Estudio fisiológico y poblacional de la metanogénesis del 2-clorofenol (2CP) en un reactor anaerobio de lote secuenciado (ASBR)

El presente trabajo pretende contribuir al estudio de la eliminación del 2-clorofenol (2CP) bajo condiciones anaerobias metanogénicas, así como al entendimiento de las interacciones entre las respuestas fisiológicas dentro de un consorcio anaerobio metanogénico y la estructura de la comunidad microb...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Lizeth Maribel Beristain Montiel
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2011
País:México
Institución:Universidad Autónoma Metropolitana
Repositorio:Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa
Idioma:español
OAI Identifier:oai:bindani.izt.uam.mx:f1881m167
Acceso en línea:https://doi.org/10.24275/uami.f1881m167
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/LEM/Metanogénesis
info:eu-repo/classification/LEM/Aguas residuales -- Purificación -- Tratamiento anaerobio
info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología
info:eu-repo/classification/LEM/Methanol
info:eu-repo/classification/LEM/Biotechnology
info:eu-repo/classification/LEM/Sewage -- Purification -- Anaerobic treatment
info:eu-repo/classification/cti/6
Descripción
Sumario:El presente trabajo pretende contribuir al estudio de la eliminación del 2-clorofenol (2CP) bajo condiciones anaerobias metanogénicas, así como al entendimiento de las interacciones entre las respuestas fisiológicas dentro de un consorcio anaerobio metanogénico y la estructura de la comunidad microbiana presente. El trabajo se dividió en tres partes. En la primera se evaluó en cultivos en lote i) el efecto de utilizar como inóculo lodo metanogénico con diferentes periodos de contacto previo al 2CP, ii) la adición de acetato y fenol como donador de electrones en relación estequimiométrica con el 2CP, iii) el efecto de la presencia de diferentes concentraciones iniciales de oxígeno. La segunda parte se enfocó en el estudio del proceso respiratorio metanogénico del 2CP y en las caracteristicas de sedimentación del lodo en dos reactores anaerobios de lote secuenciado (ASBR). En la tercera parte se evaluó la relación del proceso respiratorio del 2CP y la estructura molecular de las comunidades microbianas de arqueas y bacterias presentes en los cultivos mediante separación de DNA por electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante (DGGE). En los cultivos en lote, se observó la reducción en la fase de retardo de hasta el 62.5% con un concomitante incremento del 114% en la velocidad especifica de consumo (q2CP) al utilizar como inóculo un lodo con un tiempo de contacto previo al 2CP de 80 días. Cuando se evaluó el efecto de la adición de un donador de electrones se encontró que la utilización de acetato no favoreció el consumo del 2CP, en contraste, la adición de fenol resultó en un incremento del 46% en la velocidad específica de consumo de 2CP. No se observaron diferencias significativas durante la evaluación de la adición de diferentes concentraciones de oxígeno en las velocidades específicas de consumo y eficiencias de consumo de 2CP. El presente trabajo pretende contribuir al estudio de la eliminación del 2-clorofenol (2CP) bajo condiciones anaerobias metanogénicas, así como al entendimiento de las interacciones entre las respuestas fisiológicas dentro de un consorcio anaerobio metanogénico y la estructura de la comunidad microbiana presente. El trabajo se dividió en tres partes. En la primera se evaluó en cultivos en lote i) el efecto de utilizar como inóculo lodo metanogénico con diferentes periodos de contacto previo al 2CP, ii) la adición de acetato y fenol como donador de electrones en relación estequimiométrica con el 2CP, iii) el efecto de la presencia de diferentes concentraciones iniciales de oxígeno. La segunda parte se enfocó en el estudio del proceso respiratorio metanogénico del 2CP y en las caracteristicas de sedimentación del lodo en dos reactores anaerobios de lote secuenciado (ASBR). En la tercera parte se evaluó la relación del proceso respiratorio del 2CP y la estructura molecular de las comunidades microbianas de arqueas y bacterias presentes en los cultivos mediante separación de DNA por electroforesis en gel con gradiente desnaturalizante (DGGE). En los cultivos en lote, se observó la reducción en la fase de retardo de hasta el 62.5% con un concomitante incremento del 114% en la velocidad especifica de consumo (q2CP) al utilizar como inóculo un lodo con un tiempo de contacto previo al 2CP de 80 días. Cuando se evaluó el efecto de la adición de un donador de electrones se encontró que la utilización de acetato no favoreció el consumo del 2CP, en contraste, la adición de fenol resultó en un incremento del 46% en la velocidad específica de consumo de 2CP. No se observaron diferencias significativas durante la evaluación de la adición de diferentes concentraciones de oxígeno en las velocidades específicas de consumo y eficiencias de consumo de 2CP. rendimientos podría estar asociada a la acumulación de ácidos grasos volátiles (AGV) la cual únicamente se presentó a la última concentración. Se obtuvieron valores de IVL entre 35 y 105±5 mL/g, en todas las concentraciones evaluadas en el reactor ASBRA, estos valores reflejan la buena capacidad de sedimentación del lodo. El reactor ASBRB tuvo el mismo comportamiento sin embargo, cuando se aumentó la concentración a 140 y 196 mg C-2CP/L se observó un incremento significativo en los valores del IVL, provocando problemas en la sedimentabilidad del lodo. Los resultados obtenidos en este apartado dan evidencia de que el utilizar un reactor ASBBR puede ser una atractiva herramienta para el tratamiento de compuestos aromáticos debido a que el periodo de aclimatación necesario es corto. Ademas se encontró que el consumo del 2CP puede llevarse a cabo satisfactoriamente sin la adición de un donador de electrones, aunado a esto un reactor ASBR puede ser utilizado satisfactoriamente para el tratamiento de hasta 280 mg C-compuesto aromático/L. El análisis de las secuencias del gen 16S DNAr de ambos reactores, mostró la presencia de bacterias asociadas con P. putida, P. mendocina, U. Caulobacter, R. lindaniclasticus y Uncultured Cloroflexi bacterium durante la operación de ambos reactores. Se sugiere que la presencia y permanencia de algunas de estas bacterias puede estar relacionada con la deshalogenación del 2CP así como con el consumo de intermediarios producidos. Las altas E2CP en todas las concentraciones evaluadas pueden estar relacionadas con el equilibrio en las poblaciones microbianas presentes en ambos reactores reflejado en el índice J= 0.97±0.2. Por otro lado el decremento en las q2CP puede estar asociado con el decremento en las poblaciones reflejado en el índice ecológico S. La acumulación de fenol y AGV observada puede estar asociada con la ausencia de bandas relacionadas con Caulobacter y Bacillus. La disminución en los rendimientos de producción de biogás mencionada anteriormente, puede estar asociada con (i) la disminución o ausencia de bacterias fermentativas o acetogénicas,(ii) la ausencia de sustratos necesarios para la metanogénesis, y (iii) la eventual disminución de las poblaciones metanogénicas reflejados en los índice S y J.

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