundamenteles - que gobiernan el flujo de las aguas de desecho: de dichos princi-- pi08 algunos 5e encuentran en vigor actualmente.

-

De l o s primeros trabajos que se tiene conocimíento, el más im - portante, es el del Sir Edwin Chadwich, quien fue el principei vo- cero de la revista "Reporte de los Malos Comisarios de la Ley", a- si como también miembro de una investigacián dentro de l a s condi-- clones sanitarias de la población laborista de la Gran Bretaña. - Paralelamente a los trabajos de Edwin, en los Estados Unidos, Je-- muel Shattuck de Boston y el Dr. Stephen Smith de Nueva York, rea- li%aban sus trabajos; el primero fue el principal autor del docu-- mento: "Reporta de la comisión sanitaria de Massachusptts-' en el - a ño de 1850, creando posteriormente,en el año de 1869, el Consejo de Salud del Estado de Massachusetts.

I La siguiente tabla muestra los diferentes procesos desarrolla dos para el tratamiento de aguas de desecho, a través de la histo- ria.

-

DESARROLLOS HISTOXICOS Ell YSOCESOS DE TRATAXIEdYTOS DE AGUAS D8 DE- SECHO.

O

FECHA Sin fecha

DESARROLLO Irrigación con aguas de desecho en Atenas.

1550 1700 1762 1860

1868

1870

1876 1882

1887

1887

1889

1891 1898 1906 1908

1911 1912

1914

1916

1925

a irrigación con aguas de desecho en Alemania. irrigación con aguas de desecho en Inglaterra. Precipitación química de aguas de desecho. Primeros experimentos en microbiología de digestión de lodos en 1np;latem-a. Primeros experimentos en filtración intermitentes- de aguas de desecho, en Inglaterra. Primeros experimentos en filtración intermitente - con filtros de arena, en Inglaterra. Primeras fosas sépticas, en Estados Unidos. Primeros experimentos de aereación de aguas sucias, en Inglaterra. Estación de experimentación Laurenoe, establecida- por el Consejo de Salud del Estado de Massachusetts para el estudio de las aguas de desecho. Primera planta de tratamiento con precipitación qut - mica, en Estados Unidos. Filtración en camas de contacto en la estación de- experimentacián de Laurence, en Massachusetts. Disgestih de lodos eb lagunas, en Alemania. Rosiadores rotatorios para filtros de goteo. Ciorinación de aguas de desecho, en Estados Unidos.

teo, en Estados Unidos.

Aereación de aguas de desecho cloradas en tanques, ,

en Estados Unidos. Experimentación por Anden y Locket, que condujo al desarrollo del proceso de lodos activados. Primera planta municipal de tratamiento de agua5 - de desecho, con el proceso de lodoe activados, en- Estados Unidos. Aereador de contaceo, COnStniidO por Buswell, en - Estados Unidos.

Primera instalaci6n municipal de M filtro por go- t,

Separación de lodos digeridos, en Estados Unidos. \

4-

-

\ \

con ei fin de aliviar un poco la contaminación de las aguas, se han creado los procesos de tratamiento biológico, dentro de - l o s cuales encontramos que el Reactor Biológico es el corazón de dichos proceeos, pues es en ellos donde se llevan a cabo las reac cienes de oxidai;ón que es be parte primordial de estos sistemas, la cual realizan los microorgapismas, en la que se convierten los comnuestos orgánicos solubles en agua, en coapuestos orgállicos in - solubles en agua, para ser eliminados por diferentes métodos.

-

La selección y diseño del -tipo apropimio de reactor para un- proceso dado, depende de las características y del uso que se le- vaya a dar al efluente deseado, lo cual involucra el tipo ge mi-- croorganismos utilizados para realizar la degradación de l o s mate - riales de desecho, cinética del creuimiento de estos microorganis - nos, control de las características ambientales, como la temneratura, materi;les de construcción y uno de los aspectos de mayor - inportancia que son los costos.í2)

La eiiminiación efectiva de contaminantes por microorganismos depende de la facilidad que tengan estos para absorber y metaboli zar los contaminantes, del crecimiento dinámico del cultivo, tiem PO de contacto entre microorganismos, Contaminantes y condiciones ambientales, incluyendo a la temperatura, disponibilidad de nu-- trientes y &#gimen de mezclado.(2)

-

Para obtener un buen proceso en el tratamiento biológico, se

hace impresckndible llevar a cabo estudios de caracterización de- los residuos líquidos en el laboratorio, posteriormente realizar- trabajos de tratabilidad de los mismos. Estos estudios de tratabilidad deben de conducirse en plantas a escala en el laboratorio, seleccionando con el mejor criterio y experiencia, aquellos méto- dos que pueden ofrecer el mejor resultado

Dos de los principales procesos de tratabilidad biológica -- son los lodos activados y las lagunas de aeraacián, l os cialee se describen brevemente a continuaci6n.

Lodoe Activados.

Este proceso fud desarrollado en Inglaterra en - 1914 por Ander y Locket y se origin6 de observaciones hechas a lo largo del tiempo, cuando ~ R S aeuas industriales y domésticas eran aereadas por períodos de tiempo prolongados, el contenido de mate - ria orgánica era reducido y al mismo tiempo un lodo espeso se for - maba. (1)

Xxámenes microscópicos de esCos lodos revelaron aue estaban - formadoe por una población heterogbnea de microorganismos, los cua - les cambiaban continuamente en naturaleza y en respuesta a la va- riación en la composición de las aguas residuales y las coniicio- nes ambientales. Los microorganismos presentes son uniceiuiares- como las bacterias, algunos hongos, algas, protozoarios y rotife- ros. De todos estos, las bacterias son posiblemente las más im--

nortantes, utilieandose posteriormente en todos los tipos de tra- tamirnto biológico. (1)

El nombre del proceso se debe a que en él se involucra l a - producción de una masa activa d" microorganismos capaces de esta- bilizar el agua de desecho. Con el correr del tiempo se han crea - do nuevas versiones del modelo original, sin embargo todas son -- fundamentalmente similares. (2)

o &,as lodoe activados 6on un cultivo enriquecido microbiol6gi- camente y en el cual se desarrolla un sistema ecolbgico muy exten sivo; en dicho sistema los microorganismos coexisten y compiten - por el metabolismo de us nutrientes existentes en el agua de desecho. Existen, sin embargo, condiciones restrictivas severas que tienden a favorecer el establecimiento de una flora dinámicamente bzlanceada.

- \

Los microorganismos existentes en este proceso, utilizan ia- mayor parte del material disuelto y suspendido presente en el agua de desecho como su fuente de alimentacibn, reiuirieado además ox< - p n o o aire pare. l levaf F cabo sus funciones metabblicas, debido- a cue en su mayoría 802 aeróbicos.

31 proceso de lodos activados se ha consiiierndo como el proce -

so bioldgico hiBs confiable y versátil para el trptamiento de aguas de desecho de plantas induetrieies. oste nroceso normalmente se- realiza en dos etapas: una etapa de aereación en la cual se reaii &a el metabolismo de las bacterias en presencia de oxígeno o aire, seguido uor una etapa de separiición s6lido-liquid0, en donde el - a gua de desperdicio tratada se separa de la masa celular formada;- recirculando parte de ésta al tanque de aereacibn. Durante el -- proceso, parte de la materia orghica del desecho se convierte en nuevos microorganismo8 y la otra parte se oxida formando otros pro ductos como bióxido de carbono.

-

- Las condiciones ambiah88Pes pueden ser controladas regulando

el pH, la temperature, los nutrientes, la adición o extracción de oxfeeno y un mezclado adecuado; otro parámetro muy importante es- el tiemno de retencidn de los microorganismos dentro del sistema, este periodo denende dc la velocidad de crecimiento, l a cual est4 estrechamente relacionada con la velocidad con que ellos metaboli zan o utilizan el desecho orgánico.

-

I

Lagunas de Aereacibn. Las lagunas aeresdas son una alternativa de-

tratamiento biológico, en las cuales se pone en contacto el agua-

de dehcho con microorganistnos para que estos degraden la materia orghica y se reproduzcan. El oxígeno necesario para que los microorganismo~ cumplan sus funciones se suministra por medio de ae - readores mecánicos o por medio de difusores de aire, sirviendo a- dernáa p e a proporcionar el nivel de turbulencia necesario para%- mantener los sólid0s en suspenai6n.

.

Exi3ten dos tipos de lagunas aereadas: Las lagunas aeróbi-- cas en las cuales se mantiene oxígeno disuelto en todos los Dun-- tos del depósito y l a s lagunas aeróbicas-anaeróbicas o lagunw fa - cultativas, en las cuales el oxígeno se mantiene únicamenie en las capas superiores del lfauido en la 'fosa. (1)

En las lagunas aeróbicas todos los sólidos se mantienen en - suspensi6n y el sistema es muy semejante a un sistema de lodos-ac - tivados pero sin recirculacibn, a d la concentración de sólidos o

1

suspendidos en e l e f luente es i gua l a l a concentración en l a base de aereación. Las lagunas aeróbicas pueden fáci lmente s e r modif i - cadas a un proceso de lodos activados.

En l a s lagunas facu l ta t i vas una porción de lodoe suspendidos se sedimenta en e l fondo de l a laguna donde sufre una descomposi- c i ón anaeróbica pa rc i a l y o t ra porción es oxidada en la? capas su - per i o r es d e l l iqu ido . Esta sedimentación se debe a que e l n i ve l - de turbulencia es insu f i c i en t e para mnntener los só l idos suspendi - dos.

Debido a l a a c m i a c i ó n constante de lodos en e l fondo de l a laguna se hace necesar io el iminar éstos en periodos que fluctuan- a lrededor de los d i e z años; l a s iguiente figura muestra un esque- ma de estas lagunas.

a limen*ación e f luente -\.&*u&i+Tu Lagunas con mezclado completo

a i imen tac ión e f luente .____o P

Laguna f a c a t a t i v a

Fig. 1 Tipos pr inc ipa les de Lagunae de Aereación.

Objetivos.

-Cumplir con ,los parámetros particulares de descarga de residuos liquidos generados en el C.P.Q. "More-- los", fijados por las instituciones mencionadas con anterioridad en l a parte inicial de este trabajo, a fin de prevenir la contaminación ambiental.

-Definir parámetros básicos de diseño del sistema de tratamiento biológico, para les aguas reeiduales de ese centro de trabajo.

Metodologia 9; Programa - de Trabajo.

El presente estudio consta de 5 etapas: 1) Acondicionamiento de l as aguas representativas de cada corrien -

te que ser4 sometida a tratamiento biolbgico.

Elaboración de una muestra semisint4tica que reoresente el tc+ tai. de las corrientes mezcladas wn la Laguna de iguaiacibn.

2 )

3) Caracterizaci6n fisicoqufmica del agua semisint4tica emple-3 do l o s métodos de la AYIWA-@HA y WPOF. (4)

Aclimatacidn microbiana a la mu B3 tra semisintética en sistema intermitente.

Biodegradabilidad en sistema continuooa diferentes gastos.

4 )

\

5) 6) Cdlculo de parbetros cinéticos.

7) Requisitos de nutrimentos.

.

1.- Acondicionamiento de las "corrientesns que lo requieran.

1.1 Neutralización de Acetaidehído. El agua ácida de acetaldehído deberá neutralizarse adikonan-

do sgua proveniente de l a torre de oxidación de sulfuros, en este caso se tomará del sistema de tratamiento primario de1C.P.Q. "LE Cangrejera". El pH que se busca para lograr un buen desarrollo - microbiano es de 6.0 a 8.0.

i

Procedimientd : En agitación continua, será adicionada la sosa oxidada sobre

el agua &ida y un potenciómetro determinará el pH continuamente; 1s adición se suspenderá curndo se alcance pii 3 721.

agitador

I neutralizante

potenciómetro agua ácida -

En caso &e no contar con 1a.s sosas oxidadas, l a neutraliza - ción se realizará con NaOH fresco al 56.

1.2 Tratamiento de aguas aceitosas. Las bases de diseño del C.P.Q. "idorelos" indican que el agua

aceitosa en la primera etapa operativa después de la separaci6n de te debe tener una concentración de 20 ppm del mismo.

1

Procedimientos I

la muestra hasta l a obtención de las fases ecuosa,g orgánica. I I

1 La separación de aceite se llevará a cabo mediante reposo de La

separación se hará por decantación. Después de un análisis &e -- grasas y aceites a la muestra se procederá a una separación más - necesaria de aceite para obtener la concentración deseada.

, 4-

fina(extr&ción con solvente) o bien t i la adicidn de la cantided- I

I

La muestra será tbmada del tanqua de apagado de la planta de Etileno en el C.P.Q. **La C a p e jera'l. I

2.- Blaboración da1 agua semieint4tica. Se llevó a cabo una reunión de trabajo e% la ge

rencia de Ingenieria y construcción de la Subdirección de Transfor - -

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mación Industkiai de PGMEX entre el personal de ia.misma y de ia- División de Agrobioqufmica del IMP. En dicha reunión se definie- ron las corrientes que ser& muestreadas para elaborar un efluente semisintético cuyas caracteristicas sean semejantes ai agua que - llegue al sistema de tratamiento secundario (biológico) del C.P.Q. "worelos", ya que éste aun no se encuentra en funciones, por io - tanto no se disnonen de muestras reales. El efluente elaborado - con las diferentes muestras será el objeto del nresente estudio.(5)

Las corriente9 que ser& sometidas a tratamiento biológico se ilustran en el Diagrama 1; se& acuerdo entre PEMEX y el IMP, el agua en estudio Eerá prenarada de la siguiente manera:

a) Agua 6ciie. de aoetaldehído. Ser4 elaborada sintéticamente se& bases del diseno:

acetaldehído 3.37g. 4c. acético 1.60g. agua cruda 98.03g.

El [email protected] eleborada deber& contcncr 12,030 mg/lt. de Dememda - Bioquimica de Oxiseno. -

~ g u ~ aceitosa. Se tomará Pi9 muestra de agua aceitosa del tanque de apagado de planta de Etileno 11 del C.P;Q. "La Cangrtjera". B Efluente quirnico de l a planta de Oxido de Etileno, muestyeada el C.P.Q. "La Cangrejera".

Aguas negras. Se muestrearán en el drenaje del I!@. Las proporciones de las

c

corrientease indican en l a tabla 1 en base a los flujos. (datos- proporcionados p o r la Gerencia de Ingenieria y Construccidn de -- PEMEX) .

DIAGRAMA L

2.1 Corrientes que ser& 'sometidas a tratamiento biológico.

TORRE OXIDADORA sosa DE SULFUROS gastada oxidada

LAGUNA DE IGUALA 2

ACETALD3HIDO agua ácida t t

3 TANQUE DE APAGADO I PLANTA ETILENO

- OXIDO DE ETILEN DRENAJE QUIMICO

9

4' AGUAS NEGRAS , .

1 muestreada en "La Cangrejera. 2 preparada sinteticamente. 3 muestra aceitosa diluida . 4 niuestraada en el IW.

4 1 I !

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\

TABLA 1

2.2 í!omposición de l agua a tratar biol6gicamente.

CORRIh-TE

~ g u a ácida de acetaldehido

1

Acetaldehído

hc. acético

Agua aceitosa

Aceite degrada - do

2

Químico de O xido de Eti=

3 leno.

Glicoles

Aldehídos

N2°

'2"3

Aguas negras

3,364'

14 , 545 *

20

1,620

480

1 , O80 20

-

FLUJO (G.P.N. )

. 165. 7.05%

2,000 ( 8 5.4?$)

;3 EN LA MEZCLA INAL

333

1025

17

69

20

46

I

*Después de l a neutra l izac ih , ver diagrama 1. -

3.- Parúmetfoa a determinar para la c~tracterizacidn fisicoquid- ca del agua eemieint6tica.

PARAMETRO

Temperatura PH Turbide e

SST S DT UQO DBO Nitrógeno total Nitrógeno amo-- niacal Pos fatoc Cloruros Sulfuros Cromo+6 y +3,

Aloalinidad Sulf atos Grasas y ac%tes Conductividad Oxfgeno disuelto

DIMENSIONES

OC

adimensionai NTU m&lt

I1

I*

I1

n

19

I1

n

I,

14

' .

Voiúmen total reQUerid0: 6175 m i .

VOLUMEN REQUERIDO (mi)

1J30 25 100 100 100

50 100 3 1000 400

50 50 50

1000 100

53 1000

50

50

4.- Aclimataci6n microbiana a la muestra semisint4tica.

Para la biodegradaci6n de los compuestos orgánicos del agua- semisintética a8 utilizará & cultivo mixto de microorganismos -- con capacidad para degradar hidrocarburos y derivados; éstos se-- r&n previamente adaptados a l efluente en estudio: m.

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a) inocuiacidn del cultivo mixto en un bio-reactor aereado, conteniendo únicamente medio de cultivo con acetaldehfdo y ác. a- cético en concentraciones muy pequeñas (20ppm).

b) Una vez desarrollados los microorganisms, el medio ser4 cambiado, introduciendo u. determinado porcentaje del agua semi-- sintética.

c) La proporci6n del agua semisintética se ir4 aumentando en tanto que el medio de cultivo se disminuirá, conforme 38 obnerve- desarrollo microbiano; al final se tendrán los microorganismos a- daptados a un 100% de agua semisintética.

5.- Biodegradabilidad en Sistema Continuo.

r& a la obtención de los parámetros cinéticos, io3 cueles serán - utilizados para obtener la información básica para el dimensionamiento de reactores biológicos en l a olanta de tratamiento secundario; permitiendonos conocer como consecuencia la velocidad a la cual los microorganismos degradan l o s desechos en cuestibn.

Una vez adaptados l o s microorganismos al"efluente'p, se procede -

El presente estudio será realizado en un bio-reactor de siete ma continuo (en cuanto al flujo hidráulico), a escala de laborato - ria y que$onata de cuatro cámaras de distinto volúmen cada una,- operando en paralelo como se ilustra en l a figura 2.

\

6.- Cdlculo de parbetroe cidticos. f

Los datos experimentales que serh obeenidos en este experimen - p e a el cálculo de los parámetros cinéticos y son -.r to servirán

los siguientes:

1) So = DBO del agua semisintética que entra al tratamiento 5 biológico (41).

2 )

3)

Se = DBO

X r a = t 3 de sólidos suspendidos volátiles en el reactor con del agua en proceao biológico a tiempo t. 5

el sistema ya estable (mg/l) e.

4 ) F = Flujo (l/d<a).

5) = Tiempo de residencia (días).

*. .

\ . Figura '2. . Bio-reactor en sistema continuo.

\ I

6)

7 )

8)

R r s Vélocidad de consumo de oxígeno (mg 02/lts.min)

v = Voiúmen de operación (its)

T = Temperatura del inflaente ai biodreactor, como del licor mezclado.

Los parámetros cindticoe que ser& determinados en base a -- l o s resultados experimentales Eon los siguientes:

1)

2) a = Coeficiente de generación de células o de crecimiento - K = Coeficiente de velocidad de remoción del sustrato (día-1)

(ma SSVLM/mg D1305 removido).

na (mg SSVLM oxidada/masa degradada remanente.dfa). 3) b a Coeficiente de decaimiento o tasa de respiración endOge -

4 ) a' = Coeficiente de utilización de oxieeno para oxidación - del sustrato (a1 ) , (mg 02/mg DB05 r-n.ovido).

5)

6)

7 )

lar bl = Tasa de consumo de oxígeno para la autooxidación celu- bl),(mg 02/mg SSVLM autooxiáados.dia)

Kja x Coeficiehte de transferencifl de oxígeno.

Factor de proTorcionéliiaad en el balance de temperatura = f

8) e= Coeficiente de corrección de temperatura.

7.- Bequiaitoe de nutrimeptoa. Los nutrimentos escenciales para l o s lodos biológicos son Ni-

trógeno y.Fósforo; la8 necesidles de esWs elementos se calcula- r& en base al contenido de los mismos en l a bionasa producida en el proceso de biodegradación. Para este cálculo se donsiderarh- las siguientes variables:

a) Carga de sustrato (infiuente). b) Disponibilidad de nutrhmentos a l microorganismo. c) t 3 de sdlidos en el régimen estable.

t t i ) *Mempo de tratamiento del residuo. e) Temperatura.

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Cronograma - de Actividades.

*. - ACTIVIDADES TIEXPO EN MESES

i.

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1.

- Elaboración de un efluente - con características seme-- jantes al indicado en las- bases de disefio.

- Caracterización fisicoquí- - mica del efluente.

Acliniataci6n del inócuio.

Biodegradabilidad del e--

fluente en régimen continuo.

Cálculo de l o s parbetros cinéticos.

Análisis de resulwdos.

Elaboración de iqorme fi- nai.

1 2 3 4 5 6

I.--- - r I i

u-"..- ....I-" __.,__". _..,..-.-

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B i b l i o a a f i a . I,. ,

(1) Ramalho, R.S., 1977, Introduction t o Wastewater Treatment Processes, Academic Press, New York.

1.1 ,,

1 .,

Y '

1,. ,

( 2 ) Aivarez Hendoza, S., Estudio Técnico Comparativo entre un Sistema de Lodos Activados y Lagunas de Aereación, Tesis UNAM, Facultad de Quimica. 1981.

,., .

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r. L.

Y" I 1..

( 3 ) Garcia Morales, %I., 1978, Reactores E io lóg i cos en Sistemas de Tratamiento de Efluentes., Tesis , UNAM, Facul- tad de Química.

( 4 ) APHA, AYIWA, WPCF, 1980, Standard Methods for the Examina- t i o n of Water and Wastewater, 152 edi t ion, Joint- Ed i t o r i a l Board, U.S.A.

( 5 ) Propuesta de t raba jo para e l Estudio de Tratabil idad Bio- l d g i c a de - los Eflurntes d e l Complejo Petroquímiuo- Morel&[email protected],.-TJiv. --.zAgFobioqdmica, 1987.

i

NOMBRE: X a r f a T e r e s a Moctesuma Vdequez.

TELEFONO: 587 44 93.

MATRICULA: 83322621 .

* CLAVE: 23.14.001.88

CABRERA: B i o l o g í a .

THIPESTRE: 88-P.

HORAS k LA SriWNA: 20 h o r a e .

LUJaB D A D E SE LLEVO A CAB:): i n s t i t u t o Mexicano d e l P e t r 6 i e o . Divisi6n de Aflobioquímica. S u b d i r e c c i ó n de Ref inac ión y

Petroqufmica . Deoartamento de B i o t e c n o l o g i a y

B i o i n g e n i e r e i a . PdCHA Jd I N I C I O : 2 5 de Enero de^ 1988.

FECHA DE TWi.viIl\cACION: 2 5 de J u l i o de 1988.

NOhlTiV?í.: X L TUTOH: I n g . F e l i p e 3e J . Wárquoz C o r t é s .

PU!:L?'i, Y AiISCRIPClOh : Jefe 3f!pa,rta.mento d e B i o t e c n o l o g f a y Bio ingeni -er i8 . . D i v i s i 6 n de Agrobioqufrni- ca. I n s t i t u t o Riexicario a e l í - e t r ó l e o .

-- _.

TI FULO .idL PHOYr3CTO: E s t u d i o de T r a t a b i l i d a d B i o l 6 g i c a de los

E f i u e n t e s riel Complejo Pet roquímico "Mo-

r e l o s " . A

MARIA TEiih"SA MOCTEZUMA V. ING. FELIPE DE J. IMARQuEz C .

ESTUDIO Dd TRATABILIDAD BIOLOGICA DE LOS EFLUENTBS

DEL COMPL~JO r E e R o m t m o **YORELOS-.

1

I

I N F O R M E F I N A L

Servicio Soc i a l

AGOSTO 1988

UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA

UNIDAD I Z T A P A L A P A

C D S

i

I N T R O D U C C I O N

El desarrollo de la industria ha traído consigo enormes bene- ficios a la humanidad, pero a su vez han aumentado gradualmente -- los problemas de la contaminación ambiental; al grado de tener que desarrollarse tecnologías especiales para disminuirlos.

d

El constante aumento de la contaminaci6n de las aguas ha lle- gado en loa Últimos años a proporciones verdaderamente alarmantes. Por muchos años, las aguas de desecho de las industrias y las aguas ne,-;ras de la poblaci6n urbana han sido derramadas sn los rios sin- pensar en los problemas que esto provocaría.

Con el propbito de cumplir con los requisitos de descarga, es - tablscidos por la SEDUE para l o s efluentes del CPQ "Morelos", el - I X Y rralizó un estudio de tratabilidad biológica de sus aguas resi hales para obtener los parámetros básicos para el diseño de una - ?lanta d e tratamiento biológico aue acondicione sus aguas de dese tho, de tal manera que puedan ser descargadas en el cuerpo recen-- tor nailural (rio), sin afectar la ecologia del lugar y de esta for - ma cumplir con las especificaciones de descarga establecidas por - la legisiacidn ambiental vigente.

-

-

Se llev6 a cabo la ev~iuaci6n de l a s características fhicas, químicas y biológicas de los et'luentes del Complejo, así como 10s-

resultados experimentales del oroce80 biológico, clue permitieron - de€ inir las características de una planta de tratamiento bloiógico.

.-

El tratamiento biológico de las aguas residuales se basa en - el proceso aparentemente simple en el que una uoblacidn mixta de - rnicroorgani3lios utilim como nutrientas sustancias que contaminen- el agua. Ente ns el mecmismo por el cual l a s corrientes de aguas natural-es se :Lutopurifican.

9

Con el uso de técnicas de l a ingenieria química se ha intensi ficado y acelerado para suministrar un rango de sistemas biológi--

cos de trc+-; iiento de uso común en la purificación en gran escaia- de las ayuaP Te?i.dunles, domésticas e industriales. LRS aguas residuales oue contienen solutoe contaminantes se ponen en contacto- con una densa población de microorganismos apropiados, durante un- tiem:io suficiente oue ~.,errnita a los microbios descomponer y elimi- nar, según se desee, los solutos contaminantes.

a

En los procesos naturales , los solutos se eliminan irincipal mente por descomposición, p o r lo general oxidaci6n, por metabolismo microbiano y conversión en materias microbianas celulares. Los procesos intensificados en pan escala poseen un mecanismo adicio- nal de remoción, p o r medio del cual los contaminantes se adsorben- y aglomeran con las densas masas microbianas due se utilizan. Esto permite remover estas materias, 1aa ?ue no se verian afectadas por los otros cíoe mcanismos.

i:1 grado con que cada uno de estos orocesos contribuye al efec- to tots1 de purificación devenderá del sistema de tratamiento que- se use, sil manera de operación y de las materias presentes en el - agua residual en tratamiento.

O B J E T I V O S

- Cumplir con los parámetros particulares de descarga de residuos - lfnuidos generados en el C.Y.Q. l*lYlorelos**, fijados por el regla - mento interior de SSDUE, R fin de orevenir la contaminación ambiental.

- Definir pnr4metros bfisicos de diseño de L sistema de tratamiento biológico, para l a s amas reciduales de ese centro de trabajo.

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1.- OBTENCION I)E LAS COBBIENTES PARA TRATAMIENTO BIOLOGIC0

Las corr ientes u t i l i z adas en l a preparacidn de l a mezcla que Une fu6 preparada en labo-

1 fu6 ob je to de e s t e estudiorson cinco. r a t o r i o y o tras se muestrearon en e l CPQ "La Cangrejera't.

(*) 1.1.- Agua Acida de Acetaldehído. 1.2.- Ague Aceitosa. 1.3.- Agua Glicolada. 1.4.- ~ g u a s Negras. 1.5.- Sosas Gastadas.

1.1.- -gua Acida de Acetaldehído. -- (*)

Pu6 elaborada según l a s especi f icaciones:

acetaldehído . . . . . . . . . . 0.37 g (**) ácido acé t i co . . . . . . . . . 1.63 g agua dest i lada . . . . . . . . 98.30 p H . . . . . . . . . . . . . . . 3 . 0 - 4.0 nBo5 . . . . . . . . . . . . . . 12 000.0 m g / i

i

1.2.- e Aceitosa. 1 Fu6 colectada de l a purga de l tanque de Condensado &€!-Apaga-

Especif icaciones: do en l a Planta de Et i l eno d e l CPQ "La Cangrejera".

I

Ace i t e degradado . . . . . . . . 20.0 mg/ i A g u a c.b.p. . . . . . . . . . . 1.0 L

i

(*) Se& anexo proporcionabo por e l Ing. Luis Vega, de G I C el 14 d e J u l i o de 1987.

( * e ) ' Para abreviaturas y símbolos consultar anexo 5. i b'

T*' L,.

, , .,, , , . .

1.3 Agua Glicolñda. - ( * )

Muestreada d e l Bfluente t i l e n o en e l CPQ "La Cangre jeraw. Especif icaciones:

Químico de l a Planta d0 Oxido de E-

Gl ico les . . . . . . . . 1,620.0 mg Aldehídos . . . . . . . . 48.0 mg N20 . . . . . . . . . . 1,077.0 mg K 2 C 0 3 . . . . . . . . . . 18.0 mg Ama c.b.p. . . . . . . . . 1.0 L DB05 . . . . . . . . . . 1,C)34.0 mg 02/1

1.4 Aguas Negras.

Colectada en e l r e g i s t r o de l drenaje d e l e d i f i c i o José López - P o r t i l l o , en c l IMP.

1.5 Sosas Gastadas. - Muestreada en e l ~ P Q "La Cangrjera" de l a Torre de Oxidación - de Suifuros. Especif icaciones:

Se u t i l i z ó para neutra l iyar e l Agua Acida.

Na2S . . . . . . . . . . 0.3 g

iia2C03 . . . . . . . . . 4.3 g NaOH . . . . . . . . . . 0.9 g

Agua c.b.p . . . . . . 100.0 $3

2.- TRATAMIENTO PBIMAñIO DE LAS CORRIETJTES.

Unicam nte las corr ientes ácida de acetaldehfdo y acei tosa ne-- !

cesi taron tratamiento: -9

2.1 Agua -- Acida de Acetaldehkdo.

'Una vez preparada fu6 neutral izada con Sosas Gastadas.

( g r á f i c a i)

(+I 2.2 Agua 4ceitosa.

El exceso de aceite fué eliminado por decantaoibn. La concen- tración final fué de 13 - 16 41.

3.- BLABOWION DE LA MEZCLA SEWSINTETICA UTILIZADA. J

La composición de la mezcla utilizada se muestra en la tabla 1, incluyendo los nutrimentos, los cuales fueron adicionados en - las proporciones: DEO: N: P: 10*3: 5: 1. Esta mezcla fu6 almacena da a 4 O C hasta el momento de ser empleada.

-

Es necesario aclarar que para la neutralización de agua Aci- da se emplearon dos lotes ,te sosas gastadas (3G);con el pri,nero - se fabric6 un lote de agua semisint6tica (el volúmen utilizado DE ra la neutraiizacidn fué de 10% v/v) y con el segundo se prepara- ron otros dos (el vqldmen necesario fué de 129$ v/v); con el primero de los lotes de esta agua-se realizaron la selección ?rima-- ria y secundaria y la adantac 6n ,rd.crobiana y con los otros dos - se l og r6 la estabilización d e l sistema continuo. La proporción de la corriente d e sosas gastadas se modificó en el segundo lote de- agua sevisintética, ya que se& l o establecido (1036 respecto al- agua ácida), no se alcanzaba l a neutralización. La proporción -- %:Agua Acida (129:l')O) es un valor que concuerda con el cálculo- estequiomdtrico se* las concentraciones de ácido acético, ace--

_ < taldehído y sosas gestadas d.e diseño: _ ~ -

Estequiometría de l a s reacciones químicas: -6

2CH3-CH0 + NaOH ---> CkiJ-CH-CH2-CHO + OH OH

Acetaldehído Condensacidn aldólica.

( a ) ?ara significado de tbcnicismos consultar anexo 5.

CH CH-CH2 3- OH

-(:Hi) + OH ---> CH3-CH(OH)-CH2-CüNa + H20 neutraiizacidn

CH3-COOH --- CH3-COONa + H20 ácido acético neutralización

J

Cáicuio estequiom6trico:

88 g de acetaldehfdo --------- 40 g de hidr6xido de sodio 3.7 g de acetaldehfdo ---------- X

X = 1.68 g de hidróxido de sodio

60 q de ácido acético ------- 40 g de hidróxido de sodio 16 g de ácido acético -----.---- X

X = 1J.67 g de hidróxido de sodio

T O T A L E 12.35 g de hidr6xido de sodio

12.35 g de hidróxido de sodio --------- 1 L de sosas-gastadas 9.0 g de hidrdxilo de sodio --------- X

X = 1.37 Litros de sosas gastadas.

Este es un volúven aproximado al obtenido experimentalmente para 1-a neutraiizaci6n (1.29)

( v e r gráfica1 y tabla 1)

4.- CARACTERIZACIOh DE LA MEZCLA SEMISINTETICA.

La caracterización se llev6 a cabo-cron las siguientes determinaciones:

4.1 Análisis Físicos.

3

Conduc tivi dad Grasas y Aceites PH Sólidos disueltos Sólidos susnendidos Temoeratura Turbidez.

4.2 Análisis Químicos.

Cloruros vrorllo

Demanda Culn.:ca. ?.e Cxíperio Posfatos Nitrbgew r . T o r i a c R 1

N i tróceno t o t d

Sulfa tos Culf uros Curbono toial Carbono orghnico Carbono inorgánico.

lil

4.3 Análisis Biol6Ricos.

Demanda Bioqufmica de O x f ~ w o -* Coliformes fecales.

I . _ -

Conduct ivitf a d .- La determinac ión de l a conduct iv idad en e l a-

.!pa r e s i d u a l a tratar se r e a l i z a con un Puente de Conduct ividad, - marca YSI, modelo 3 1 , de Ye l low Springs Ins t ruments Co., Inc . Las- l e c t u r a s o b t e n i d a s r e p r e s e t a n una medida i n d i r e c t a de l a c o n c e n t r a c i 6 n de i o n e s en la muestra.

.

-

GrRcms y Ace i tes . - La c a n t i d a d de grasas y a c e i t e s p r e s e n t e s en -

un agua r e s i d u a l i n f l u y e infiwiablernentc er, e l sistema de t ra tamien- to que s e l e vaya a 8 .pl ica .r a. dichn. agua; ya que s i e s t á n p r e s e n t e s en cantic!ndes e x c e s i v a s pueden F o r e jemplo i n t e r f e r i r en los procesos b i o l b E i c o s a e r o b i o s y a n z e r o b í o s y d i s m i n u i r l a e f i c a c i a d e l -- tratc?, t ! ierito b i o l ó q i c o del F I Q U ~ . r e s i d u a l .

X1 método u t i l i z 3 d o en e s t e c a s o para l a d e t e r a i n a c i ó n de gra-

sas y a c e i t e u es n-ropiado n n r a l a . mayoría de l a s u p a s .ie desecho- i n d u s t r i z l e s que contengan e s t o s m a t e r i a l e s . C o n s i s t e en e x t r a e r -- las 6:rasa.s y a c e i t e s oue se encuentren emul3ionaJos o d i s u e l t o s en- e l " p a , poni.endo l a muestra en c o n t a c t o i n t i m o con una c a n t i d a d de - termineda de s o l v e n t e , en e s t e C H S O se u t i l i z ó c loroformo. i . o - t e r i o r mente s e drena e l so lver i te y :>e e l i m i n a R t r a v é s de un r o t a v a u o r , - separandolo ue esta manera de las grasa8 y aceites c o n t e n i d o s en l a muestra. de agua r e s i d u a l . Se determina su peso en una bR1me.a enalf tics y se e x w e s a n l o s r e s u l t a d o s en mg de grasas y a c e i t e @ , .

-

-

UH.- c ?ara lograr un buen d e s a r r o l l o microbian0 e s n e c e s a r i o man

t e n e r e l pH en un rango c e r c a n o a la n e u t r a l i d a d (6.J a 8.0). Las - d e t e r m i n a c i o n e s s e r e a l i z a r o n aon un potenc iometro , marca Corning.

Los a j u s t e s n e c e s n r i o s ' d e pH fueron r e a l i z a d o s con Sosas Gas--

tadas en el caso d e l a elaboraci6n de efluente semisint6tico y oon NH40H o bien iI ,Y04 en el caso de los biorreactores, según las ne- sidadas.

Sólidos. -

ST E: Sólidos SST = Sblidos SSV = Sólidos SSNV = Sóli~os SDT = Sólidos Sí)V = SSiidos SDXV = :361idos

Totales. Susoendidos Totales. Suspenaidos Volátiles. Suspendiios no Valátiles. Disueltos Tota:Les, J)isue i tos Volátiles . Disueltos no Volátiles.

Los sólidos generalmente se dividen en tres clases: sóliios - suspendidos, sólidos disueltos y sólidos coloidales, aunaue en las determinaciones normalmente se consideran los Frrhmeros y l o s segun - dos, incluyendo en los segundos a los sólidos colbidales. .

Los sólidos totales CT, incluyen a l o s s6ii:ios disueltos y a- l o e sólidos suspendidos.

El total. de S6lidoe Suspendidos SST ne dividen en SSV y SSNV.

Los primeros están constituidos princi.almente por materia orgáni- ca; PePresentan la concentraci.6n microbiena. Loe aegundoa est& - constituidos principalmente*por sólidos inorgánicoe.

Lr c o n c e n t r a c i 6 n de s ó l i d o s en suspeiinión en e l tanaue de ae- r e a c i ó n ( h i o r r e a c t o r ) s e nuede mencionar en términos d e l va lor de-

" S b i i d o s Susoendidos en e l Licor MezcladoU o SSLP. S in embargo, - a l g u n o s de los s 6 i i d o s en s u s p e n s i d n pueden s e r i n o r g h i c o a , y un- parámetr3 m h u s u a l para i n d i c a r e l c o n t e n i d o de m a t e r i a o r g á n i c a - p r e s e n t e , e s e l conocido como SSVLNI " S ó l i ~ o s Suspendidos V o l á t i l e s en e l L i c o r Mezclado". (4y

El t o t a l de S ó l i d o s D i s u e l t o s SDT, @e d i v i d e en SDV y SDNV; - 10s p r i a e r o s i n d i c a n p r i n c i p a l m e n t e e l c o n t e n i d o de materia o r g á n i - ca sGiubie ( D r O d U C t O S m e t a b ó l i c o s ) y l o s segundos, e s t á n c o n s t i t u í - d o s p r i n c i g a l n e n t e por saLc:; i n o r g h i o a s .

Ambos t i : , o s de s d l i d o s (Susnendidos y D i s u e l t o s ) f u e r o n determinados a e d i a n t e una t é c n i c a gravimétrica, l a c u a l para l o s S ó l i d o s -- Susnendi~dos c o n s i s t e en tomar una muestra d e l am,? r e s i d u a l , filtrar - la y p o c t c r i o r m e n t e e l c o n t e n i d o r e t e n i d o e n e l f i l t r o e s s e c a d o a- una temper:.itura lie 105OC, su ses? nos indica e l c a n t e n i d o <le 3 S V ; - l a . muestra s e c a se calc ina a 600 C v f i n a l m e n t e e l r e s i d u o se pesa- o b t e n i n n d o s e los SSKV. Para e i c a l c u l o de 108 S 6 l i d o s D i s u e l t o s , s e toma un:?- muestra di?l a&p'~n r e s i d u a l , s e f i l t ra v se e v m o r a hlista sz queaad, despues se co. icluye e l secado 8. 105OC, l a muestra se p e s a - o b t e n i e n i o s e los SDV; p o s t - r i o r m e n t e s e c a l c i n a a 6 W o C y el p e s o - de l o s recidi.Aos no8 i n d i c a n el cont :mido de Si".

5

Los r e i u l t a . i o s de I n c o n c e n t r a c i ó n de cada uno de los _ + : só l idos- son exnrenados en ppm.

Tempe rat u r a . - La t e m p e r a t u r a a f e c t a IR v e l o c i d a d d e l tratamien -

t o t i o l ó g i c o , y en c a s o s e x t r e m o s a v a l o r e s de é s t a s u p e r i o r e s a -- l o s 63%, t e n d e r á a i n h i b i r las r e a c c i o n e s b i o l ó g i c a s m a t ~ u i l o a la- p o b l a c i b n m i c r o b i a n a .

E l o x í g e n o r e s u l t a menos s o l u b l e e n e l 7 g u a a l aumentar l a tern

p e r a t u r a . La a c t i v i d i d n e t a b ó l i c a ,de los microorgmismos aumenta - con la temperatura. pro duce simultáneamente una disminuci6n en l a i i s o o n i b i l i d a d de ox igeno d i s u e l t o y un aumento en l a tasa a la oue s e consume.

Por lo t a n t o un aumento en In. temperatura

( 4 )

Estas s o n airíun,is ,de las razones por las que l a temperatura de

d e s c a r g a a c o r r i e n t e s c o n t r o l a d a s e s t 4 s u j e t e a una estr ic ta r e g u l a c i ó n .

-

Turbidez.- S e d e t e r m i n l como una medida i n d i r e c t a de la concen

t r a c i ó n de S ó l i d o s Susoendidos en e l agua r e s i d u a l . Las modicio--- n e s f u e r o n r e a l i z a d a s en un Turbidimetro , marca Sargent-Welch, de - Sargent-!belch S c i e n t i f i c Go.

-

- I o n e s C l o r u r o , F o s f a t o , t i i t rbgeno Amoniacai, S u l f a t o s , ._ Sul - furos . -

E s n e c e s a r i o conocer l a c o n c e n t r a c i ó n de cada. uno - de l o s d i f e r e n t e s i o n e s , ya. que algunos de e l l o s en cant idndes - e x c e s i v a s pueden s e r n o c i v o s para l o s microorganismos. Los s u l - f u r o s , n o r e jemplo , iiueden s e r t ó x i c o s a los microorganisrnos e i n - t e r f e r i r en l a v e l o c i d a d de l a r e a c c i ó n de l o s procesos b i o l b g i c o s , ademAs son l e t a l e s para l o s peces a c o n c e n t r a c i o n e s del*~&den de

1 a 5mg/L. F o r o t r a p a r t e 1.0s s u l f u r o s pueden consumir ox igeno , dis - minuyendo l a c o n c e n t r a c i ó n d e l mismo en e l agua. ( 6 )

E i n i t r b g e n o se p r e s e n t a de las s i g u i e n t e s formas: orgánico , amoniaco y como n i t r a t o o n i t r i t o . E l n i t r ó g e n o e s un n u t r i e n t e - fundamental para l a buena cpneración de un sistema de t ra tamiento- b i o l 6 ~ < i c o : se encuentra principa1,mente en forma de amoniaco. Uno de los e f e c t o s n e e a t i v o s , d e l e x c e s o de n i t r d g e n o en las amas de- desecho e s e i c r e c i m i e n t o exagerado de las algas en l o s l u g a r e s - dbnde se r e c i b e e l e f l u e n t r .

Los f o s f a t o s , a l i c u a l q u e los compuestos d e l n i t rógeno son r e o u e r i d o s para una operac ión adecuada de l o s %ratamientos b i o l ó - g i c o s . S e d-be t e n e r cuidado con e l e x c e s de estos compuestos e n las aguz: r e c e p t o r a s para e v i t a r los rmoblemas de c r e c i m i e n t o de - algas.

il L a deterrninsci6n 3.e los d i f e r e n t e s i o n e s s e r e a l i z ó mediante-

un c is terna de análisis c o l o r i m 6 t r i c o . Teniendo como p r i n c i p i o b4- s ic0 l a c o n v e r s i 6 n de c o n c e n t r n c i o n e s en c o l o r a c i o n e s de i n t e n s i - - dnd modible. l a s c o n c e n t r a c i o n e s f u e r o n medidas en e l "Spectroquant" manufacturado uor Werck. ( 2 ) . Los r e s u l t a d o s son expresados en - P P .

Carbono T o t a l , Carbono ürgdnico y Carbono inorg6nico. -

Para e l c á l c u l o d e l contenido de Carbono Total , Orq&

n i c o e inor&ntCo, las muestras fueron procesadas en e l Dpto. de - análisis Gufmicos d e l I n s t i t u t o hilexicano d e l P e t r ó l e o .

i)emnnda quimica - de Oxiñeno. 0.- La ilemanda Quimica de Oxígeno e s una. medida d e l o x i c e -

n o eouiv i l . ente a i contenido de m a t e r i a o r T 4 n i c a p r e s e n t e tin I ~ R - muestra y flue e s s u c e n t i h l e R oxii38rse n o r un r)xlf in. l te f u e r t e .

til método u t i l i z a d o en e s t e C R S O nara su d e t e r r n i n a c i ~ h ~ f u k e l d e r e f l u j o d e LIicromato, é s t e es nr i - fer ido s o b r e o t r o s métodos nor s e r fuer temente o x i d a n t e , anlicFi.ble a una a m p l i a var iedad d e muestras y de f á c i l maninulación; parp. l a ma.yi>r€ñ de los compuestos - orqdnicos se l o g r a una o x i d a c i ó n d e l 95 - 100 ;S l e s u v n l o r t e ó r i - co .

La t é c n i c a c o n s i s t e en oxidar l a rnfltc'ria o r g t h i c a mediante una

mezcla h i r v i e n t e de Rcido crómico y s u l f ú r i c o ; la mezcla e s r e f l u - 3 a d a e n una s o l u c i ó n f u e r t e de á c i d o con un e x c e s o conocido de d i -

cromato de n o t n s i o K i C r O ; p o s t e r i o r m e n t e s e l l e v a a CRbo uria d i - 2 7

t3eStiói.i ;! 1.0:; r e s t o - : no rc!t iucibles de dicromato de n o t a s i o son ti- t u l a d o s con s u l L f a t i , f e r r o s o m o n i a c a l SPA: e i t o t a l de dicromato - de pot ,:;io consumido e s :I-terminado y el t o t a l de mater ia o r g á n i c a O x i d a b l e o s c i l c u l p d a en términos de oxioeno enuiva lente . Los re- sultarioi, o b t e n i i o s son nxpres?dos en mg &/L. ( 2 )

Demanda ñ ioquimica - de Oxígeno.-

Su determinación i.nvoliicra. l a medición d e l o x i r e n o requer ido u o r los micrnorm.i.3mos n a r R la. de- r r r . d n c i 6n b ioquimica ( o x i d a c i ó n b i o l 6 g i . c a ) de I n . m n t e r i a or?c:!nica. Lop d e t o s de Dit0 son usados nara e l dimensionamiento de lo: inui-- pos y o a r 3 determinar la. e f i c i e n c i a , de alpunos nrocesos de trata-- m i en t o.

i::l método c o n s i s t e er. t o m r una muestrn 'v p o n e r l a en un% b o t e l l n sel lT.3. brrméticnvñnte e i n c p b a r l a b a j o c o n a i c í o n e s e s n e c i f i - - ces por un e s m c i o de t i e n p o determinado. i!:l Oxicicno 3isueLto es- mediiio inic ie , l rnente y iesiiuég de 18 incubzcinn. La DBO e ? caLcula - d a de ! 8 i i f e r e n c i ? e n t r e el 0xfp;eno D i s u e l t o i n i c i a l y f xns l .

-

KL ta.mano de l a b o t e l l a , l a temperatura tie incubac ión y el OG - r i o d o de incut iac i6n son e s n e c f f i c o s . La mavorfa de l a s aq~.i:; resi - d u a l e s c o n t j e n e n una dernrrnda de oxi$;eno mayor que e l OxfgePio !ii--- s u p l t o d i s n o n i b l e en e l agua s a t u r a d a d e a i r e , por l o t a n t o e s ne- c e s a r i o d i l u i r l a muestra a n t e s de la. incubnci6n. Uebido n O T J ~ e l c r e c i m i e n t o b a c t e r i a n o r e a u i c r e n u t r i e n t e s t a l e s cono n i t r ó p e n o , - f ó s f o r o y algunos m e t a l e s ; é s t o s se l e agregan a l agua con l a c u a l se d i l u v e &a muestra y a c t u a a su vez como b u f f e r n a r R a3e.wra.r -- oue ej. pH s e mantenq? R un n i . v e l apropiado pe.ra e l c r e c i m i e n t o bac - t e r i a n o .

- I

&

Una c o i n l e t a e s t n b i l i z a c i d n de l a muestra puede r e q u e r i r un- p e r i o d o d e i n c u b a c i 6 n demnsiRcio lergo ;>era F r o p 6 s i t o s u r á c t i c o s , - e s n o r e s o que 5 d í a s h m s i d o aceptadoe 'c,.>,700 un& norma para e l -- neriocio de i n c u b ~ . c i 6 n . ( 2 )

... ~ ~

far8 l a - m e d i c i h d e l Oxígeno D i s u e l t e OD, puede u s a r s e e l 476- toc.lo 'Fiinkler, v o d i f i c a c i 6 n de la a z i d a (método i o d o m é t r i c o ) . ( 2 ) kin e s t e c a s o se u t i l i z ó e l 'W1F:ATCN 60 Seconds BOD System. Los r e - suitat3on son exTresados en m~ O,/L.

J

C o l i f o r m e s Fecz1es . -

La determinac ión de C o l i f o r m e s Feca . les s e r e a i i z 6 mediante la técnica d e l Número M&s P r o b a b l e NNP. Esta ~ 6 c - n i c s . d e s c a n s a en una. base e s t a . t i f s t i ca, m t e m á t i c a , p a r a e x n r e 5 a r - c u m t i t a t i v s m e n t e l a l e n r i d i i d microbiana en la. muestra .

La rrueb-i c o w i s t e en i n o c u l a r s e r i e s de t u b o s con un medio - de c u i t i v o y algún d i s n o s i t i v n r) in.iicP.ir) ,r oue v e r m i t a noner de ma n i f i e s t o un i icroorgari ismo o un crup0 n a r t i c u l a r de ellos. ilespu6s de l a i n c u b 2 c i 6 n y , l e ncuerdo al. número de tubos nue r e 5 u l t e n nosi - t i v o s ( p r e s e n t e 3 c r e c i m i e n t o ) s e consult -ui I R S tabl.as nue para e l - - : f e c t o acow.8.nan al. método y renor tando e l NhVP de C o l i f o r m e s Feca-

les nor tTrtimo de muestra. ( 3 )

. -

1,. .

I . "

*...

....

... .

5.- SELECCION MICROBIANA

En e l estudio se u t i l i z ó una población microbiana mixta: ais- lada y seleccionada como se ind ica a continuación:

5.1 Selección Primaria.

3

Origen de l a s c e m s microbianas: Cepario de 1~ Divis ión de Agrobioqufmica y mezc la semisintét ica; e l conjunto de cenas se suspendieron en solución sa l ina f i s i o l ó g i c a - (medio 1).

Meiio de se lección: Mezcla sernisintética . . . . . 20 m l M e d i o z . . . . . . . . . . . 801111

ut i l i zados : N i t r 6 geno Fósforo Magne 8 i o

Condiciones de cu l t i vo : Volumen . . . . . . . . . . . . 100 m l p H . . . . . . . . . . . . . . 7.0 Temperntura . . . . . . . . . . 2d0C A x i t a c i h . . . . . . . . . . . 120 r.p.m. Tiemno de incubacidn . . . . . 72 H.

l'arámetro de st?,guimiento: Turbiedad

Los microorganismoa desarrol lados ba j o estaa oondiciones ( g r i

f i c a 2 ) fueron t ransfer idos a un medio de cu l t i v o r ico (medio 3) Y sometidos a una se lecc ión secunaaria.

-. I

1.. . I

5.2 se lecc ión Secundaria.

Esta se lecc ión tuvo como f ina l i dad e l e g i r l a s cepas microbianas más res is tentes y con mayor poder para desarro l larse en e l a-- gua semisintética.

E l -protoco lo de cultkvo es tá en l a tab la 2.

Cepas microbianas: Les e i eg idas en l a selecci6n mimaria, mezcladas - completamente.

Medio de se lección: Mezcla d e l agua semisint4tica y medio 2, en l i i f e ren - t e s proporciones.

Condiciones 3e cu l t i v o : idem seleccidn primaria.

C r i t e r i o de semimiento: Turbiedad.

C r i t e r i o dc se lecc ión: Aumento de por l o menos 39 unidades K le t t . ( v e r -- p.. ~ á f i c a 3).

La mezcla microbicana seleccionada se u t i l i z ó en e l p r k e c o de adaptación

6.- ADAPTACION MICROBIANA.

6.1 Pruebas - de Toxicidad. . La f ina l idad de estas pruebas programadas fu6 sonocer l o s e f e c -

tos biocidas y/o b ioes tá t i coe d e l agua semisintet ica sobre l a PO--

I I I

i Í

j I

i i !

I i

I ! I I

Í I i 1 i I

,

1, i:

blación microbiana seleccionada. Sin embargo no fu6 necesario rea lizar estos estudios, debido zi que los microorganismos se desarro- llzron a expensas de la fuente de carbono de dicha agua sin sufrir ninguno de l o s efectos mencionados (ver gráfica 3).

-

7.2 Adaptación.

I :I

! I i

1

I I

J Los microorganismos seleccionados fueron inoculados en una mez

I cla de agua semisintética y medio 2 en prouorción inicial de 20:80% respectivamente e incubados en las condiciones señaladas en 5.1 du I

1 rante el tiempo necesario para alcanzar la fase eataoionaris.

- -

El proceso se repitió con proporciones de efluente cada vez ma yores hasta obtener un cultivo que se desarrolló bajo las condiciones más severas posibles: agua semisintética a l 100% (ver gráfica- 43.

-

Los microorganismos adaptados se emplearon nara la determina- ción de l o s parámetros cinéticos.

7.0 DETERMINACION DE PARAMETROS CINETICOS.

7.1 Velocidad Especfficn - de Crecimiento.

Este estudio se reaiiz6 con la finaiidnd de encontrer la tasa crítica de dilución en el cultivo continuo empleado para cdcular- los perámetros descritos más adelante. El resultado norm6 el criterio para seleccionar los diferentes tiempos de residencia (vease - 8.1.1)

7.1.1 - Bases Tearicas del Desarrollo iúicrobiano. El desarrollo Microbiano tiene un comportamiento semejmte al

representado en la siguiente gráfica, siempre que las condiciones- de cultivo sean las que se hdican (existen otros factores que in- fluyen, se mencionan los más comunes):

dx/dt = px

dx/x = ydt

J

Donde : dx/dt = crecimiento respecto al tiempo.

p = constante de proporcionalidad. x = biowasa en un tiempo dado. xo-r biomasa a tiempo cero.

x l = biomasa a tiempo 1, donde con- cluye l a fase 2.

t 5 tiempo.

ll"..

L.

1..

r"' L..

r.

"...

r, *

-< . r, . -_. r. 1

*. . I"'

L. . c..

L.~.

integrando:

Inx - lnxo =)i (t - to) inxl/Xo = y < tl - to) (ecuación de una recta)

1

u representa l a pendiente en 1 / H .

FXe - FXs + ,W - QZV = dX/dt

En un cultivo continuo en condiciones estables, la biomasa en -

el sistema est6 dada por el siguiente bnl-ace:

Donde :

F = flujo voiumétrico. ñ e = biomasa a l a entrada al sistema. FXe = F l u j o dsico de entrada. Pxs = F l u j o másico ut) s-liua. V I Vblumen de operación del sistema.

r;N = Froducci6n de biomasa en el sistema. 6= Velociüad especifica de muerte.

c X V = Pérdida de biomasa en el sistema. ,

'i

jj

-Tipo de cultivo: -Fase de cultivo: -Puente de cmbono:

-Temperatura:

-Bi ocidas : -Otros nutrirnentos :

-pH : d

p o r lote (batch). liquida. administrada solo a l inicio del cultivo. constante. generalmente entre 5 y 8. ausentes. en cantidades no limitantos.

tiempo

En la gráfica es riosible apreciar tres regiones, lac7 cueles - representan sendas f ases de desarrollo:

1.- Fase de adaptaci6n. 2.- Fase de desarrollo o logarftmica o exponencial; la ;>obla-

ción microbiaia presenta una velocidad dxirna de-crecimien - to.

3.- Fase estacionaria: la velocidad de renroduccidn es igual- a la de muerte.

7.1.2. Definición Matemática - del deaarrollo e.:r,onencial.

&a la regidn 2, la v.~l .ocidnd de crecimiento es directamente - proporcional a 1.8 concentrqi6n de biomass exintente:

S i l a nRtura iezn d e l influent, es tbxíca. entonces FXe --3 O.

L b un oi.:tema c s t s b l e l a muerte microbiana e8 mínima: o W -30. En un s i s t e m a e s t a b l e l a v a r i i c i ó n de l a biomaea r e s p e c t o al-

tiempo e s c e r o : dX/dt = O.

La e c u ~ c i 6 n s e reduce:

r;N = P/V (XS)

En e1 óistema comoletamente mezclado X P As.

Izntonces : p = P/V.

Por o t r a o a r t e , la tasa de d i l u c i ó n o v e l o c i d a d a la c u a l se

d i l u y e e l coi i tenido d e l s i s t e m a debido a un f l u j o lado, s e d e f i n e como s i g u e : ' I

I D = F/V

Y s i F = V / t r Donde tr = tiempo de r e s i 4 e n c i a .

Z n t m c e s : F/V = l/tr

k n á i o j m e n t e : Y: p = l/tr = D

p a x = l/tr min - Dcrit.

Donde : u m x = Velocidad e s p e c í f i c a de c r e c i m i e n t o m á x i m a .

tr min = tiempo de r e s i d e n c i a mimino a l c u a l e l .si..itema permanece s i n que s e e l i m i n e n l o s microorEanismos ( d i l u c i ó n ) .

D c r i t = Tasa de d i l u c i ó n arriba de l a cual l o s microorganismos son e l iminados en $21 f l u j o de salida a u n m e e s t é n d e s a r r o l l h - dose a s u máxima v e l o c i d a d .

.. .. -

7.1.3. Procedimiento Zxperimcntal . . I

La poblac ión mixta ,+aptada a l e f l u e n t e (ver s e c c i ó n 6.2) fu4 i n o c u l a d a en e f l u e n t e s e m i s i n t é t i c o concentrado bajo las s u i g u í e n t e s c o n d i c i o n e s :

Hecipiente : Matraz Fernbach.

VolÚnen de operación : 1 Litro. Turbiedad inicial : 135 Uid%deS Klett.

Medio de cultivo : Efluente semisintético (DB05 de 1,300 mg/Lj.

11 NH4N03 0.372 g.

KH2P04 ü.058 g.

Relación D105:N:Y : 1U0:5:1.

PH : 7.0

Temperatura : L8'C.

Agitación:

Inóculo

: 120 r.p.m.

: Poblacidn mixta adaptada, desarro- llada en medio 3, lavada con solu- ción salina y concentrada u o r cen- trifugacih.

Farámetro de desarrollo microbiano:

Peso seco: Determinwio cadu 7 horas, según l a técni se muestra el - ca descrita p o r Sartory ( 2 ) . ki la? gráficas 5 y 6

seguimiento de la cinética.

La gráfica 5 muestra la variacién del peso SICO con el tiempo y l a 6 las regresiones lineales de: logaritno natural de la biomasa final (expresada en gramos) dividida entre !.a OiomasR inicial - en cada una de las tres fases logaritmicas do la grdfica 5 contra- el tiempo. Xl prom-dio de l a s tres nendieiites se tomó como la ve- iucidad específica del cultivo.

.-

8.- PARAHETROS CINETICOS DETERMINADOS BN REGIMEN CONTINUO. -s

Para la determinación $e los parámetros cindti'cos siguientes- fu6 pecesario instalar un sistema de cultivo contínuo que consta de

cuatro biorreactores adyacentes de diferentes volúmenes de opera-- ción, funcionando en paralelo (figura 1). El sistema fu6 totalmen - te mezclado con aire y sin recirculación de lodoa.

8.1 Condiciones - de operación. J

8.1.1.-Biorreactores.-

Biorreactor Volumen Tiempo de residencia+ Flujo (L) ( días ) ( d / H r

4.1

5.8

6.9

8.2

1.46

1.98

2.44

2.92

117

122

118

117

8.1.2.- Alimentación.-

Se utilizó el agua semisintética, almzcenandose en recinientes y a 4OC y neutralizando a 7 - 7.5 pa-- de 53 litros a pH = 3 - 4

ra su uso.

El recipiente de alimentación tuvo un volumen de operación de 4,

15 litros, n o r lo que el líquido fuc! sustituido cada 24 hgras, de - tal mmera. que no nermnneciera más tiemwo a temneratura ambiente.

i La alimentación se llev6 a cabo mediante bombas peristálticas 1

marca Cole-Farmer, funcionando intermitentemente cada dos minutos e I

inyectando a cada cámara un volumen tal

!

aue tuviera el flujo mencig i

nado. ~ 1 )

+ Estos tiempos de residen&a están basados en el br min., que es - de 22 .4 Hr (ver sección de resultados ), a Tartir del cual se -- di6 un margen con el fin de evitar que cualquier variación en el- P$u.jo diluyera el cultivo.

Los n u t r i m e n t o s , n i t r a t o de amonio y f o s f a t o rnonob4cico do po- t a s i o fueron d i s u e l t o s en e l e f l u e n t e s e m i s i n t 6 t i c o en c o n c e n t r a c i o - n e s n e c e s a r i a s narx o b t e n e r UML r e l a c i ó n Dl30 :N:P de 100:5:1.* 5

8.1.3.- c u l t i v o . -

Aoreacibn: d S u f i c i e n t e nara mantener una concentra- c i ó n de oxíg:ino d i s u e l t o arriba de 4 ppm.

Temyeratura: Osci16 e n t r e 16 y 2OoC.

DH : Contrclrido ccri á c i d o f o s f ó r i c o e n t r e -- 0.5 Y 7.5.

F...? i t a c i 6~ : Tanteni <ir. cor! Ri.re.

Inóculo : iob!.ñ.cj 6n v i c r o h i a n a mixta ,adaptada a - una c o n c e n t r a c i ó n de agua s w n i e i n t é t i c a d e l 1 í ) o 4.

8.2.- P a r á n e t r o s C i n é t i c o s Determirinilos. ---- K C o e f i c i . o n t e de V e l o c i d a d d.e ;<kirninnción de S u c t r a t o

(??ias-l/rny: SSV/T,).

a C c e f i c i e n t e de de:~, ir .roi l .o ,del 1962 bi.oli...; <:o

( m e YSVi,;iT/rng e! i .siirinda) ..

b C o e f i . c i e n t e de D e c a i x i e n t o o de R e s p i r n c i ó n s.:nüóp:ena

.. (días''). -- a9 C o e f i c i e n t e de U t i l i z a c i 6 n de Oxígeno uara la Oxidxcibn

5 b' C o e f i c i e n t e de Uti l iY,ac i .ón de Oxígeno para l a R e s p i r a c i 6 n

de l S u s t r a t o (me; O?/?,? mi>

Zncióqena o AutooxldRcj 6n C e l u l a r (dias").

e i iminñda) .

( 4 ) Pa& e l c4lculo s e torn6 en c u e n t a solo e l n i t r d g e n o amoniaca1,- que es la forma mds ac ip i lab ie para l a mayor Tiarte de loa m i c o organismos.

Parámetros de Seguimiento y C o n t r o l d e l Sistema.-

l?'WIAIYL.:'PHO PKKCUEBCIA

Tiempo de R e s i d e n c i a . . . . . . . . . . . diariamente

Oxigeno D i s u e l t o . . . . . . . . . . . . . diar iamente

Concentra.ción de SSVLM- . . . . . . . . ~. . . c u a t r o por semara

Concentrnción de SSNVLY . . . . . . . . . c u a t r o p o r semana

Sólidos Sedimentables . . . . . . . . . . c u a t r o por semana

Turbiedad . . . . . . . . . . . . . . . . diar iamente

pH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . diar iamente

(3rservsc ión m i c r o s c ó - i c a . . . . . . . . . diar iamente

Lo:-. v a . l o r e s nrorncdio de ion par&.metros de c e p - t i i i i r i t o , en e l

est;ido :le e q u i l i b r i o d e l ( - i s t e m a , e s t & co,tcentrs 'Uos eri In. t a b l a 3.

Datos Exper imenta les que f u e r o n obtenidos para. e l Oálculo de l o a - Parámetros C i n é t i c o a , -

Carcp Orghics de Alimentticibn, Dt3O y UQO (mg/L).

Fuente de Carbono en e l B i o r r e a c t o r , DBOj y DQO (mg/L).

S 6 i i d o s Suspendiaos V o l á t i l e s en la. Alimentaci 6ñ *{ m4L).

Sólidos Suspendidos Tota . les en l a Alimentación (mg/L) .

s ó l i d o s SusaendiLios n o V o l á t i l e s en l a ~ i i m - ! n t a c i ó n -- Xva S ó l i d o s Susyiendidos V o l á t i l e s en e l L i c o r i t e z c h d o --

Xis

Xnva~

5 so

S e

Xvo

Xto

a v o ( W J L ) .

( me;/IJ) . 3 6 l i d o s . S u s p e n 'i¿os T o t a l e s en e l Licor Mezclado (mpJL).

S ó l i d o s Suspen.i idos no V o l é t i l e s en e1 ¿ i c o r Mezclado -- Velocidad de Consu.mo de Oxígeno (mg O&).

i

(mdL ) .

Rr

F F lu j o de A l i m ntación a l o s Biorreactores (L/dia).

t

V

Tiempo de Residencia en cada S iorreactor (días) .

Volumen de Op.raci6n de cada Biorreactor (L).

. .

8.2.1. Coe f i c i en t e - de Veloptdad

3.2.1.1.- Ba8es Tebricaa.

Eliminación - de Sustrato (K). -

K, se de f ine como e l grado de sustrsto reaovido en un -- biorreactor de sistema contínuo (mg), por cada l i t r o de SSVLH presente.

En un c u l t i v o en condiciones l imitadas d ~ ? fuente de carbono,- l a velocidaii de el iminación o de consumo de sustrato por unidad de biomasa es airectarnente proporcional a l a cantidad de sustrato prz sente.

sus t r a t o

condiciones

l i m i - tadas

-*

,, s o

, l*** _. _.-

.

CINBT ICA DE L A !iLIMINACION DE UN SUSTHATO POR NIICROORGANlSMOS.

Este fenómeno puede traducirse a l lenguaje matemático:

So - Se

Xva. t

Sa - Se 3 K(Se - Sn) Donde i

tXva So = Sustrato a tiempo cero.

; pendiente = K ( d í a s . mg s,sv/L)-'

+

Se = Sustrato a tiernwo = t.

C' un = Sustrato no biodegradable.

Xva= Biomcisa presente.

K = Constante de proporcionali-

ecuación de l a forma i

Y = mx t. b.

dad.

Y gráficamente se reuresenta a s í :

i3s pos ib le determinar K en un sistema contínuo con var ios bio- r reactores funcionando en ? w a l e l o a d i f e r en t es tiern3os dé'"reniien- c i a ; con es to v a r í a la concentración de sustrato en cada uno, ( 3 - d i s t i n t o tienipo 6 e residencia, d i s t i n t o sustrato r e s i d u a l ) obtenies dose 10s piintos de in ve.rie.h?.e indepe:idiente: con ~1~ sustrato res i - d u d , 1.7 h ' o a z s ~ producida y e l tiempo de res i lenc ia . en c i d n cfimara

se obtienen los puntos de IR vf lr iable deuendiente. -*

8.2.1.2.-. Procedimiento Expbrimental.

; Con l o s b iorreactores funcionruido a los tiempos de res idencia

descritos en 8.1.1. en condiciones estables, se cuantificaron:

So, Se, Xo, Xa, t.

t: tiempo de residencia hidráuli- co promedio.

ñhiestreo: cuatro veces-pol; semma durante cusrenta y cinco dfas.

DeterminRciones:

So y Se: se determinaron en lotes semanales; las muestras - fueron filtradas a través de membranas Millipore - de 0.45 micras de diámetro de poro y almacenadas a 4OC hasta ser nrocesadas.

tr: se caicui6 en base a l flujo hidráulico promedio durante e l neríodo de esta exoeriment~ci6n.

Xo y ;<a: se dnterninaron conforme ::e ohtenfan l:r+s muestras.

Los dntoc obtenidos en ].as detervinaciones znteriores se en-- cuentran concen trallos en l a . secci 6n ,de resultados.

8.2.2. Coeficiente - de Desarrollo Lodo m. Coeficiente - de Decsimiento (b).

_. ..-

8.2.2.1. Bases Te6rlcas.-

El Coeficiente de #)esarrollo de Lodo (a) , es decir, l a Pase - de Síntesis, representa la oroducción de lodo biológico por grano- del total de iustrnto removido.

-- a = ,qr :íSVLM prodycidos/gr de sustrato removido.

El Coeficiente de DecRPmi. nto, conocido como Resniración Ph-- _.

'1). dbgena, representa la fracción de C3VLM por unidad de tiempo (dia

1 !

(hora-') oxidada durante e l proceso de respira.ci6n endbgena. I I

I ~

b = ( g r SSVLM/día)(gr SSVLM en e l reactor ) .

i La producción neta de lodo b i o l óg i co es tá dada por l a di feren- c i a entre su s i n t e s i s y su degeneración debida a l a muerte ce lular .

Bajo condiciones de l imi tac ión de rustrato ( v e r 8.2.1.1.) l a - producción de lodo b i o l óg i co en un volumen da.do a p a r t i r de una con - centración i n i c i a l de l mismo, e s directamente proporcional a 1~ e l k minación de sustrato, consumida por e l iodo i n i c i a l , en un tiempo - dado.

~ 4 ,

I

i

idatemáticamente e s ta re lac ión se expresa como sigue:

n xv/v ( S o - se)

Xva Xva. t = a - b Donde :

~ L v = Lodo producido.

V = VolÚmen d e l Biorreactor.

Xva = Lodo I n i c i a l .

t = Tiempo.

a = Coe f i c i ente de oroducción de lodo.

b - Coe f i c i ente de decaimiento de lodo.

.- - Gráficamente:

L

8.2.2.2.- Procedimiento Experimental.

Las determinaciones utilizadas para el cálculo metros fueron:

Xvo, Xva, Xnvo, Xnva, So, Se.

* El significado iie estos sfmbolos, el rnuestreo,

el procesamiento de datos ya fueron descritos. Los resumen en una tabla que se cncuentra en la secci6n te.

de estos pará-

los analisis y resultados se-

correspondien-

8.2.3. Coeficiente - de Utiliz~ción - de Oxigeno p r a la Oxidaci6n del Sustrato m. Tasa de Consumo - de Oxígeno pnru l a ~utooxidacibn Celular --

d se define como l a fracción de sustrato removido utilizado - para la producci6n de energía.

a* c gr. de sustrato removido utiiizado para producción de energía/ gr. del total de sustrato removido.

b* se define como gramos de oxígeno utilizado en un dia p o r - gramo de SSVLM en el reactor para el proceso de respiracidn endóge - na .

b" E gr. 02/( día)( p. SSYLX en el reactor) -* .

8.2.3.l~ases Teóricas.

En un cultivo, el oxígeno es utilizado nor l o n microorganis-- moa con dos finalidades: degradar e l sustrato para producción de - biomasa y para autooxidarse cuando mueren.

O2 - microorganismo8 + sustrato ----> biomasn + productos de degradaci6n

4 En condiciones de limitación de sustrato, la velocidad de con-

sumó de oxígeno por el lodo biológico e s directamunte proporcional-

. .

al consumo de sustrato en un ti

Matemáticamente: .. .

Br a' (So - se) + b Xva Xva. t

- =

d

Donde : : R r = Velocidad de consumo de Oxígeno

(w 02/min).

Gráficamente:

Rr

Xva -

b' (I/dfa.)

(SO - se)/ Xva.t (mg DBOd'mg SSVLln.ds)-.

8.2.3.2.- Prooedimiento Experimental.

Las determinaciones n-cesarias fueron:

Xva, t, So, Se, Rr. -* La medicibn de l a velocidad de consumo de oxígeno Rr, se lle--

v6 a cabo mediente un mededor de oxígeno disuelto'marca G I , mode-

loi57, de Yellow Springs Instruments Co., Inc. La8 lecturas fueron

registradas n intervalos regulares de tiempo: las muestras analiza- das procedian de cada biorreactor bajo condiciones de mezcla total.

Los datos obtenidos de laa mediciones de oxfgeno disuelto sa - encuentran registrados en la tabla 4 y en l a gráfica 7 ; l o s datoe- experimentales Dromedio obtenidas para l a determinaci6n de los coe - ficientes de utilización de oxígeno disuelto, en la secci6n de rt- sultados.

4

Procesamiento de datos: Los valores obtenidos en las determinaciones descritas de la sección 7 a la 8, fueron sometidos a un programa computarizado de cálc~ lo, para la determinación de los datos experimentales (ver 8.2). que a su vez son la ba - se para el cálculo de l o s parámetros cindti- cos ya descritos.

-.

R E S U L T A D O S

A) .- CARACTERIZACION DB LA iLBfCLA SENISINTETICA.

Se l l e va ron a cabo las siguientes determinaciones, preparan - dose tres l o t e s de 200 l i t r o s cada uno.

PAHA:flETRO FEBRERO MARL O tBHIL

Análisis 8íeicoer

Conductividad (umhos) Grasas y Ace i tes (ppm) PH Só l idos Disueltos Totales (ppm) s b i idos d isue l tos V o l á t i l e s ( p ni) Sól idos Disueltos no Vo lá t i l es ppp.) Só l idos Suspendidos Totales ( p m Só l i d o s Suspendidos Vo lá t i l es pppm) :>ólidos Suspendidos no Vo lá t i l e s (ppm) Temperatura ,Turbidez (NTU)

500 13

300 178 300 49 42 7

90

6.82

+

1700 1140

2199 2030 790 892

1409 1198 46 45 46 40 16 11 .

)loo >loo

10.9 13.8 7.04 7.2

+ +

&nálisis Químicos

Cioruros (ppm) 74.7 373 334.95 (Qpm) 0.07 0.07 3.07

posfatos (pon) 1.156 1.745 9.56 Nitrógeno Amoniacai (ppm) 3.148 O. 777 0.07 Nitrógeno To ta l (ripm) 7.7 2 33 2 30 Sui fatos (ppm) 410 2345 2877 Su i fu ros (ppm) U.l 0.308 0.12 Carbono Tota l (mg/L) 774 774 774 Carbono Inorgánico (mg/L) 1.0 0.5 3.5 Carbono Orgánico (mg/L) 773 773" ' 7'73 Dencanda Química de Oxígeno (mg/L) 1357 1359 1178

An6lisie Bio l6g icos

Demanda Bioquírnica da Oxígeno ( w L ) 115a 1062 1240 DBOgDQO 0.70 0.78 1.05 DBO ,/DB Ou 0.70 0.73 0.67 Mimoorganismos C o l i f o r m e s Facales (NW/100 mi) 2500 2500 2500

i

I

B) - CONCENTRACION .WIMA TOLERABLE DEL EFLUENTB SEMSINTETICO.

Los microorganmrnos seleccionados lograron adautarae a una - concentración ?ibxima de: io*.

C).- DATOS EXPERIhBNTALFSJOBTENIDOS PARA EL CALCULO DE LOS PARW- TROS CINETICOS.

I.. ,-

-.

.

3 ) . - PARAMSTHOS CINETICOS.

1).- Velocidad Especifica - de Crecimiento u. El cultivo present6 un comwortamiento triáuxico, aon tres fa-

ses logaritmicas de crecimiento (ver gráfica 5 y 6). 4

FASE u( l/H) COEF. CORH. TIEMPO DE HEISIDENCIA VINIMO (H).

1.ra 3.951 0.9999 25.0

2 . da 1.061 o. 9999 22.1

3.ra 0.057 0.9999 23.3

prom. ). 05b --- 2 2 . 4

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1. ...

DATOS EXtdHIMLXTALES UROMEDIO OBTENIJOS PARA L A D E T E R M I N A - CION i)E LOS COir'ICIEXTdS .)E PRODUCCION DE LODO B I O L O G I C O .

PROZJCCIOR IIB L O D O

"I"

.

2A'rOS ZXPdRI .Vis& T LE* PWiYIEDIO 0BTfi:NIIlOS PARA LA DEThEHMINA-

CION i30 LOS COiSFICiiJi4TISS 3E UTILIZXCION J E O X I G W O DI ;U?;% TO.

, 1 0.2972 4 2 0 . W !

353.03 ~

' i ~ 2 0.2451

3 0.1625 234. )O .~

~

, I !

4 0.1576 227.033 i i

I

V:3LO;1IU.4i) VOLIJMMJTtiICA DE CO%SUyIO DE 02 DIS'JEL.

mg 02 dis/ l . min. I mg 02 dis./L . d í a C A 8 k B A

1

ii).- Coef ic ientes Relacionados a l Proceso de Remoción de Carga - - - - Orgánica Biodegradable.

YAfiAiVUTRO m I DAUBS VALOR EXPEBI MXNTTAL 3

K E./dfas. ( mg SSVLwL$ O. 0785; 0.0108

22.85

146.26

9.3384

0.3758

O. 1375; U. 1106

3.5592

0.6224

0.03?2; O. 0106

5 ' (+ ) Calculado en base a Di30 (&) Calculavio en base a DQO.

De f in i c ión de L i t e ra l e s : IE Constante de Velocidad Espec f f i ca de Eiimiriacibn de

Jus trato. Sa concentración de Materia OrgRnica no Biodegradable. a Coe f i c i ente de Rendimiento de Lodo Biolbqico. b Coe f i c i ente de Autooxidación de Lodo Biológico. 8'

b7 Canficiente de nespiraci6n Endó~ena.

Conf ic iente de ü t i i i z a c i án de Oxígeno para l a Oxid2 c i6n d e l Sustrato.

6

P'a.ra l a rt.a.i iazción d e l ?reciente e s o fué necesaria l a par- t ic ipa.c i6n in te rd isc in l i r i i r i f i de pro fes ioniatas pertenecientes a -- l a s áreas de B io log ía , Microbiología, f ier ik ñioqufrnica, Inge-- n i e r i a Ambiental, e tc . , auienee colabo en-.-cada una de l a s d i -

f e rentes etapas que comlirende dicha invest igación.

Debido a que e l presente Se rv i c i o Soc i a l tuvo como f ins l idad- apoyar l o s estuii ios rea l i zados por e l IMP, e s t e informe comnrende- Únicamente l a parte experimental, hasta l a obtención de l a s e r i e - de datos reportados hasta. e s t e punto, l o s cuales fueron procesados mediante un urograma computarizado de cá lcu lo por o t ra rar te d e l - gru-o de investigñdores, quienes se enca.rgaron de determinar l a s - bases :le diseno de l a olanta de tratamiento b io lóg ico .

. . . .. .. ....~ -

D I S C U S I O N

En estado de equilibrio los cultivos estudiados presentaron ' la siguiente flora microbiana:

Se detectaron principalmente dos tipos bacterianos: bacilos - largos y cortos; en las charas son tiempos.de residencia de 1.98, 2.44 y 2.92 días, los bacilos cortos se agruparon en grandes flócu - los, facilitando con esto la sedimentación.

1 :i I

~S

I i F iin cuanto a especies superiores (protoxoarios), mientras no - 8

se alcanzaba el estado de eouilibrio del sistema, se observaron -- flsgelados, mientras que en condiciones de estabilidad nre,iomina-- ron $os ciliados, cuya nresencia es importante en e l proceso debido a que se alimentan de bacterias dispersas, ayudando a su elimi-

I

nación; estas bacteries no serían Reparables fie las amas residua- ' f les tratzaas medinrite selinen.ta.ci6n convencional ( 4 ) . f

i i

! Gr3cia.s a 10s flSculos formados, fu6 posiblr obtener s5lidos-

sedimentnbles en l o s cuatro biorrenctores ( t a b l a 3). ;.

üe acuerdo a ios valores obtenidos en f a caracterizmidn fi- sicoquímica del efluente semisintético. 1a.s concentraciones de ni- tróKeno .v fósforo, en relación ai contenido orphico se encuentra- oue son insuficientes para lo,gar un buen desarrollo microbian0 -- por l o flue fu6 necesario emplear fuentes ext.>rnzs de dichos elemen - t o s . Es recomendable l a adición de nutrimentos a l sintema medinn- te solxiones concentradas de sales de nitrhceno v 4e fósforo, tales como el sulfato de amonio, nitrsto de amoni.0, fosfutn ie pota- ?lo (monohdsico o dshhico), l o cuy1 p?rmitirís. un control y mene- ;lo 4 0 11 arlici6n de nutrientes en forma controlada.

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Per otro lado podr ían emplearse spas neqras como fuente de - eqtos eJementos; sin embargg no es recomendable, ya que necesita-- rfan un tratnmiento previo para eiiainar uartfcuias en susaensión- aderri'.; le presentar la inconveniencia de que su contenilo de nitro

Reno y f d i f o r o se mantendría f luctuante, l o que r esu l t a r í a proble- mático en cuanto a su cont ro l de adicibz.

Con e l f i n de asegurar la e f i c i e n c i a d e l tratamiento bio16gi- co a n i v e l indust r ia l es conveniente u t i l i z a r lea ceuas microbia-- nas seleccionadas y adaptsias en es te estudio. - +

Resulta necesar ia l a construcción de una fosa de iguaiacibn - para e l contro l de f l u j o s y oarqa oraánicn; adic ión de nutrientes, homoqeneizacibn; praaereaci6n, lo que résu l tar6 a un m a j o r control y prevención de s i tuaciones adversas d e l proceso.

En l os resultados obtoni,'os en l a determinaci6n de Coliforrnes Fecaies podemos observar que se encuentran 2 500 NiW/130 m l , por - l o que resul ta conveniente someter a l e f luente tratado a un proceso de contacto con c l o ro , para el iminar l o s Coliforrnes Wecales que

no hayan sido eeparados en e l proceso 3e sedimentación: ya que con es te tratamiento s e r i a pos ib le c.Úmnlir con la n o r m establec ida -- por SEDUZ para l a descarga de dichos microorgnnisnos.

+ IMP-SIOBAC "Semilla para l a p a s de oxidación bio16gica". Froduc t o microbiol6gi.co comouesto de diversas cepas de microorganismoa con czpacidad para degradar restos de hidrocarburos y residuos - petroquímicos soportados en un nutr iente inerte.

i

P

C O N C L U S I O N

La mezcla semisintética de efluentes, previo tratamento prima- r i o de las corrientes agua ácida de la nlenta de acetaldehido y

agua aceitosa de etileno, es posible tratarla biol6gicamente -- sin necesidad de diluirla. Los microorqanismos seleccionados - lograron adaptarse a una concentración máxima de 100% de efluen 1 - te semisintético. I

I j 1 El contenido de acetaldehido en la nezcla sevisint6tica (230 -

240 ppm) no presentó efecto inhibitorio sobre la actividid del lodo biológico utilizado.

El contenido de c m m o hexavalent0 en la rnencla de eiluentes u- tilierda nara el estadio (0.0-/ ppm) apaoentemente no presenta- nin@ efecto inhibitgrio soSre In 7ctividad d e l lodo biolnqico adauta io.

S e e:tableció que el tiempo de residencia dnimo del reactor sin r3circulación , para evitar el lavado del Lodo bi~ló.:ico ser4 - cie 22.4.h.r~.

De acuerdo a los valores obtenidos de los nnrámetros cineticos, r e s u l t ? eficaz la utilización del lodo seleccionado y adaptado en e l laboratorio de Riotecnoloda y Bioin~qenieria nari-el tra - tamiento de los residuos del CFQ. *'%orelos".

La concentración 3e materia orgánica no biodegradable en térmi- nos de la OB0 determinsdn experimentalmente fué de 22.8 mg/L. 5

Losdiveles de eiiminaci6n de carea orgánica obtenidos sin re-- circuiacidn de lodos y dprante un régimen de cultive-continuo - estable fueron del orden siguiente:

Una v e z que e l s i s t e m a de c u l t i v o contfnuo s e encontró en c o n d i c i o - n e s e s t a b l e s en cuanto a ,nar&metros de sequimiento y c o n t r o l como- t u r b i e d a d , pH, Concantracidn de O2 M e n e l t o , SSV, SSNV, etc.', 8á - o b t u v i e r o n los s i g u i e n t e s Datoe- Bxaer imenta les : So, Se, jlnvo, Xva, X t a , Xnva, Rr, f, t , V; para e l c & l c u l o de los Parárno-- t r o s C i n k t i c o s K, a% a', b , ~ b l .

4

',hi los r e - u l t a ' ? s de l o s narfimetros a . n t e r i o r + s nodemo5 obser-

var que IR -oezc'1-a s e p j s i n t 6 t i c a d e l e f l . u e n t e . ? r,cvio t r a t a m i e n t o - ?rimpi :> en r?osibi e tratar1 I hi o l ó e c a r n e n t e s i n n r c e s i d a d de d i -- l u f r l & ; que el contenido de a c e t a l d e h i d o 'I de cr')mo hexcimlente en l a rnezcl? s e m i k . i n t é t i c a no nresentaron e f e c t o ir ihi .hi t o r i o 5obre l a

- ? t i v i d i d riel l o d o b i o l 4 T i c o adnntñdo: aun e l t iemoo :le r e s i c i e n c i a nir.irro e s t n b l e c i d o OR í1 e l re-.r:t:.?r sin r e c I r c u I ~ ~ i c i 6 n nara e v i t a r - :r1 lavado d e l lodo ser6 iie 22.r jirs.; que de acuerdo R Los v ! i lores o b t c r i i ios rosul . tn e f i c a z l a u t i l i z a c i ó n ~ i e 1 o io selecc ion:+do y a.-

dintndo: sue IR. cnr.cent-V-ci6ri ,le ::iterii, .?rr-5nj c:i l io biodey-edable en t4r : : inos (it. .la DA0 determinada ex ' erimt-!nt,i.Lnente fu6 de 22.8 - m q ' l L y aue los n i v e l e s de el.iminnci6ri de cvrEa f>rcrAnica obtcrii 10s-

si.ri r e c i r c u h c i ó n de loLios v ciutante un Térimen fin c i i l t i v o c m t f - - nuo e s t a b l e fueron d e l nrileri s i g u i e n t e : 96:: en PI b i ' 3 r r e n c t o r 1 y

97.4 en e l h i o r r e a c t o r 4 como DRü5 . 736 erl e l b i o r r e a c t o r L y d4!6 on ~3~ h i o r r e o . c t o r 4 corn UGO.

5

1)e acuerdo con io? re:quita, ios obterLitios en .i a c n r ~ c t e r i 7 ~ c i ó n d e l ~ f 1 . u ~ n t e s e m i n i n t é t i c o u t i i i z m i o en e s t e e s t w i i o s e concluyó - que Ir-is concentrnc ionns de n i t r 6 c e n o v f*5sfnro. e ~ i r e l a c i k s i con t e n i d o orsTRnico c e e n c s e n t r a n nor a b a j o i e La minima n e c e s a r i a p a -

ra . uria a c t i v i d 3 d m i c r o h i m a e f i c i e n t e ; ??st,) im-ilica IR neces idad - tie emplear f u e n t e s e x t e r n a s de d i c h o s elementos Dar8 cubr i r : l o s r e - q u s r i mientos.

La s e r i e de d a t o s renor,taíios en e s t e informe fueron u t i l i z a d o s nara o b t e n e r l a informncidn bRsica que se nrocesó m e d i m t e uri nro-

Eramu comnutarizado de c á l c u b o nor o t r a narte t ie l Rruno 4e col-abo- r n d o r e s , q u i e n e s se encargaron de d e t e r m i n e r l ~ s bnses de diseno iie

le nl.enta (de t r 8 t a m i e n t o b i o l ó g i c o , cumnliendo con 1s ú l t i m a e t a p a que c o n c l u i r i a e l e s t u a i o .

R E S U M E N

E l constante aumento de l a contaminación de las aguas ha 11e- gado a t a l e s proporciones que r e su l t s necesar io e l desarro l lo de - tecno log ías espec ia les para disminuirlos.

E l presente Se rv i c i o Qoc i a l tuvo como f ina l i dad apoya* los es tudios rea l i zados en e l IMP p o r el gruao de trabajo d e l Deoartamen t o de Biotecnologfa y Bio ingenier ia sobre tratamientos biol6gicos- en amas residualea de l a Industr ia Petroqufmica.

- -

Tales estiidios contribuyeron a un nroyecto de i n v e s t i ~ a c i ó n - para estab lecer técnica y económicamente el. sistema 6ntimo de tratamiento b i o l 6 ~ i c o de l o s e f luentes d e l C.P .S . "Morelos", de t a l - forma que l a s aauas res iduales tratadqs cnn ese sistema curnr>lan -- con l a s d i f e rentes disnosicioneo y nar6metros def inidos -or :SI.L)UE,

pufliiendo inoornorarse a los cuerios recentores naturales cmo r í o s ,

~ R R O S , etc. s i n causar danos a l medio ambiente Tor 1% nrecencia de compuestos tóxicos.

Se elaboró un ef luente semisintét ico c o n * l i f e rentes corr ientes cuyas carac te r í s t i cas son semejantes a lac de las corr ientes de desecho que generará e l Complejo cuando entre en funci6n. Oicho e-- f luente f u 6 caracterizado. f í s i c a , qufnica v biológicamente.

Yosteriormente se l l e v 6 R CRbO un8 se l ecc ión ie microorqanismos con c-rnacidsd nara degradm hislrocarburos v derivarios;.los cua l e s fueron adantados con é x i t o R una concentración m6xima d e l 1OU$ del e f luonte en estudio.

-

Una vez a d a n t dos l o s microorganismos R I e f luente se procedió R l a determifiacibn 3e l a Velocidad Eq-ec f f i ca de Crecimiento de -- Crecimiento ( p ) de l o s microorKewismos con !n f ina l idad de encon-- trar %a tasa c r f t i c a de d i luc ión en e l sistema cle cu l t i v o continuo insta lad? posteriormente.

Cono DB05 Carga inicial 1114.4 mg/L 96 $ en el biorreactor 1 (tr=1.5 d)

97 6 en el biorreactor 4 ( fr=3 d) 1.

Como DQO 79 $ en el biorreactor 1 1293 mg/L 84 46 en el biorreactor 4

1

u

- De acu:rdo con los resultsdos de la caracterización fisicoquf-- nico del efluente semisintético utilizado en este estudio, $8 - concluyó clue las concentraciones de nitróqeno y f óa fo ro , en re- laci61i a l contenido orqbico se encuentran n o r abajo de la míni ma necesaria para una actividad ,nicrobiana eficiente; esto im-- plica l a necesidad de emplear fuentes externas de dichos elemen - tos Dara cubrir los requerimientos.

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F i g u r a 1. B i o V r e a c t o r en s i s t e m a continuo.

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+ A N E X O 2 + - - - - - - GH AP I c AS

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3

2

GRAFICA 1. Neutralizacih del Efluente

0 Agua Acida: 3.24 l i t r o s .

A Agua Acida: 3.24 l i t ros .

7 PH a d 6 i D1 8 n 5 5 i

n a 1

O

4

SOSAS CIPSTIDAS (Litros)

!

J

199

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GHAPICA 2. Selección Primaria. Efluente 20% (V/V)

- -

1 I

.- TIEMPO (Horas) \

L.

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GRAFICA 3. Sclcccion Sccunduia 489

A 3w

... ".

400

3 50 T U R

I E D

303 .

A 250. D

20u .

100

50 .

-1

GItAFICA 4. Adaptación .vlicrobiana.

4 Efluente 20%

A Efluente 43;&

a Efluente GO$

A Efluente 8074

8 Efluente 100%

144 192 240 288 336 . 48 96

T I E W O (Horas )

"I

2 103

2303

1900 P E

O

S E 1730 C O

laso

1600 ( m d L 1

1300

1400

1300

1200

4

GRAFICA 5. Ciné tica de Desarrollo Microbiano.

f’ o Población mixta adaptada

O 5 10 15 20 25

T I E W O (Horas) - b

* . "..

GRAFICA 6, p'. * . .2

b..

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L.

O5

O 1 r I I

O 5 10 15 20 2 5 -e .,.

TIEMPO (Horas)

'3 X

*

GRAPICA 7. VELOCIDAD DE CONSUMO DE OXIGISNO.

6

5

4

3:

2

1

O

A ñ i o r r e a c t o r 3 (tr = 2.44 d)

~ B i o r r e a c t o r 4 (tr = 2.92 d)

I I I I

o 5 10 15 20 25

TIEIWO (min)

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TABLAS

+ A N E X O 3 + - - - - - -

. , . ~ . ..~.. . . . . . ,

1

i

TABLA 1

COMPOSICION DEL AGUA SEKISINTETICA UTILIZADA

CORRIENTE 4

._

Agua Acids de A c e t a l d e h i d o - - - - - - - -

Acetaldehfdo Acido Acético

Agua A c e i t o s a

Aceite Degradad(

- - - - - - - -

Oxido de L t i L e - n o

G l i c o l e s A c e t a l d e h i d o Oxido N i t r o s 3 Carbonato de B o t a s i o

------- - - - -

A g u a Negra

S o s a Gastada - - - - _ _ - - Hidróxido de

Sodio

N i t r a t o de Amon i o

F o s f a t o rnonobá- sic0 de P o t a s i o i

TOTAL

CONCENTRAC I O N

.$ (v/v)

I

7.8 - - - - - - - -

e--

---

99.9

4

TABLA 2

SELeCCI ON SECUM DAR1 A

* 46 EPL

T (Hr) O 20 40 60 80 100

O 2 1

23 25 27 29 31

136 107 124 145 157 182 240 214 206 246 222 226 252 247 242 303 258 262 300 288 276 314 270 281 352 325 286 320 2 76 282 390 338 278 330 276 270 400 340 2 84 320 272 259

PARAMETHOS DE SEGUIMIEXTO Y CONTROL (Valores Promedio).

* VALORES PROMEDIO Afr ES'PAüO DE EQUILIBRIO

FRESUENCIA DI MIBDICION PARAMETRO CAMARA 1 CAMARA 2 CAMARA 3 , CAMARA 4

PH 7.0 I 7.0 I 7.0 I 7.0 I d i a r i o

Turbiedad 78 84 65 63 d i a r i o

Conc. de OxíR. d i s .

s sv í ppm)

SSNV ( P P I

Tiempo de

6 6 6 6 d i a r i o

495.0 661.875 566.665 515. bL 5 d i a r i o

18.68 23.0 25.07 33.06 d i a r i o

( + ) El UH siempre. Be mantuvo a un valor nromedio de 7.0 oscilando entre 6.5 y 7.8.

Re i , - I m i C . R 1.46 8 d fa s f 1.98 2.44 2.92 d i a r i o

Só l idos se dimentablee

( ml/L ) 5.0 24.0 3.0 5.0 4/serpana

I !

i i

!

I

, .

I TABTJA A

MEDICIONES DE OXIGENO DISUELTO PARA CADA CAIYABA

i

I"

1"

r L

c c

3 c t c: A .

SOLUCIONES Y MEüJOS DE CULTIVO

soLuaIoñ%s Y HEDIOS DE CULTIVO

asdio 1

Medio 2

Medio 3

.

Solución salina. Cloruro de eodio Agua destilada

i

Nitrato de amonio Sulfato de manesio heatahidratado Fosfato monobásico de notasio Extracto de levadura Glicerol Agua destilada

Caldo de soya y tripticaseina, medio de cultivo comer cial, marca BIOXON, 3ioxon de Wéxico, S.A.

-

. i

r

+ A N E X O 5 + - - - - - -

TECNICISMOS. UNIDADES Y SIhEiOLOS

.

SIGNIFICADO DE ALGüNOS TECNICISMOS

BIOMASA También lodo bio l6g ico . maea formada por microorganismos.

BIOBBEACTORBS simulación de lagunas de oxidación a escala de lab0 ra tor io .

CEPA Especie y t i p o bacteriano, equivalente a l a "raza" en l o s pe rros.

- 4

-

CULTIVO CONTINUO A CONDICIONES BSTABLES Se Dresenta cuindo se cum plen dos condiciones, nroducci6n de lode y consumo de oxfgeno cons tantes rern-cto a l tiempo.

-

EFECTO BIOCIDA Poder de una sustancia de causar la muerte.

EFECTO BIOESTATICO Poder de una sustancia de i nh ib i r e l desarrollo de microorganismos.

EFLUENTE Corr iente o f l u j q i e oa i ida o l e (!esecho.

FASE ESTACIONARIA En un cultivo microbisno, es e l inteI*VPlo de -- tiempo en a l cual l a ve loc idad de duylicación de los microorsjnnis- rnos et3 igu8.1. a In de la muerte.

INFLUENTE Corr iente o f l u j o de t - t i immtec ih . _ -

LICOR MEZCLADO Medio l í qu ido donde se l l e v a a cabo l a accidn mi-- crobiann sobre e l sustrato.

PESO SECO Se obtiene a l e l iminar e l toea1 de agua de l a muestra.

SOLIDO3 SUSPENDIBOS TOTALES (SST) Constituidos nor sdl idos sedimentables y só l i dos en sus&nsi&n que no n a s a e l f i l t r o estandar- de .0.45 urn de diámetro de poro.

UNIDADES, ABREVIATURAS Y SIbBOLOS.

Unidades Sfmbolos

OC

d

g

G

H , h , h r

Kg

L, 1

mg

m l

N MP

PPm

Abreviaturas

DB05

DQO

DB0:N:P

J

Grados C e n t f q a d o s .

Días.

Gramos.

Galones.

Horas.

KiloErarnos.

L i t r o s .

Milimarnos.

! f i i l i l i t r o s .

Número Más t robable .

P a r t e s Por tqili6n.

Revoluciones por minuto.

Demmda Bioquínica de Oxígeno a tiemoo 5+- _, I 1 i

Demariaa Química de Oxígeno.

R e l a c i ó n de Demanda Bioqufmica de Oxfa;eno, Nitr6- geno y Fósforo.

Potoricial de Hidrbgeno.

Relac ión voldmen a volúmen.

SOLIDOS SUSPENDIDOS VOLATILES (SSV) Aquellos só l idos sedimmtables suependidos y co lo ida les , capaces de v o l a t i l i z a r s e por e f e c t o de - la calc inación a 503OC.

S O L I W S SUSPE27DIáK)S NO VOLATILES (SSNV) Aquellos só l i dos sedimenta - b l ee , suspendidos y co l o ida l e s que no se vo la t i zan por e f e c t o de l a calc inaci6n a 50OoC. .I

SOLIDOS SEDIYBJTABLBS Mater is les que se denositan en e l fondo de- un rec ip i ente por acci6n de l a gravedad.

TIEMPO DE RESIDENCIA En un sistema de cu l t i v o continuo, relación- que e x i s t e entre un volúmen de o r ~ e r ~ c i ó n v flujo, tiempo iiue trans - curre desde l a entrada de un volúmen dado de in f luenta hasta que - abandona e l sistema.

TASA CRIT ICA DE DILUCION ve loc idad mnxirnn n la oue nuede fluir e l medio de c l i l t i v o R t ravés de un sistema continuo s i n que l o s m i c o organismos nresentes sean desplazados a l e x t e r i o r de manera que e l sistema ouedara l i b l r e de e l l o s .

TURBIEDAD Medida de crecimiento microbian0 vue se basa en l a re-- f racc ión y r e f l e x i ón de la luz a l nasar a través de una suspensión microbima.

VELOCIDAD ESPECIFICA DE CRECIMIENTO Es La velocidad ? I n 'UP se - net iarro l l i un cu l t i v o particular en condiciones dadas.

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B I B L I O f f R A F I A

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