Resumen

El empleo de biotecnología en el área ambiental de remediación de efluentes residuales se ha constituido como el punto de optimización en sistemas de tratamiento. Con características de funcionamiento muy particulares, distintos productos biotecnológicos abundan en el mercado ambientalista y ofrecen múltiples mejoras a los procesos de calificación del agua dependiendo de los fines para los que fueron diseñados (eg. estabilización de reactores, aumento de la población bacteriana, disminución de olores, digestión de materia orgánica, nutrientes y componentes trazas, etc.); los productos biotecnológicos basan su funcionamiento en la actividad de células o componentes celulares como agentes pro activos en la degradación de contaminantes en el agua. Con fundamento en lo anterior, se desarrolló este proyecto con el formato de tesis de licenciatura.

El proyecto tuvo como objetivo el de evaluar la eficacia del bioproducto AliBio WAMR, comercializado en Latinoamérica a través de la compañía Alianza con la Biosfera (AliBiO), en el tratamiento de efluentes residuales domésticos. AliBio WAMR es una mezcla sinérgica de bacterias seleccionadas por su capacidad natural para degradar materia orgánica soluble en agua. Este proyecto incluyó la evaluación del desempeño del bioproducto, así como la determinación de un modelo cinético que predijese su comportamiento a distintas condiciones de operación.

El proyecto se constituyó por tres etapas fundamentales, durante la primera, se sometió a estudio a AliBio WAMR en procesos intermitentes a escala laboratorio, y se evaluó su capacidad para degradar la materia orgánica de un agua residual doméstica modelo, en sistemas de crecimiento suspendido y fijo. En esta etapa se determinaron los parámetros cinéticos de velocidad específica máxima de crecimiento bacteriano (µMax), coeficiente de productividad (Y), tasa máxima de utilización de sustrato (k) y la constante media de velocidad (KS) y se propuso un modelo matemático predictivo que explicase la cinética microbiana del bioproducto, la razón de utilización de sustrato y la tasa de consumo de oxígeno. En la etapa inmediata subsiguiente, partiendo del modelo desarrollado, se estudió a AliBio WAMR en un proceso semi-continuo a nivel laboratorio a fin de determinar el estado metabólico del mismo en el que se lleva a cabo la máxima tasa de degradación de materia orgánica. Finalmente, en la etapa número tres, se comparó el funcionamiento de Alibio WAMR en un tren aerobio de tratamiento real con predicciones hechas a partir del modelo desarrollado.

Este documento describe el desarrollo experimental del proyecto en sus distintas etapas. Contiene primeramente una revisión bibliográfica, hemerográfica y digital acerca del uso de la biotecnología en el área ambiental, la influencia del comportamiento metabólico y cinético de los microorganismos en el tratamiento de aguas residuales y la importancia de la optimización de sistemas de tratamiento biológicos a través de biotecnología. De manera subsecuente, se describe la planeación y metodología experimental de las distintas etapas así como los resultados de las mismas y su discusión. A continuación, se especifican los algoritmos seguidos para la estructuración del modelo cinético y su capacidad y certeza predictiva. Finalmente se elaboran conclusiones y propuestas para el empleo de AliBio WA MR a fin de optimizar la relación entre el bioproducto y los niveles de calidad del efluente en sistemas de tratamiento de agua residual municipal.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 260 kb)

Índices (archivo pdf, 459 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 51 kb)

Capítulo 2. Revisión Bibliográfica, Hemerográfica y Digital (archivo pdf, 3 mb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 261 kb)

Capítulo 4. Plan de Trabajo y Actividades (archivo pdf, 622 kb)

Capítulo 5. Materiales y Métodos (archivo pdf, 846 kb)

Capítulo 6. Resultados y Discusión (archivo pdf, 3 mb)

Capítulo 7. Conclusiones (archivo pdf, 508 kb)

Referencias (archivo pdf, 458 kb)

Apéndice A. Tablas de resultados experimentales obtenidos en sistemas modelo intermitentes 0.125, 0.250, 1.25 y 2.50 g/L (archivo pdf, 503 kb)

Apéndice B. Tablas de resultados experimentales obtenidos durante el análisis cinético en sistemas modelo intermitentes 0.125 y 250 g/L (archivo pdf, 713 kb)

Apéndice C. Tablas de resultados experimentales utilizados para la predicción de modelos cinéticos en sistemas modelo intermitente 0.125 y 0.250 g/L (archivo pdf, 602 kb)

Apéndice D. Tablas de resultados utilizados en la comparación de valores de coeficientes experimentales y reportados en la literatura en sistemas modelo intermitentes 0.125 y 0.250 g/L (archivo pdf, 365 kb)

Apéndice E. Tablas de resultados experimentales utilizados en la predicción de velocidad máxima de utilización de sustrato y consumo de oxígeno en sistemas modelo 0.125 y 0.250 g/L (archivo pdf, 602 kb)

Apéndice F. Tablas de resultados experimentales obtenidos en sistemas modelo semicontinuos 0.125 y 0.250 g/L (archivo pdf, 298 kb)

Arroyo Currás, T. 2006. Estudio de la efectividad de un producto biotecnológico comercial en la degradación de materia orgánica presente en aguas residuales domésticas. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2006.