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Las bacterias vitales para el tratamiento de aguas residuales

¿Sabías que se pueden utilizar bacterias para el tratamiento de aguas residuales? Así es, las bacterias en los sistemas de tratamiento de aguas residuales eliminan la materia orgánica para transformarla en crecimiento de nuevas células y en subproductos. Es decir, son descomponedores primarios. Si quieres saber más sobre el tema, lee el siguiente artículo.

Los microorganismos que son naturales para el medio ambiente de las aguas residuales desempeñan un papel vital en el proceso de tratamiento de aguas residuales. Las bacterias, protozoos, metazoos, algas y hongos beneficiosos se alimentan de materia orgánica en las aguas residuales, descomponiéndola. 

Las bacterias se agrupan formando masas que se asientan y separan de los líquidos de las aguas residuales. Esta masa sedimentada se llama lodo. En esta oportunidad, hablaremos específicamente de las bacterias para las aguas residuales.

Las bacterias aerobias, anaerobias y facultativas

Las bacterias representan el 95% de los microorganismos en las aguas residuales. Son microorganismos unicelulares que se clasifican en función de su respuesta al oxígeno. Las bacterias aeróbicas usan oxígeno, el cual se añade mecánicamente para descomponer los contaminantes de las aguas residuales, convirtiéndolo en energía. 

Las bacterias utilizan esta energía para crecer y reproducirse. Asimismo, las bacterias anaeróbicas obtienen oxígeno de su fuente alimenticia. A medida que estas descomponen el lodo, producen gas metano. Este gas metano puede emplearse como una fuente de energía alternativa, llamada biogas, para alimentar el proceso de tratamiento de aguas residuales. 

Las bacterias anaeróbicas también se pueden utilizar para reducir la cantidad de fósforo en el efluente. A pesar de que prefieren oxígeno, las bacterias facultativas pueden cambiar entre formas aerobias y anaerobias en respuesta a su entorno.

Las bacterias consumen material orgánico

Las bacterias consumen materiales orgánicos biodegradables, incluyendo proteínas, carbohidratos y grasas por adsorción y absorción. Durante la adsorción, las partículas de alimentos que son demasiado grandes para atravesar la membrana celular y las bacterias se adhieren entre sí. 

Las bacterias secretan enzimas, las cuales disuelven las partículas de alimentos en unidades muy pequeñas. Estas pequeñas unidades de alimentos ahora pueden pasar a través de la pared celular de la bacteria. La absorción es el proceso por el cual las unidades disueltas más pequeñas de comida pasan a la membrana celular.

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5 fases del crecimiento de las bacterias

Primera fase

La mezcla de microorganismos y aguas residuales en el tanque de aireación recibe el nombre de «licor de mezcla». Las bacterias pasan por 5 fases de crecimiento en el licor de mezcla. Durante la fase de adaptación, las bacterias se adaptan al entorno, desarrollando las enzimas necesarias para digerir los nutrientes.

Las bacterias descomponen los nutrientes con enzimas que solo trabajan en condiciones favorables. Las bacterias no pueden sobrevivir si las enzimas no funcionan correctamente.

Segunda fase

Las aguas residuales afluentes contienen altos niveles de nutrientes que las bacterias usan para crecer y recibir energía. Las bacterias empiezan a crecer y reproducirse durante la fase de crecimiento acelerado. Las bacterias en crecimiento se mueven en busca de nutrientes, multiplicándose rápidamente. Pero, no se asientan para formar flóculos.

Tercera fase

Durante la fase de disminución de crecimiento, los niveles de nutrientes comienzan a caer y las bacterias compiten por nutrientes. Cuando los niveles de alimentos son bajos, las bacterias se ralentizan para conservar energía y no crecen ni se reproducen. Los nutrientes se usan para la energía y el mantenimiento de las células. 

Cuarta fase

Los niveles de bacterias permanecen constantes durante la fase estacionaria. Forman una capa viscosa gruesa de productos de desecho en el exterior de la pared celular. Esta capa viscosa hace que las bacterias se agrupen para formar flóculos.

Quinta fase

El número de bacterias se reduce durante la fase letal.

Relación entre los alimentos y microorganismos

La cantidad de alimentos disponibles para los microorganismos se calcula a través de la relación entre los alimentos y microorganismos (F/M). La relación F/M es la medición del alimento entrante dividido por los microorganismos (en libras) en el sistema. 

Esto se determina dividiendo los resultados de la prueba de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) o la demanda química de oxígeno (DQO) entre los sólidos suspendidos volátiles en el licor de mezcla (SSVLM).

Si el licor de mezcla no se mantiene el tiempo suficiente para que los niveles de nutrientes caigan, se desarrolla una alta relación F/M, en la que las bacterias se dispersan y continúan reproduciéndose y moviéndose de forma activa. 

Esto evita que se desarrollen los flóculos, lo que origina problemas y efluentes turbios. Solo cuando se limitan los nutrientes, las bacterias son capaces de desarrollar la capa viscosa y agruparse para formar flóculos. Si la relación F/M es muy baja, pueden producirse deficiencias de nutrientes. 

Un medio ambiente deficiente de fósforo, nitrógeno, o azufre interrumpe el desarrollo de la pared celular, creando resistencia al agua, lo que resulta en la dispersión de flóculos, acumulación de lodos y espuma. Esto dificulta la penetración de nutrientes en la pared celular. El aumento de volumen de limo puede ocurrir en ambientes deficientes en fósforo o nitrógeno o altos en ácidos orgánicos.

Hasta aquí, te hemos mostrado la importancia del uso de bacterias para el tratamiento de aguas residuales y las cinco fases del crecimiento de las bacterias. ¡Esperamos que esta información te haya resultado útil e interesante!

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