Prefermentación de agua residual urbana empleando un reactor biopelícula de lecho sumergido

Abstract

La pre-fermentación de agua residual urbana (ARU) ha sido una estrategia utilizada en los últimos años para mejorar los rendimientos de los sistemas de eliminación biológica de fósforo (EBF). En sistemas de EBF, la tasa y el nivel de P liberado en la fase anaerobia, así como la cinética de acumulación de P en la fase aerobia, dependen de la cantidad de sustrato disuelto disponible para captar y almacenar dentro del tejido celular de la bacteria, en forma de poli-b-hidroxi-butirato (PHB). Para realizar esta tarea, los microorganismos prefieren sustratos de bajo peso molecular como son los ácidos grasos volátiles (AGV).Diversos estudios indican una mejora del proceso de EBF cuando se trabaja con materia orgánica compuesta por sustratos fermentados (Rabinowitz y Oldham, 1986;Randall et al., 1994;Marais et al, 1983). Como generalmente el contenido de ácidos grasos volátiles (AGV) de las aguas residuales urbanas es muy bajo o nulo, diversos estudios recomiendan realizar la pre-fermentación del agua residual a depurar, de forma que se incorporen al afluente del proceso de EBF, la concentración de AGV apropiada en cada caso (Skalsky y Daigger, 1995;Randall et al, 1994;Abu-ghararah y Randall, 1991;Lilley, et al, 1990;Elefsiniotis y Oldham 1991;Arun et al, 1988). Sedlak (1991) indica que para eliminar 1 mg/l de fósforo se necesitan de 7-9 mg/l de AGV. Cuando se usan fuentes exógenas de AGV, debe cuidarse el no sobrepasar esta relación, porque se corre el peligro de que el proceso de EBF no sea económicamente viable, por el incremento de la materia orgánica afluente que esta práctica supone. El sistema clásico de fermentación de aguas residuales es el que surge de dividir en dos fases la digestión anaerobia, con el fin de mejorar los resultados de operación y tener un mejor control sobre dicho proceso. En este sentido, Andrews y Pearson (1965), estudiaron las características de la producción de ácidos grasos volátiles (AGV) en los procesos de fermentación, para lograr una separación física entre la metanización y la acidificación, empleando un reactor de cultivo en suspensión de mezcla completa, usando agua residual sintética, con una DQO afluente de 10 g/1, y TRS entre 0,75 y 22 días. La mayor tasa de producción de AGV se obtuvo con un tiempo de retención de sólidos (TRS) de 2,4 días, consiguiendo una transformación del 55% de la DQO en DQO acida, y una producción de AGV en función de la DQO afluente de 0,33 mg AGV/mg DQO. Por otro lado, Eastman y Fergu-son (1981), estudiaron la capacidad de hidrólisis de materia orgánica particulada durante la fase acida de la digestión anaerobia. Utilizaron cuatro reactores de mezcla completa operados a flujo continuo y discontinuo con tiempos de retención de sólidos e hidráulico (TRS, TRH) de 9 a 72 h, alimentados con fangos primarios con una concentración de sólidos en suspensión de 3,6%. Se determinó que los incrementos del TRS de 9 a 72 h provocan aumentos en la producción de AGV del reactor. Agua. Vol.6 Num.3 (septiembre 1999), páginas 259-268, recibido el 3 de febrero de 1999 y ...