Dinámica poblacional de una biopelícula asociada a la reducción de sulfato a sulfuro y la oxidación parcial del sulfuro a azufre elemental bajo condiciones limitadas de oxígeno disuelto

Las descargas de aguas residuales que contienen compuestos azufrados y materia orgánica generan la formación de H2S debido a la acción de microorganismos anaerobios presentes en estas aguas. El H2S es un compuesto indeseable ya que presenta propiedades tóxicas, corrosivas y mal olor. Además puede oc...

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Detalles Bibliográficos
Autor: URIEL CID REYES
Tipo de recurso: tesis de maestría
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2012
País:México
Institución:Universidad Autónoma Metropolitana
Repositorio:Repositorio Institucional de la UAM Iztapalapa
Idioma:español
OAI Identifier:oai:bindani.izt.uam.mx:765371531
Acceso en línea:https://doi.org/10.24275/uami.765371531
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:info:eu-repo/classification/LEM/Water Pollution Sulfur
info:eu-repo/classification/LEM/Sulfur Environmental aspects
info:eu-repo/classification/LEM/Biotecnología
info:eu-repo/classification/LEM/Agua -- Contaminación -- Eliminación de azufre
info:eu-repo/classification/LEM/Biotechnology
info:eu-repo/classification/LEM/Azufre -- Aspectos ambientales
info:eu-repo/classification/cti/6
Descripción
Sumario:Las descargas de aguas residuales que contienen compuestos azufrados y materia orgánica generan la formación de H2S debido a la acción de microorganismos anaerobios presentes en estas aguas. El H2S es un compuesto indeseable ya que presenta propiedades tóxicas, corrosivas y mal olor. Además puede ocasionar cambios en la variedad en cuerpos de agua naturales a consecuencia del cambio de pH y por el consumo de oxígeno disuelto, problemas de salud e incluso la muerte a concentraciones en la atmósfera mayores de 2000 mg L-1. Con el fin de eliminar estos problemas se han empleado biotecnologías fundamentadas en el ciclo del azufre, sin embargo, los criterios de diseño para estos sistemas se han basado principalmente en parámetros de ingeniería y microbiología clásica, y en ellos no se estudia con detalle la identificación, función y estructura de las comunidades que conforman los consorcios microbianos utilizados. En los últimos años se han empleado técnicas como la DGGE para el análisis de los cambios poblacionales en los sistemas de tratamiento de aguas residuales, con el fin de dejar de ver a los reactores como “cajas negras” y entender lo que realmente sucede dentro de ellos, debido a que la diversidad microbiana. En el presente trabajo se estudió la dinámica e identificación de las poblaciones de una biopelícula cultivada en un reactor de lecho fluidificado inverso (RLFI) en donde se llevó a cabo la reducción del SO42- a H2S y la oxidación parcial del H2S a S80 en condiciones limitadas de oxígeno disuelto, con el fin de relacionar los géneros microbianos que forman la biopelícula con el comportamiento del reactor. El RLFI operó inicialmente en lote con el fin de formar una biopelícula sobre partículas de polietileno de baja densidad (400 Kg m-3). El inóculo fue un lodo anaerobio de la planta de tramiento de aguas residuales de la UAM-I. El medio mineral que se alimentó al reactor contenía 31.33 mM de lactato y 40.60 mM de SO42-. La concentración de SVI en la biopelícula al final de esta etapa fue de 1 kg m-3 de soporte seco y mostró eficiencias de consumo de SO42- del 75% con respecto al alimentado. La formación de S0 fue cercana al 12% del SO42- alimentado. Posteriormente el RFLI operó en continuo con un TRH de 2 días y con una relación másica de DQO/SO42- fue de 0.66 para favorecer el proceso sulfato- reductor de forma desasimilativa y el TRH fue de 2 días. La operación en continuo se llevó a cabo durante 72 días: en los primeros 41 días (etapa I) las fuentes de carbono fuerón lactato y etanol en una proporción de 80:20, respectivamente, en los 31 días restantes (etapa II) la proporción de lactato-etanol alimentada fue 50:50. En la etapa I, la eficiencia de eliminación del SO42- disminuyó aproximadamente un 6% en comparación con la etapa de inmovilización (75%). Sin embargo, al cambiar la proporción en la alimentación de lactato-etanol a 50:50 (etapa II), la eliminación de SO42- se vio considerablemente disminuida, ya que sólo el 60% del SO42- alimentado fue consumido (24 mM). a concentración de SVI en las etapas I y II fueron 1.46 y 1.34 kg m-3 de soporte seco respectivamente.En cuanto al estudio de biología molecular se apreciaron una baja diversidad de generos, principalmente bacterias sulfato-reductoras. Los géneros encontrados fueron Desulfomicrobium y Desulfovibrio, principalmente, además de Geobacter, Desulfuromonas y/o Petrimonas. No se encontraron bacterias sulfo-oxidantes, lo cual apoya la teoría de que la formación de azufre elemental se dió principalmente por vía química. Por otra parte, se observó que al identificar los generos microbianos mediante estas técnicas se puede explicar el comportamiento del reactor con mayor certeza que sólo haciendolo con balances de materia y electrones, los cuales son afectados fuertemente por el potencial redox.

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