Procesos Biologicos Unitarios

Universidad Tecnológica de Chile

Inacap

Manejo de residuos Líquidos

Pía Vivanco

Procesos Biológicos Unitarios

Integrantes: Tamara Pulgar

Matías Escobedo

Gonzalo Tacchi

Diego Anticoy

Diego Hernández

Fecha: 12 de junio, 2014

Docente: Pía Vivanco

Sección: 861

Índice.

1.- Introducción………………………………………………………………………….3

2.- Metabolismo Microbiano……………………………………………………………4

2.1.- Papel de los microorganismos……………………………………………….4

2.2.- Introducción al metabolismo microbiano…………………………………….4

2.3.- Necesidades nutritivas para el crecimiento microbiano……………………4

2.4.- Fuentes de energía y de carbono……………………………………………5

2.5.- Necesidades de nutrientes y de factores de crecimiento………………….5

2.6.- La nutrición bacteriana y los procesos de tratamiento biológicos…………6

2.7.- Microorganismos importantes en el trat. biológico de agua residual……..6

2.8.- Necesidades medioambientales……………………………………………..7

3.- Microbiología de los procesos: Cinética y estequiometria e las reacciones…...8

3.1.- Formas de expresar las cinéticas……………………………………………8

4.- Introducción a los procesos aerobios y anaerobios……………………………...9

4.1.- Procesos de tratamiento aerobio de cultivo en suspensión………………..9

4.1.1.- Fangos activados…………………………………………………………….9

4.1.2.- Lagunas aireadas……………………………………………………………10

4.1.3.- Reactor de flujo discontinuo secuencial…………………………………..11

4.1.4.- Digestión aerobia……………………………………………………………12

4.2.- Procesos de tratamiento anaerobio de cultivo en suspensión…………….13

4.2.1.- Digestión anaerobia…………………………………………………………13

4.2.2.- Proceso de digestión de baja carga……………………………………….13

4.2.3.- Proceso de digestión de alta carga………………………………………..14

4.2.4.- Proceso de doble etapa…………………………………………………….14

5.- Conclusión……………………………………………………………………………15

6.- Bibliografía……………………………………………………………………………16

1. Introducción.

En la mayoría de los casos, con un análisis y control adecuados del entorno, es posible tratar por vía biológica la práctica totalidad de las aguas residuales. Por lo tanto, es necesario que el ingeniero sanitario conozca perfectamente el funcionamiento y las características de cada uno de los procesos de tratamiento biológico, a fin de que pueda asegurar el control y adecuación del medio ambiente al proceso de tratamiento escogido, teniendo en cuenta la importancia del tratamiento biológico.

2. Metabolismo Microbiano.

El metabolismo microbiano es el conjunto de procesos por los cuales un microorganismo obtiene la energía y los nutrientes (carbono, por ejemplo) que necesita para vivir y reproducirse. Los microorganismos utilizan numerosos tipos de estrategias metabólicas distintas y las especies pueden a menudo distinguirse en función de estas estrategias. Las características metabólicas específicas de un microorganismo constituyen el principal criterio para determinar su papel ecológico, su responsabilidad en los ciclos biogeoquímicos y su utilidad en los procesos industriales.

2.1 Papel de los microorganismos: La eliminación de la DBO carbonosa, la coagulación de los sólidos coloidales no sedimentables, y la estabilización de la materia orgánica se consiguen, biológicamente, gracias a la acción de una variedad de microorganismos, principalmente bacterias. Los microorganismos se utilizan para convertir la materia orgánica carbonosa coloidal y disuelta en diferentes gases y tejido celular. Dado que el tejido celular tiene un peso específico ligeramente superior al del agua, se puede eliminar por decantación.

Es importante señalar que, salvo que se separe de la solución el tejido celular que se produce a partir de la materia orgánica, no se alcanzará un tratamiento completo. Ello es debido a que el tejido celular, que es de naturaleza orgánica, aparecerá como parte de la medida de la DBO del efluente. Si no se separa el tejido celular, el único tratamiento que se habrá llevado a cabo es el asociado con la conversión bacteriana de una fracción de la materia orgánica presente originalmente en diversos productos gaseosos finales.

2.2 Introducción al metabolismo microbiano

La comprensión de las actividades bioquímicas de los microorganismos importantes es básica en el proyecto del tratamiento biológico y en la elección de los procesos que forman parte de él. Los dos temas principales son: las necesidades nutritivas generales de los microorganismos habitualmente presentes en el tratamiento del agua residual y la naturaleza del metabolismo microbiano, en función de la necesidad de oxígeno molecular.

2.3 Necesidades nutritivas para el crecimiento microbiano

Para poder reproducirse y funcionar de manera correcta, un organismo necesita: una fuente de energía; carbono para la síntesis de materia celular nueva, elementos inorgánicos (nutrientes) tales como nitrógeno, fósforo, azufre, potasio, calcio y magnesio. Los nutrientes orgánicos (factores de crecimiento) también pueden ser necesarios para la síntesis celular. Aquí veremos las necesidades de fuentes de carbono y de energía, normalmente conocidas como substratos, de nutrientes y de factores de crecimiento para los diferentes tipos de organismos.

2.4 Fuentes de energía y de carbono

La materia orgánica y el dióxido de carbono son dos de las principales fuentes de carbono celular para los microorganismos. Los organismos que utilizan el carbono orgánico para la formación de tejido celular se denominan heterótrofos. Los organismos que obtienen carbono celular a partir del dióxido de carbono reciben el nombre de organismos autótrofos. El proceso de conversión del dióxido de carbono a tejido celular orgánico es un proceso reductivo que precisa un suministro neto de energía. Por lo tanto, los organismos autótrofos deben emplear una parte mayor de su energía para la síntesis de tejido celular que los organismos

Heterótrofos, lo cual comporta unas tasas de crecimiento menores que las de éstos. La energía necesaria para la síntesis celular se obtiene de la luz o bien de las reacciones químicas de oxidación. Los organismos capaces de utilizar la luz como fuente de energía reciben el nombre de organismos fotótrofos. Estos organismos pueden ser heterótrofos (algunas bacterias sulfurosas) o autótrofos (algas y bacterias fotosintéticas). Los organismos que obtienen la energía a partir de reacciones químicas se conocen como organismos quimiótrofos. Al igual que en el caso de los fotótrofos, los organismos quimiótrofos también pueden ser heterótrofos (protozoos, hongos y la mayoría de las bacterias) o autótrofos (bacterias nitrificantes). Los organismos quimioautótrofos consiguen la energía a partir de la oxidación de compuestos inorgánicos reducidos tales como el amoniaco, el nitrito y el sulfuro. Los organismos quimio-heterótrofos suelen obtener la energía

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