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UNIDADES
UNIDAD II: Microorganismos implicados en los procesos de
tratamiento. Introduccin a los procesos de tratamiento
biolgico. Parmetros de diseo Taller practico 01
Microorganismos Implicados en los Procesos de Tratamiento
Qu es la microbiologa? La microbiologa es el campo cientfico que se
ocupa del estudio de los organismos microscpicos, comnmente conocidos como microorganismos.
Qu son los microorganismos? Todas las criaturas vivientes estn formadas
por clulas. Las clulas son unas muy pequeas unidades bsicas de la vida. Son las estructuras mas pequeas capaces de realizar los procesos bsicos de la vida, tales como absorcin de nutrientes y expulsin de desechos. Las cuales solo se pueden observar mediante el microscopio.
Entre estos microorganismos tenemos:
Bacterias
Algas
Protozoarios
Rotiferos
Bacterias
Las bacterias son microorganismos unicelulares que presentan un tamao de algunos micrmetros de largo (entre 0,5 y 5 m, por lo general) y diversas formas incluyendo esferas (cocos), barras (bacilos) y hlices (espirilos).
Muchas bacterias
disponen de flagelos o de otros sistemas de desplazamiento y son mviles.
Algas
Entre las mas comunes tenemos:
Chlorella Euglena Closterium Ankistrodesmus Actinastrum Chlorococcum Oscilatoria (**) Golenkinia Lepocinclis Agnemellum Ankistrodesmus falcatum Anacystis Anabaena Spirogira (**)
Golenkinea Chlorella Chlorococum
(*) (*) (*)
(*) (*)
Protozoarios
Los protozoos son considerados como bioindicadores del estado de funcionamiento de las depuradoras de aguas residuales. Son los principales consumidores de las poblaciones bacterianas en los sistemas acuticos e intervienen en la formacin de cogulos sedimentables.
En resumen, son fundamentales en los sistemas de depuracin biolgica de las aguas residuales.
El metabolismo de los protozoos es la base de su actuacin en la depuracin de las aguas; primero por el consumo de materia orgnica disuelta en el agua y de las bacterias que se desarrollan en el medio
Paramecium, un ciliado tpico.
Rotiferos
Los rotferos eliminan bacterias dispersas y protozoos. Algunas especies contribuyen a la formacin del flculo por secreccin de mucus
Philodina alimentndose
INTRODUCCIN A LOS PROCESOS DE
TRATAMIENTO - Proceso biolgico
En la mayora de los casos la oxidacin biolgica se lleva a cabo sobre la materia orgnica. Tales materiales estn compuestos principalmente de:
Carbono C Nitrgeno N Hidrgeno H Fsforo P Oxgeno O Azufre S
La actividad bilogica se aprovecha para la degradacin de la materia orgnica biodegradable, colidal o disuelta. Durante este proceso se eliminan gases (CO2 o CH4) y se obtiene biomasa que puede ser extraible mediante sedimentacin.
El proceso biolgico tambin se usa para remover nitrgeno y fsforo de un agua residual.
La oxidacin biolgica es la conversin de la materia orgnica a la forma inorgnica
Descomposicin bilgica de la materia orgnica
Consideraciones ambientales
Todo proceso biolgico se desarrolla con las siguientes consideraciones: Nutrientes suficientes Ausencia de elementos txicos Condiciones ambientales
apropiadas
Las aguas residuales domsticas contienen nutrientes requeridos para el crecimiento de microorganismos. Pero algunos residuos lquidos industriales no contienen nutrientes. La relacin apropiada es el siguiente: DBO5/N/P es de 100/5/1
Auto purificacin biolgica
La autopurificacin es la capacidad de un cuerpo de agua para deshacerse de los contaminantes mediante microorganismos
Auto purificacin biolgica
Auto purificacin biolgica
Proceso Biolgico Aerobico Anoxico - Anaerobico
Proceso biolgico aerobico.- Es aquel donde el proceso biolgico se da en presencia de oxigeno (mayores a 2 mg/L)
Proceso biologico anoxico .- Es aquel donde el proceso biolgico se dan en condicones que no son aerobicos ni anaerobicos estrictos (O.D entre 0.3 a 0.6 mg/L )
Proceso biolgico anaerobico .- Es aquel donde el proceso biolgico se da en condiciones de Oxigeno Disuelto nulo
CICLO DEL CARBONO
El Carbn liberado de los animales antes de su muerte es convertido directamente en Bixido de Carbono a travs de la respiracin animal o pasa del cuerpo de animal en urea y otros compuestos orgnicos, desde esa forma es convertido por los microorganismos en Bixido de Carbono
El significado de la oxidacin biolgica
en los procesos en Ingeniera Sanitaria puede ser mejor explicado y con claridad cmo los elementos que son normalmente transformado por la naturaleza.
CICLO DEL NITROGENO
El Nitrgeno en la materia orgnica sin vida es convertido por los microorganismos primero en amoniaco y luego en Nitrito y Nitrato. El Nitrgeno en la forma de Amonaco y no Nitrato es asimilado por las plantas y incorporado en protena. Los animales consumiendo las plantas, utilizan el Nitrgeno en su propia estructura de protena. El mayor producto terminado del metabolismo del Nitrgeno en la mayora de los animales es la urea.
UREA: NH2 con NH2 Se
encuentra en la orina y la sangre - se llama tambin Carbono.
Es el desecho final de la
aumentacin proteica utilizado por el cuerpo.
MODELO O PATRON DE CRECIMIENTO DE LOS MICROORGANISMOS
La curva ilustra el modelo clsico de crecimiento que representa a los microorganismos. La curva revela que el crecimiento pasa a travs de tres fases. Al inicio, todos los nutrientes estn presentes en exceso con relacin a lo requerido por los microorganismos, y el crecimiento no tiene restricciones.
Fase de
Crecimiento Constante
Fase de Declinamiento en el crecimiento
Fase Endgena*
Concentracin de Microorganismos Tiempo
Fig. 4 : Patrn de Crecimiento Clsico
Fuente: Ing. Otto Rosasco Gerkes
OXIDACIN BIOLGICA DE UN SUBSTRATO
Crecimiento relativo de microorganismos en el curso de la estabilizacin de un residuo orgnico en un medio lquido aerobico
Los microorganismos que utilizan el Bixido del carbono, como la nica fuente del carbn, se denominan AUTOTROFOS
Mientras que aquellos que obtienen el carbono de fuentes orgnicas solamente, se les denomina HETEROTRFOS.
Algas (autotrofas)
Bacterias (heterotroficas)
NITRIFICACION Y DESNITRIFICACION
Nitrificacin
La oxidacin del amoniaco forma Nitritos y luego Nitratos. Estas bacterias tiene una tasa de crecimiento menor que las heterotrificas, por ello requieren de mayor tiempo de retencin celular. El pH debe estar entre aprox. neutral. Oxigeno de 2ppm minimo. Hay que tener en cuenta que para este proceso se requiere de alcalinidad.
Desnitrificacin
En la reduccin del Nitrato estan involucradas las bacterias heterotroficas usando en condiciones anoxicas con tiempos de retencin algo elevados (TR 15h aprox).
Para que se de el proceso se require fuente de carbono organico, 7
Procesos Fsicos /Qumicos de Tratamiento Coagulacin /Floculacin/Decantacin
El tratamiento fsico qumico del agua residual tiene como finalidad mediante la adicin de ciertos productos qumicos, la alteracin del estado fsico de estas sustancias que permaneceran por tiempo indefinido de forma estable para convertirlas en partculas susceptibles de separacin por sedimentacin.
Parametros de diseo
Dentro de los parametros de diseo mas importantes tenemos:
Poblacin de diseo
Dotacin CAUDAL GENERADO
Contribucin al desague
Produccin en procesos liquidos
DBO5 DQO MATERIA ORGANICA
Sustancias txicas PATOGENOS
Coliformes fecales METALES, SUSTANCIAS TXICAS
Metales pesados, etc
Temperatura del agua del mes mas frio
Temperatura del agua del mes mas caliente CONDICIONES
Altitud sobre el nivel del mar AMBIENTALES
PH
Variacin de caudal durante el da
1Atm = 1000mb ----- 0 C = 273.15 K
Muchas gracias jcalarcon@cip.org.pe