Protozoos típicos de los fangos activos

• Amebas: muy resistentes a la anaerobiosis, se encuentran en fangos viejos.
• Zooflagelados: abundantes en aguas residuales ricas en grasas y proteínas, aparecen en fangos activos jóvenes.
• Opercularia: común en fangos de crecimiento lento provenientes de aguas industriales.
• Paramecium: se detectan en la superficie de fangos mal oxigenados y con tendencia a la anaerobiosis.

Además de protozoos podemos encontrar en los fangos activos rotíferos que indican fangos en fase de envejecimiento, bien floculados y mal oxigenados, así como nematodos característicos de fangos viejos en vía de remineralización.

La digestión anaerobia

Es un proceso de tratamiento puramente microbiológico en el que la materia orgánica contenida en un fango activo o agua residual es mineralizada por la actividad de microorganismos anaerobios, que producen además un gas de elevado poder energético y bajo poder contaminante con la ventaja respecto al tratamiento aerobio de que se genera un volumen de fangos mineralizados sustancialmente menor y de que estos pueden posteriormente ser usados como fertilizantes.

Reacciones implicadas en la digestión anaerobia

Responden a tres grupos:

1. Bacterias hidrolíticas: tienen la misión de actuar sobre materia disuelta solamente, siendo útiles para disgregar agregados orgánicos discretos. Estas bacterias proceden a la hidrólisis de hidratos de carbono, proteínas y lípidos, a los que convierten respectivamente en azúcares simples de uno o dos átomos de carbono, aminoácidos y ácidos grasos.
2. Bacterias acidogénicas: pueden encontrarse en el propio fango que a su vez las ha recibido del vertido residual o bien desarrollándose a posterior. Se trata de microorganismos anaerobios facultativos. Este tipo de bacterias opera según el sustrato.
3. Bacterias metanogénicas: son anaerobias estrictas requiriendo para su actividad vital un potencial redox muy negativo. Su cinética de crecimiento es lenta aun en condiciones óptimas. Obtienen energía para su vida de la transformación del hidrógeno molecular generado por las bacterias acidogénicas.

Factores del proceso de digestión anaerobia

1. Inoculación del fango a digerir: las aguas residuales industriales están exentas de flora microbiana autóctona que pueda proceder a su digestión no forzada por ello, debe suministrárseles un inóculo, cuya capacidad de adaptación al medio será la que marque la digestión que lleve a cabo o no.
2. pH: el rango óptimo de pH para un óptimo rendimiento de eliminación de la materia orgánica y una alta producción de CH4 se sitúa entre 6,8 y 7,4.
3. Alcalinidad: en un digestor anaerobio el tamponamiento del pH del medio lo realiza el sistema carbónico. Así pues el CO2 producido en la fase acidogénica reacciona con los cationes metálicos presentes así como con el amonio producido en la desaminación de proteínas formando bicarbonatos y carbonatos que afectan al pH.
4. Acidez volátil: este parámetro es crítico del proceso pues debe existir un equilibrio entre la velocidad de formación del ácido acético y su transformación en metano.
5. Temperatura: el valor óptimo de temperatura para una correcta digestión anaerobia se sitúa en torno a 35ºC es decir en la zona idónea de actividad de las bacterias mesófilas. Se clasifican: psicrófilas: temperatura < 20ºC, mesófilas entre 20-45ºC y termófilas entre 50 y 60ºC.
6. Nutrientes: considerando las relaciones entre DBO5, nitrógeno y fósforo se comprueba experimentalmente que el proceso aerobio discurre correctamente para relaciones de 100/5/1, mientras el proceso anaerobio requiere menor contenido relativo en nitrógeno y fósforo, 100/0,5/0,1. Además la existencia en el agua residual o fango de cantidades discretas de oligoelementos como Na o Ca mejora el rendimiento de mineralización de materia orgánica.
7. Tóxicos: la presencia de metales alcalinos, alcalinotérreos, sulfuros, amonio y metales pesados puede suponer un grave obstáculo para la digestión anaerobia. Así mismo, la propia oxigenación accidental del agua o fango puede representar un grave peligro para la flora anaerobia.

Crecimiento bacteriano

Aumento ordenado de todos los componentes químicos del sistema.

Fases de desarrollo de la población bacteriana

1. Una fase de latencia o periodo de aclimatación al medio ambiente externo a los microorganismos.
2. Fase de crecimiento exponencial.
3. Fase estacionaria con una estabilización de la población.
4. Finalmente la fase de muerte.

Mediciones cuantitativas para estudiar el curso de crecimiento

1. Midiendo la masa celular en función del peso seco de materia celular en un volumen fijo del cultivo.
2. Midiendo el número de células en un volumen dado.

Técnicas para inducir una sincronía en un cultivo dado

1. Manipulación cíclica de las condiciones ambientales: temperatura, iluminación…
2. Separando físicamente de un cultivo al azar aquellas células que se encuentran en la misma fase de desarrollo.
3. Filtración de cultivos al azar a través de ciertos filtros especiales.

Propiedades generales del grupo entérico

• Ácidos orgánicos.
• Aminoácidos.
• Carbohidratos variados.

En condiciones aerobias suelen emplear compuestos nitrogenados. Mientras que en medio anaerobio carbohidratos fermentables.

Clasificación del grupo entérico

Se realiza atendiendo a la inserción flagelar y a la reacción de la oxidasa. También se tiene en cuenta la composición de bases de su DNA. Hay 2 grandes grupos atendiendo a que poseen flagelación peritrica y formas inmóviles relacionadas, o bien que posee flagelos polares.

1er caso:

• Grupo 1: Salmonella.
• Grupo 2: Enterobacter.
• Grupo 3: Proteus.
• Grupo 4: Yersinia.

Las bacterias entéricas con flagelos polares responden a 4 géneros:

1. Aeromonas
2. Vibrio.
3. Beneckea.
4. Photobacterium

Clasificación de las bacterias

• Aerobios estrictos: son aquellas bacterias en que el aceptor final de electrones es el O2.
• Anaerobios estrictos: aquellos microorganismos en que el aceptor final es una molécula inorgánica como SO4 o NO3. No utilizan O2 y más aún este es tóxico ya que carecen de la capacidad de sintetizar catalasa superóxido dismutasa.
• Anaerobios facultativos: pueden vivir con O2 y sin O2.

Etiquetas: bacterias, digestión anaerobia, fangos activos, Microbiología, tratamiento de aguas residuales