Efecto del tiempo de retención hidráulico sobre la dinámica poblacional en un reactor anaerobio de membranas para el tratamiento de aguas residuales

Abstract

[ES] El tratamiento de las aguas residuales avanza hacia una gestión más sostenible, satisfaciendo las necesidades actuales sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras. En la actualidad el sistema de trabajo más utilizado es el modelo aerobio, cuyas desventajas son elevados costes de energía y una gran producción de fango. Una de las líneas de investigación con más potencial son los modelos anaerobios, que no sólo reducen los problemas antes mencionados, sino que además permiten la generación de biogás para la producción de energía. El mayor inconveniente de estos procesos biológicos es que debe operarse en tiempos de retención hidráulico bajos y en tiempos de retención de sólidos suficientemente largos para permitir el crecimiento de microorganismos y que resulte económico. La introducción de los reactores de membrana permite solventar los problemas del lento crecimiento dando altas concentraciones de biomasa y además permite desacoplar el tiempo de retención hidráulico del de sólidos. Para determinar la realidad de las ventajas del sistema de los reactores anaerobios de membrana, se plantea el siguiente trabajo donde se pretende estudiar el efecto del tiempo de retención hidráulico sobre la dinámica poblacional del reactor. Estudiando la presencia de las arqueas metanogénicas, dado que son los organismos de mayor interés por la producción de metano, y estudiando la población de bacterias sulfatoreductoras y cómo afecta la competencia entre ambas al proceso anaerobio y a la generación de metano. Utilizando diferentes técnicas para la identificación y cuantificación de la población se demostró la relación existente entre la población microbiológica y el metano producido.

[CA] El tractament d'aigües residuals avança cap a una gestió més sostenible, satisfent les necessitats actuals sense comprometre la capacitat de les generacions futures. En l'actualitat el sistema de treball més utilitzat és el model aerobi, els desavantatges són elevats costos d'energia i una gran producció de fang. Una de les línies d'investigació amb més potencial són els models anaerobis, que no solament redueixen els problemes abans esmentats, sinó també permeten la generació de biogàs per a la producció d'energia. El major inconvenient d'aquests processos biològics és que s'ha d'operar en temps de retenció hidràulic baixos i en temps de retenció de sòlids prou llargs per a permetre el creixement de microorganismes i que resulte econòmic. La introducció dels reactors de membrana permet solucionar els problemes del lent creixement donant altes concentracions de biomassa i a més permet desacoblar el temps de retenció hidràulic del de sòlids. Per a determinar la realitat dels avantatges del sistema dels reactors anaerobis de membrana, es planteja el següent treball on es pretén estudiar l'efecte del temps de retenció hidràulic sobre la dinàmica poblacional del reactor. Estudiant la presència dels arqueus metanògens, atès que són els organismes de major interès per a la producció de metà, i estudiant la població de bactèries sulfatreductores i com afecta la competència entre les dues al procés anaerobi i a la generació de metà. Utilitzant diferents tècniques per a la identificació i quantificació de la població es va demostrar la relació existent entre la població microbiològica i el metà produït.

[EN] Wastewater treatment moves towards more sustainable management, meeting current needs without compromising the capacity of future generations. Currently the most used work system is the aerobic model, whose disadvantages are high energy costs and a large production of sludge. One of the research lines with the most potential is the anaerobic models, which not only reduce the aforementioned problems, also allow the generation of biogas for the production of energy. The major drawback of these biological processes is that they must be operated in times of low hydraulic retention and times of retention of solids long enough to allow the growth of microorganisms and be economical. The introduction of the membrane reactors allows solving the problems of slow growth giving high concentrations of biomass and being enabled to uncouple the hydraulic retention time of the solids. In order to determine the reality of the advantages of the system of anaerobic membrane reactors, the following work is proposed, where it is intended to study the effect of hydraulic retention time on the population dynamics of the reactor. Studying the presence of methanogenic archaea, given that they are the organisms of greatest interest for the production of methane, and studying the population of sulfate-reducing bacteria and how the competition between them affects the anaerobic process and the generation of methane. Using different techniques for the identification and quantification of the population, the relationship between the microbiological population and the methane produced was demonstrated.