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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