C rcei c nd ls co r a i s aatr ai e o mi og ns z r mo d d p rd
rs ilgcs e e ua oa bo i a ub n s efn o at o c n r a a d a g s ci s
o v taa e t c n e c n l rtmino o v n i a o yd ei n c nd n tine e l
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J si V soMo r i e s a ac c nog
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ma
Caracterizacin de los microorganismos de depuradoras biolgicas
urbanas de fangos activos con tratamiento convencional y de
eliminacin de nutrientes de las comarcas de Lrida
Jessica Vasco1; Meritxell Mas1; Humbert Salvad21
Hydrolab Microbiologica. c/ Blanco 38. 08028 Barcelona. Telf. 93
411 09 40. c.e: [email protected] 2 Dep. Biologia Animal, Facultat
de Biologia, UB. Avda. Diagonal 645. 08028 Barcelona. c.e.:
[email protected]
2
RESUMEN Conocer las comunidades de los microorganismos presentes
en los sistemas de depuracin por fangos activos es importante
debido a su utilizacin como bioindicadores del proceso de
depuracin, constituyendo una herramienta muy importante para el
control y la gestin de estos procesos de depuracin. El principal
objetivo de este proyecto es el de caracterizar la microfauna de
una serie de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas, as
como estudiar las relaciones que se establecen entre las especies o
grupos de microorganismos y los parmetros fisicoqumicos y
operacionales del proceso de depuracin. En total se analizaron 106
muestras correspondientes a 20 depuradoras urbanas, de las cuales
10 tienen un tratamiento convencional de fangos activos y las otras
10, un tratamiento de eliminacin de nutrientes, ya que abocan las
aguas a zonas sensibles a la eutrofizacin. La caracterizacin de las
comunidades de microorganismos se realiz a partir de anlisis de
bioindicacin, en los cuales se identificaron y se realiz el
recuento de los diversos tipos de microorganismos presentes en los
fangos activos, adems, se analiz el estado del fango. Por ultimo,
tambin se analizaron los microorganismos que suelen producir los
principales problemas presentes en las plantas depuradoras, y que
suelen provocar que la calidad del efluente disminuya notablemente,
llegando incluso a no cumplir con los lmites de la Directiva
91/271/CEE. A partir de los resultados obtenidos con este estudio
se han podido determinar algunas diferencias entre las depuradoras
con tratamiento convencional y las depuradoras con tratamiento de
eliminacin de nutrientes. Se ha comprobado que la mayora de las
depuradoras estudiadas cumplan con los valores lmite establecidos
por la Directiva europea 91/271. Adems, tambin se han determinado
las especies o grupos de microorganismos ms frecuentes y abundantes
en estas depuradoras, as como los principales causantes de los
problemas que tienen.
3
NDICE1. INTRODUCCIN
..................................................................................................7
1.1. DEPURACIN BIOLGICA DE LAS AGUAS RESIDUALES...................7
1.2. SISTEMA DE DEPURACIN MEDIANTE FANGOS ACTIVOS ...............7
1.2.1. Tratamiento de eliminacin de
nutrientes...............................................7 1.2.2.
Parmetros operacionales y de control
...................................................8 1.2.2.1. Carga
orgnica
.........................................................................8
1.2.2.2. Concentracin de biomasa
.......................................................8 1.2.2.3.
Carga msica (F/M)
.................................................................9
1.2.2.4. Edad del fango o tiempo medio de retencin
celular...............9 1.2.2.5. ndice volumtrico de fangos
(IVF).........................................9 1.2.3. Fundamento
del proceso
.........................................................................9
1.2.4. Formacin del flculos
...........................................................................10
1.3. LOS MICROORGANISMOS DE LOS SISTEMAS BIOLGICAS DE
DEPURACIN........................................................................................................13
1.3.1 Bacterias
..................................................................................................13
1.3.2. Protozoos
................................................................................................15
1.3.3.
Metazoos.................................................................................................17
1.4. RELACIONES TRFICAS ENTRE LOS MICROORGANISMOS ..............18
1.5. SUCESIN TEMPORAL
................................................................................18
1.6. UTILIZACIN DE LA MICROFAUNA COMO BIOINDICADOR DEL
PROCESO.......................................................................................................19
1.7. PROBLEMAS DE SEPARACIN LQUIDO/SLIDO EN EL TRATAMIENTO DE
FANGOS ACTIVOS
..........................................................20 1.7.1.
Pin-point floc o
pin-floc..........................................................................20
1.7.2. Bulking
viscoso.......................................................................................21
1.7.3. Ascensin de los
fangos..........................................................................22
1.7.4. Bulking filamentoso
................................................................................23
1.7.5.
Foaming..................................................................................................24
2. OBJETIVOS
...........................................................................................................25
3. MATERIALES Y MTODOS
..............................................................................26
3.1. DESCRIPCIN DE LAS ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES
.........................................................................................................26
3.2. RECOGIDA DE LAS
MUESTRAS.................................................................27
3.3. OBSERVACIN MICROSCPICA
...............................................................27
3.4. DETERMINACIN DEL ESTADO MORFOLGICO Y ESTRUCTURAL
4
DEL
FANGO...........................................................................................................28
3.4.1 Tamao
....................................................................................................28
3.4.2.
Estructura................................................................................................28
3.4.3. Grado de cobertura (concentracin)
.......................................................28 3.4.4.
Otras observaciones
...............................................................................29
3.5. DETERMINACIN DE LOS PARMETROS
BIOLGICOS..........................29 3.5.1. Identificacin de los
microorganismos
...................................................29 3.5.1.1.
Tcnicas de tincin
..................................................................29
3.5.2. Determinacin de los microorganismos
.................................................31 3.5.3.
Cuantificacin de los
microorganismos..................................................32
3.5.3.1. Protozoos, gimnamebas medianas y grandes y
metazoos........32 3.5.3.2. Protozoos flagelados y gimnamebas de
tamao pequeo........33 3.5.3.3. Recuento de microorganismos
filamentosos ...........................34 3.5.4. Determinacin del
ndice de diversidad
.................................................34 3.6. ANLISIS
ESTADSTICOS
................................................................................35
4. RESULTADOS Y DISCUSIN
............................................................................35
4.1. EL AFLUENTEE
..................................................................................................35
4.1.1. Caracterizacin del afluente
...................................................................36
4.1.2. Relaciones entre los parmetros fsico-qumicos
...................................36 4.1.3. Biodegradabilidad del
agua del
afluente.................................................37 4.2. EL
EFLUENTE
.....................................................................................................39
4.2.1. Caracterizacin del efluente
...................................................................39
4.2.2. Relaciones entre los parmetros fsico-qumicos
...................................41 4.2.3. Rendimiento
operacional de las depuradoras estudiadas........................42
4.3. CARACTERIZACIN DEL
FANGO..................................................................43
4.3.1. Tamao
...................................................................................................43
4.3.2.
Estructura................................................................................................45
4.3.3. Grado de cobertura (concentracin)
.......................................................46 4.3.4.
Otras observaciones
................................................................................47
4.3.4.1. Bacterias dispersas
...................................................................47
4.3.4.2. Bacterias
helicoidales...............................................................48
4.3.4.3. Bacterias PAO y GAO
.............................................................49
4.3.4.4. Zoogloea
..................................................................................50
4.4. COMUNIDADES DE MICROORGANISMOS FILAMENTOSOS
...................51 4.4.1. Clasificacin de los microorganismos
filamentosos...............................51 4.4.2. Porcentajes de
aparicin de los filamentos dominantes y secundarios...52 4.4.3.
Relaciones entre los microorganismos filamentosos y los parmetros
fsico-qumicos...............................................................................53
4.4.4. Microorganismos filamentosos ms relevantes
......................................56 4.4.4.1. Microthrix
parvicella
...............................................................56
4.4.4.2. Actinomicetos nocardioformes
................................................57 4.4.4.3. Tipo
021N
................................................................................58
5
4.4.4.4. Tipo 1851
.................................................................................59
4.5. COMUNIDADES DE PROTOZOOS FLAGELADOS
.......................................60 4.5.1. Clasificacin de
los protozoos
flagelados...............................................60 4.5.2.
Relaciones entre los protozoos flagelados y los parmetros
fisico-qumicos
..........................................................................................................................62
4.5.3. Protozoos flagelados ms relevantes
......................................................62 4.5.3.1.
Coanoflagelados.......................................................................62
4.6. COMUNIDADES DE PROTOZOOS AMEBOIDEOS
.......................................63 4.6.1. Clasificacin de
los protozoos
ameboideos............................................63 4.6.2.
Relaciones entre los protozoos ameboideos y los parmetros
fsico-qumicos
.................................................................................................64
4.6.3. Protozoos ameboideos ms
relevantes....................................................65
4.6.3.1. Euglypha
sp..............................................................................66
4.6.3.2. Tecamebas grandes
..................................................................66
4.7. COMUNIDADES DE PROTOZOOS CILIADOS
...............................................67 4.7.1.
Clasificacin de los protozoos
ciliados...................................................67
4.7.2. Grupos ecolgicos de los
ciliados...........................................................68
4.7.3. Relaciones entre los protozoos ciliados y los parmetros
fisico-qumicos
..........................................................................................................................69
4.7.4. Especies de protozoos ciliados ms
relevantes.......................................71 4.7.4.1.
Opercularia articulata
.............................................................71
4.7.4.2. Vorticella aquadulcis-complex
................................................72 4.7.4.3.
Vorticella convallaria-complex
...............................................73 4.7.5. Diversidad
especfica de los protozoos ciliados
.....................................73 4.8. COMUNIDADES DE
METAZOOS
....................................................................74
4.8.1. Clasificacin de los
metazoos.................................................................
4.8.2. Relaciones entre los metazoos y los parmetros operacionales
del proceso
..........................................................................................................................
75 4.8.3. Metazoos ms relevantes
........................................................................76
4.8.3.1.
Rotferos...................................................................................76
4.9. PROBLEMAS DE
FUNCIONAMIENTO............................................................77
4.9.1. Bulking filamentoso
................................................................................77
4.9.2.
Foaming..................................................................................................79
5. CONCLUSIONES
..................................................................................................81
6. BIBLIOGRAFA
....................................................................................................84
6
1. INTRODUCCIN1.1. DEPURACIN BIOLGICA DE LAS AGUAS RESIDUALES La
depuracin biolgica de las aguas residuales consiste en la
coagulacin y eliminacin de los slidos coloidales no sedimentables y
la estabilizacin de la materia orgnica presente en el agua mediante
la accin de los microorganismos (Metcalf y Eddy, 1995). As mismo,
este conjunto de microorganismos es capaz de eliminar compuestos
nitrogenados, fosfatos y otras sustancias txicas. Durante este
proceso, transforman los contaminantes presentes en las aguas
residuales en nueva biomasa, dixido de carbono y otros productos
finales, que dependern de la naturaleza de los contaminantes y de
la distribucin de los microorganismos (Irvine et al, 1988). Hay
muchos tipos de procesos biolgicos aplicados al tratamiento de les
aguas residuales, ya que pueden tratarse de procesos aerbicos,
anaerbicos, anxicos, procesos combinados y sistemas de lagunaje. A
la vez, estos procesos es poden dividir segn si el tratamiento se
lleva a cabo en un sistema de cultivo en suspensin, fijo o si
resulta una combinacin de los dos (Metcalf y Eddy, 1995). 1.2.
SISTEMA DE DEPURACIN MEDIANTE FANGOS ACTIVO La depuracin mediante
fangos activos consta de un sistema biolgico de tratamiento aerobio
de cultivo en suspensin. Este proceso es basa en el cultivo
suspendido de forma continua, mediante aeracin o agitacin, de una
masa de microorganismos encargados de degradar los residuos del
agua por va aerbica (Henze et al., 1995). Esta suspensin se
denomina licor mezcla. Este sistema de depuracin fue desarrollado
por Arden y Lockett (Rius, 2003) al introducir la recirculacin de
la suspensin formada por biomasa activa que se haba formado durante
el perodo de aeracin del agua residual. 1.2.1. Tratamiento de
eliminacin de nutrientes Junto con la eliminacin de la materia
orgnica, en las zonas calificadas como sensibles segn la Directiva
91/271/CEE, las depuradoras tienen que eliminar nitrgeno y/o
fsforo, para evitar la eutrofizacin del medio receptor.
7
La eliminacin de nitrgeno se realiza mediante va biolgica a
partir de la nitrificacin y la desnitrificacin. Estos procesos se
consiguen a partir de modificaciones del tratamiento convencional
antes descrito, donde se alternan etapas aerbicas, anxicas y
anaerbicas para que la microfauna est sometida a diferentes estados
de aireacin. As, en las zonas oxigenadas se pueden producir
procesos de nitrificacin (paso del in amonio a nitrito y
posteriormente a nitrato), y en las zonas con ausencia de oxigeno
se produce la desnitrificacin (reduccin del nitrato a nitrito y de
nitrito a nitrgeno molecular), consiguiendo la eliminacin de
nitrgeno. El fsforo del agua residual se encuentra principalmente
en forma de ortofosfatos, polifosfatos o fsforo orgnico. Este
fsforo es puede eliminar del agua residual mediante precipitacin
qumica con sales de hierro o mediante eliminacin biolgica. Una
parte del fsforo (10 al 30%) es utilizado por los microorganismos
para la sntesis celular y el transporte de energa (Metcalf y Eddy,
1995). El resto se puede eliminar mediante bacterias acumuladoras
de fsforo, las cuales acumulan fosfatos en forma de polifosfatos
como fuente de energa en condiciones aerbicas o anxicas, mientras
que en condiciones anaerbicas, liberan una parte de este fosfato al
medio. Con este proceso, en el cual la captacin de fsforo es mayor
que la liberacin, se consigue eliminar fsforo del agua residual a
travs de la purga de fangos (Metcalf y Eddy, 1995). 1.2.2.
Parmetros operacionales y de control En un sistema biolgico de
fangos activos existen una serie de parmetros fsicoqumicos y
operacionales que se deben medir y controlar para mantener un
funcionamiento ptimo de la planta. Estos parmetros son (Metcalf y
Eddy, 1995): 1.2.2.1. Carga orgnica Es la cantidad diaria de DBO5 o
DQO que entra al reactor y se calcula a partir de la concentracin
de DBO5 o DQO y del caudal diario, expresndose en Kg O2/da.
1.2.2.2. Concentracin de biomasa La concentracin de biomasa se mide
en slidos en suspensin voltiles del licor mezcla, SSVLM, y
representa la materia en suspensin de tipo orgnico, expresado en
kg/m3 .
8
1.2.2.3. Carga msica (F/M) Se considera que es la cantidad de
materia o carga orgnica que entra al reactor respecto la
concentracin de microorganismos presentes en l, y se expresa en
unidades de Kg DBO5/Kg SSVLM da.F/M = Q DBO5 VX
Donde:
Q: caudal del afluente (m3/d) DBO5: DBO5 del afluente (kg/m3) V:
volumen del reactor (m3) X: concentracin de slidos en suspensin
voltiles en el reactor (kg/m3)
1.2.2.4. Edad del fango o tiempo medio de retencin celular Es la
masa de microorganismos presentes en el reactor aerobio dividida
por la masa diaria de microorganismos purgados del sistema. El
resultado se expresa en das.
x =Donde:
VX Qw X w + (Qe Qw ) X e
V: volumen del reactor (m3) X: concentracin de slidos en el
reactor (kg/m3) Qw: caudal de purga (m3/da) Xw: slidos de la purga
(kg/m3) Qe: caudal del efluente (m3/da) Xe: concentracin de slidos
en el efluente (kg/m3)
1.2.2.5. ndice volumtrico de fangos (IVF) Es el volumen,
expresado en mililitros, que ocupa 1 gramo de slidos en suspensin
del licor mezcla despus de 30 minutos de sedimentacin en una
probeta de 1000 ml.IVF = V30 1000 X
Donde:
V30: volumen de un litro de licor mezcla despus de 30 minutos de
sedimentacin (ml) X: concentracin de slidos en el reactor
(mg/l)
1.2.3. Fundamento del proceso El agua residual, proveniente del
tratamiento primario, se introduce en el reactor biolgico o tanque
de aireacin, donde se mantiene el cultivo biolgico en contacto con
el agua residual. El cultivo biolgico (o licor mezcla) est formado
por un gran nmero de microorganismos agrupados en flculos junto con
materia orgnica y sustancias
9
minerales. Estos microorganismos transforman la materia orgnica
mediante reacciones de oxidacin biolgica. La poblacin de
microorganismos debe mantenerse a una determinada concentracin
(SSVLM) para llegar a un equilibrio entre la carga orgnica a
eliminar y la cantidad de microorganismos necesarios para que se
elimine esta carga. Esta fase del proceso, que sucede en el reactor
biolgico, requiere un sistema de aireacin y agitacin que suministre
el oxgeno necesario para llevar a cabo la accin depuradora de los
microorganismos aerbicos, que permita la homogeneizacin del reactor
y por lo tanto, que todo el alimento llegue por igual a todos los
microorganismos y que evite la sedimentacin de los flculos y del
fango. Una vez la materia orgnica ha sido suficientemente oxidada,
cosa que requiere un cierto tiempo de retencin del agua en el
reactor (Tiempo de Retencin Hidrulico o TRH), el licor mezcla pasar
al denominado decantador secundario o clarificador. Aqu, el agua se
deja reposar y, por lo tanto, los fangos floculados tienden a
sedimentar, consiguiendo separar el agua clarificada de los fangos.
El agua clarificada constituye el efluente que se vierte al cauce,
y parte de los fangos floculados son recirculados de nuevo al
reactor biolgico para mantener una concentracin suficiente de
microorganismos. Los fangos excedentes se extraen del sistema y se
dirigen al tratamiento de fangos. 1.2.4. Formacin del flculo Adems
de la importancia que tiene la microfauna en los sistemas de
depuracin, la calidad del efluente en los sistemas de tratamiento
de fangos activos depende de la correcta separacin entre el agua
tratada y la biomasa, proceso que tiene lugar, como ya se ha
comentado, en los decantadores secundarios. Para que se d esta
correcta separacin entre la fase lquida y la fase slida que forma
el licor mezcla, hace falta que los microorganismos formen flculos
con un elevado grado de compactacin y con una elevada velocidad de
decantacin, cosa que comporta una disminucin de la concentracin de
slidos en suspensin en el clarificado. Los flculos estn
constituidos por dos tipos de componentes: componentes abiticos,
como son las partculas de materia orgnica y inorgnica que provienen
del agua residual, as como sustancias polimricas extracelulares con
un importante papel en la 10
biofloculacin del fango (Martnez, 2005); y componentes biticos,
donde se incluyen todos los microorganismos que podemos encontrar y
que se describen ms adelante. La base de los flculos est
constituida por un gran nmero de bacterias hetertrofas, denominadas
formadoras de flculo, entre las que se incluye el gnero Zoogloea
(Jenkins et. al., 1993). Estas y muchas otras bacterias
quimiohetertrofas convierten el sustrato orgnico en sustancias
polimricas extracelulares, denominadas glicoclix (Costerton et.
al., 1981). Este glicoclix est compuesto de carbohidratos,
sustancias hmicas y protenas, muy importantes para la floculacin
(Higgins y Novak, 1997). Como cualquier otro polmero orgnico,
incrementa la viscosidad del agua y permite mantener juntas las
clulas individuales o adjuntarlas a las superficies slidas,
formando flculos ms grandes que sedimentan mejor debido a su
aumento de peso. La teora del esqueleto filamentoso (Filamentous
backbone theory) en los sistemas de fangos activos (Sezgin et. al.,
1978) considera que existen dos tipos de niveles floculares,
denominados microestructura y macroestructura: - La microestructura
est formada por las bacterias formadoras de flculo mediante la
adhesin, agregacin y biofloculacin de estas bacterias. Esta es la
base de la formacin de los flculos, puesto que sin este tipo de
microorganismos no se podran formar los grandes agregados que
conforman los fangos activos. Cuando los flculos slo estn formados
por bacterias floculantes (slo presentan microestructura), son
generalmente de tamao pequeo y con una morfologa esfrica y
compacta. En este caso, la sedimentacin suele ser deficiente,
obteniendo un efluente con una elevada turbidez. - La
macroestructura est formada por las bacterias filamentosas. Cuando
adems de las bacterias formadoras de flculos tambin hay presentes
bacterias filamentosas, los flculos presentan la denominada
macroestructura, puesto que estos microorganismos filamentosos
forman como una red o esqueleto al cual se van adhiriendo las
bacterias floculantes. En este caso los flculos son de mayor tamao,
con formas ms irregulares y menos compactas (Jenkins et. al., 1993;
Wanner, 1994), obteniendo as una buena sedimentacin y por lo tanto,
un efluente con baja turbidez. Las bacterias filamentosas pueden
ocupar varios espacios dentro del licor mezcla. Dependiendo de su
localizacin tendrn un carcter ms o menos problemtico.
11
Pueden crecer dentro de los flculos. El resultado es el llamado
flculo ideal, en el cual los microorganismos filamentosos y las
bacterias formadoras de flculos crecen en un cierto equilibrio. Los
microorganismos filamentosos se desarrollan dentro de los flculos
en equilibrio con las bacterias floculantes, cosa que confiere al
flculo una estructura compacta, con una elevada cohesin, puesto que
actan como esqueleto alrededor del cual se van agregando el resto
de microorganismos.
Pueden extenderse desde el interior de los flculos o desde la
superficie de stos hasta el medio lquido que los rodea. Esto afecta
de manera negativa a la morfologa del flculo por la irregularidad
de los mrgenes y por su interaccin con otros agregados. Un
desarrollo excesivo de los microorganismos filamentosos puede
llegar a formar los denominados puentes interfloculares (uniones
entre diferentes flculos), dificultando as su sedimentacin y
provocando el fenmeno denominado bulking o esponjamiento del fango
que se describe en el apartado 1.6.5. de este captulo. Este
esponjamiento del fango puede conducir a situaciones donde los
fangos del decantador se escapan, comportando un empeoramiento en
la calidad del efluente.
Tambin pueden crecer masivamente en el interior de los flculos,
disgregando su estructura. En este caso los flculos suelen ser de
tamao grande, con mrgenes difciles de distinguir, de formas
irregulares y con grandes huecos en el interior, presentando lo que
se denomina estructura abierta. Esta estructura tambin puede
conducir a episodios de esponjamiento del fango dado que la
densidad de los flculos abiertos es ms similar a la del agua y su
capacidad de decantacin y compactacin disminuye.
La correcta formacin de los flculos determina la calidad de los
fangos activos, puesto que est relacionada con la sedimentabilidad,
el esponjamiento y el espesamiento del fango, y con la calidad
final del efluente. Una completa observacin del fango, incluyendo
el anlisis microscpico para examinar las caractersticas tpicas del
flculo cmo pueden ser el tamao, la forma, la estructura, la
consistencia, etc., es necesaria para evitar problemas indeseados
en la sedimentacin.
12
1.3. LOS MICROORGANISMOS DE LOS SISTEMAS BIOLGICOS DE DEPURACIN
En estos tipos de sistemas de depuracin se puede encontrar una gran
variedad de organismos. Las poblaciones de microorganismos de estos
sistemas estn constituidas principalmente por descomponedores
(bacterias y ocasionalmente hongos), que utilizan la materia
orgnica disuelta del agua, y los consumidores (flagelados, amebas,
ciliados y pequeos metazoos) que se alimentan de bacterias
dispersas y otros organismos (Madoni, 1994). La relacin entre los
diversos componentes biolgicos de estas poblaciones constituye una
red trfica compleja que va cambiando con el tiempo y en funcin de
las condiciones del sistema. A continuacin se describen los
diferentes grupos de organismos que se pueden encontrar en estos
sistemas. 1.3.1 Bacterias El componente mayoritario en un sistema
de depuracin biolgico son las bacterias (Ros, 2003), las cuales son
el grupo ms importante de los microorganismos de los fangos activos
debido a que pueden metabolizar una gran cantidad de compuestos
orgnicos, y en algunas ocasiones, tambin algunos nutrientes
presentes en el agua residual. Las bacterias presentes en los
sistemas de depuracin se pueden dividir en tres grandes grupos segn
su relacin con los flculos y su morfologa: a) Bacterias dispersas:
son aquellas que se encuentran libres por el licor mezcla, sin
agregarse formando flculos, pudiendo ser consumidas por los
protozoos o escaparse con el efluente. Las bacterias floculantes
pasan por una etapa inicial donde su capacidad de flocular es nula
o muy limitada y se encuentran dispersas por el licor mezcla. Si la
abundancia de bacterias dispersas es muy elevada, la turbidez del
efluente incrementa. b) Bacterias floculantes: son capaces de
segregar polmeros extracelulares, los cuales tienen una
consistencia pegajosa que permite que muchos microorganismos se
unan y formen flculos. Los flculos constituyen una formacin estable
puesto que decantan y pueden ser recirculados desde el decantador
hacia el reactor aerobio, por lo cual no son eliminados con el
efluente (Fernndez-Galiano et. al., 1996). c) Bacterias
filamentosas: son bacterias que, tras su divisin, las clulas no se
separan y quedan asociadas entre s formando filamentos.
13
Por otra parte, las bacterias tambin se pueden clasificar segn
sus propiedades metablicas y el tipo de sustrato del que son
capaces de alimentarse (Wanner, 1994), distinguindose los
siguientes grupos: a) Bacterias aerbicas hetertrofas: corresponden
a la mayora de las bacterias presentes en los fangos activos. Son
bacterias capaces de metabolizar la materia orgnica biodegradable
presente en el agua residual. b) Bacterias nitrificantes: son
bacterias auttrofas y aerbicas estrictas. Los gneros ms importantes
en fangos activos son Nitrosomonas y Nitrobacter, que son
responsables, respectivamente, de la oxidacin del amonaco a nitrito
y posteriormente a nitrato (Ros, 2003). c) Bacterias
desnitrificantes: son bacterias anaerbicas facultativas capaces de
utilizar el nitrato como aceptor final de electrones, convirtiendo
el nitrato en nitrgeno atmosfrico (Henze et. al., 1995). d)
Bacterias fermentativas: estas bacterias pueden realizar reacciones
que tienen lugar en ausencia de oxgeno y nitrgeno. Slo son
abundantes en fangos activos si se produce un mal funcionamiento
del sistema o en la zona anaerobia en sistemas con procesos
biolgicos de eliminacin de fsforo. e) Bacterias acumuladoras de
polifosfatos (PAO): incluyen todas aquellas bacterias capaces de
acumular grandes cantidades de fosfatos en forma de grnulos de
polifosfatos. Este fosfato es utilizado por las bacterias como
reserva de energa y, en condiciones anaerbias, para asimilar el
carbono orgnico y almacenarlo en forma de grnulos de
poli-hidroxibutirato (grnulos de PHB) (Beccari y Ramadori, 1994).
En este estudio no se han diferenciado de las bacterias
acumuladoras de glicgeno (GAO) dado que son morfolgicamente
iguales. Por esta razn en este estudio se habla de bacterias
PAO/GAO. f) Bacterias sulfato-reductoras: son bacterias anaerobias
estrictas que pueden utilizar los sulfatos como aceptor de
electrones, reducindolos a sulfuros. g) Bacterias sulfuroxidantes:
son capaces de oxidar las formas reducidas de azufre hasta azufre
elemental, forma que estas bacterias pueden acumular como reservas
intracelulares (grnulos refulgentes, visibles con el microscopio
ptico con contraste de fases). Estas reservas pueden ser
metabolizadas en condiciones aerobias con carencia de
14
sustrato externo. En fangos activos son importantes las
bacterias filamentosas Thiothrix y Beggiatoa, entre otros (Wanner,
1994). 1.3.2. Protozoos Los protozoos son organismos unicelulares
eucariotas, no tan abundantes como las bacterias, pero con un papel
muy importante en la clarificacin del agua residual puesto que se
alimentan de las bacterias libres presentes en los sistemas de
fangos activos. Adems, segregan enzimas que estimulan la floculacin
de las bacterias (Curds, 1963). Dentro de los protozoos que podemos
encontrar en los fangos activos diferenciamos tres grandes grupos
segn su morfologa y movilidad: flagelados, amebas y ciliados.
Flagelados: los protozoos flagelados poseen uno o ms flagelos que
utilizan para el desplazamiento y/o la alimentacin. Se distinguen
dos grupos, los fitoflagelados y los zooflagelados (Levine et. al.,
1980). Entre los primeros se encuentran aquellos gneros que
presentan plastos y que normalmente no son abundantes en los
sistemas de fangos activos debido a que la turbidez del agua no
permite el paso de la luz. Los zooflagelados son hetertrofos y son
frecuentes en los fangos activos, su abundancia puede variar de
pocos centenares de clulas por mililitro a millones de clulas por
mililitro (Salvad et al, 1997). Pueden alimentarse de materia
orgnica soluble o de bacterias (Wanner, 1997). Los flagelados, en
concreto los de pequeo tamao (< 20 m), aparecen principalmente
en las fases de inicio de la colonizacin de los fangos activos o
bien asociados a un mal funcionamiento del proceso, como por
ejemplo una baja concentracin de oxgeno disuelto o un exceso de
carga orgnica (Madoni, 1991). Son ejemplos comunes de flagelados
presentes en sistemas de depuracin biolgicos los gneros Bodo,
Peranema, Entosiphon, etc. Rizpodos o amebas: este tipo de
microorganismos se desplazan mediante la emisin de seudpodos
(extensiones del propio cuerpo). Se alimentan de materia orgnica
particulada, bacterias y otros protozoos mediante fagocitosis. Se
distinguen dos grupos segn la presencia o ausencia de teca: las
gimnamebas o amebas desnudas, con el cuerpo sin forma definida, y
las tecamebas, que presentan una estructura de proteccin denominada
teca que recubre la clula. Al igual que los flagelados, las
gimnamebas de pequeo tamao (< 20 m) suelen asociarse a bruscos
incrementos en la carga orgnica del afluente, apareciendo sobre
todo en las primeras etapas de colonizacin de un fango (Sangesa et
al., 2007). Contrariamente, las de tamao grande (> 50 m)
suelen
15
aparecer en sistemas con cargas msicas inferiores y, en general,
con un buen rendimiento del proceso. Las tecamebas suelen estar
relacionadas con la presencia de procesos de nitrificacin (Madoni,
1994). Entre las gimnamebas se pueden destacar los gneros Amoeba,
Mayorella y Vahlkampfia y como gneros ms comunes de tecamebas se
pueden destacar Arcella, Euglypha y Centropyxis (Rius, 2003).
Ciliados: se caracterizan por presentar cilios que utilizan por
desplazarse y/o alimentarse. Adems, presentan dos tipos de ncleos,
uno ms grande (macroncleo), que tiene funcin vegetativa, y uno ms
pequeo (microncleo), con funcin reproductora. Los principales
caracteres que se utilizan para su clasificacin son la posicin y
forma del citostoma y la ciliatura oral, el tipo de ciliacin
somtica, la forma y tamao del cuerpo y el nmero, morfologa y
posicin de los ncleos y las vacuolas contrctiles. Los protozoos
ciliados son el grupo ms estudiado y ms utilizado en el control de
los procesos de depuracin del sistema de fangos activos. Esto se
debido a las siguientes caractersticas: a) Son organismos muy
abundantes en los fangos activos, con concentraciones que oscilan
entre los 2.000 y 100.000 individuos por mililitro, y con una gran
variedad de especies, habindose descrito un total de 160 especies
en depuradoras (Curds, 1975). Adems, su identificacin es mucho ms
sencilla y rpida de realizar en comparacin con la de las bacterias
y flagelados. b) Su principal funcin es la ingestin de bacterias
dispersas, contribuyendo a la clarificacin del efluente debido a
una disminucin de la turbidez as como de la DBO5 (Fernndez-Galiano,
1994). Adems, tambin eliminan bacterias patgenas y fecales,
observndose que en tanques aerobios con presencia de protozoos se
puede llegar a una eliminacin del 95 % de la bacteria Escherichia
coli (Curds y Fey, 1969). c) La estructura de las comunidades de
protozoos han sido utilizadas como parmetro de control del proceso,
sin necesidad de efectuar largos o costosos anlisis. Un fango bien
colonizado, estabilizado y con un buen rendimiento de depuracin
posee una microfauna bien diversificada. En cambio, un fango
colonizado nicamente por una sola especie indica un desequilibrio
trfico (Garca, 2003). d) Estimulan el metabolismo bacteriano, ya
que al ingerir bacterias se estimula el crecimiento y el
metabolismo de otras, lo que comporta un incremento del
rendimiento
16
del proceso. Adems, presentan la capacidad de inducir la
floculacin de las bacterias presentes debido a la secrecin de
polisacridos (Curds, 1963). e) Inducen un proceso de seleccin en el
crecimiento de las bacterias floculantes y filamentosas, puesto que
con la formacin de flculos grandes son ms difciles de ingerir que
las bacterias libres, lo que facilita la formacin de la denominada
macroestructura (Salvad, 2007). f) Mediante su actividad
depredadora sobre el fango y las bacterias libres contribuyen
significativamente a que la cantidad de fango producida sea menor
(Salvad, 2007). Los protozoos ciliados pueden clasificarse, segn su
alimentacin, en especies carnvoras, cuando se alimentan de otros
protozoos, o en especies bacterifagas, cuando se alimentan de
bacterias. Otra clasificacin a partir de su hbitat o relacin con el
flculo los engloba en tres grupos funcionales: nadadores, reptantes
y ssiles (Madoni, 1994). Los nadadores corresponden a los ciliados
que nadan activamente por el licor mezcla y entre los flculos; los
reptantes tambin son formas libres pero se encuentran normalmente
en las superficies de los flculos, explotando los recursos
alimentarios asociados a ellos, y los ssiles estn unidos a los
flculos mediante el propio cuerpo, una cubierta o loriga o un
pednculo. El anlisis de la abundancia y frecuencia de estos grupos
da una idea de la estructura de la comunidad y puede servir como
ndice de estabilidad del sistema. Esto es debido a que, como ya se
ha comentado, los flculos formados en el reactor sedimentan en el
decantador secundario y son recirculados al reactor, favoreciendo
selectivamente a las especies asociadas a los flculos respeto las
libres, puesto que estas pueden ser eliminadas con el efluente
(Madoni, 1991). Por lo tanto, un sistema funcionalmente
estabilizado tendr una abundancia superior de especies reptantes y
ssiles frente al resto, debido al hecho de permanecer asociadas a
los flculos. 1.3.3. Metazoos Los metazoos son organismos
pluricelulares. Suelen ser ms abundantes en sistemas de depuracin
mediante pelcula fija que en fangos activos. Se alimentan de
bacterias dispersas y floculantes, as como de pequeas partculas
orgnicas (Doohan, 1975). En general se considera que su aparicin
indica una elevada edad del fango (Madoni, 1988). Los grupos ms
comunes en los sistemas de fangos activos son los rotferos y los
nematodos, y en menor frecuencia los oligoquetos, los gastrotricos
y los tardgrados.
17
1.4. RELACIONES TRFICAS ENTRE LOS MICROORGANISMOS En los
procesos de depuracin intervienen una gran cantidad de relaciones
interespecficas entre los diferentes microorganismos (Figura 1.1.),
establecindose entre ellos relaciones de competencia y/o
dependencia, de tal forma que tanto la materia orgnica como el
flujo de energa se transforman y fluyen por el sistema. El
desarrollo de as bacterias hetertrofas, descomponedores de la
materia orgnica, est limitado tanto por la cantidad como por la
calidad de los nutrientes presentes en el licor mezcla. Los
aumentos de la poblacin de protozoos depredadores depende de la
cantidad de bacterias de los que se alimentan, mientras que estos
son depredados por otros organismos de tamao ms grande (Madoni,
1986).
Figura 1.1. Esquema de las relaciones trficas entre los grupos
de microorganismos que forman la comunidad bitica del proceso de
fangos activos (Salvad, 2006b).
1.5. SUCCESIN TEMPORAL Las relaciones trficas son dinmicas y
cambiantes en el tiempo debido a la depredacin y la competicin que
tienen lugar entre los diferentes microorganismos que coexisten en
el licor mezcla as como por las caractersticas del agua residual
que alimenta al
18
sistema, las cuales acaban llevando a una situacin de
estabilidad dinmica dentro del reactor aerobio (Madoni, 1994). La
modificacin de alguna variable que altere las interrelaciones puede
alterar gravemente el correcto funcionamiento del sistema. En las
primeras etapas de puesta en marcha de una planta o en edades del
fango bajas hay muchos nutrientes disponibles respecto la cantidad
de microorganismos presentes, siendo la carga msica muy elevada
(superior a 1 Kg DBO5/kg SSVLM). En estos ambientes los primeros
microorganismos que aparecen son las bacterias libres, que tienen
una tasa de divisin muy elevada. Estas van retirando materia
orgnica del sistema permitiendo que otros microorganismos colonicen
el medio. A medida que va incrementando la edad del fango, van
apareciendo diferentes tipos de protozoos: primero los flagelados
de pequeo tamao y pequeos ciliados libre-nadadores, despus otros
ciliados nadadores as como reptantes y, posteriormente, ciliados
ssiles y metazoos. Las bacterias dispersas van desapareciendo,
siendo sustituidas por bacterias floculantes y filamentosas, y los
flculos van compactndose y aumentando de tamao. Esta evolucin
temporal en la sucesin nos indica una mejora de la calidad del
proceso de depuracin y, en consecuencia, del agua de salida de la
planta. Si esta sucesin sucediera a la inversa, indicara que las
condiciones del sistema estn empeorando y, por lo tanto, la calidad
del efluente tambin disminuira. 1.6. UTILITZACIN DE LA MICROFAUNA
COMO BIOINDICADOR DEL PROCESO La bioindicacin se puede definir como
un mtodo de trabajo en el cual, a travs de la observacin
microscpica de un fango activo, podemos saber como est funcionando
el proceso y como modificar los parmetros operacionales para
obtener un rendimiento ptimo. Los microorganismos que se utilizan
en la bioindicacin son, principalmente, los protozoos y los
metazoos. La abundancia y diversidad de sus comunidades son
fundamentales para evaluar el grado de funcionamiento de los
sistemas y la calidad del efluente. Las comunidades, pero, van
cambiando a medida que varan las diferentes variables de
funcionamiento de los reactores aerobios, por lo tanto, no se
pueden hacer generalizaciones. As y todo, existen grupos de
microorganismos que toleran rangos muy estrechos de ciertas
condiciones ambientales, y su presencia en un sistema indicar
condiciones determinadas del medio.
19
As, los microorganismos pueden ser indicadores de varios
parmetros operacionales del proceso como son: la calidad del
efluente, la carga msica, la edad del fango, la concentracin de
oxgeno disuelto en el tanque aerobio y la presencia de toxicidad.
Si se conocen estas caractersticas de vida se pueden preveer
situaciones que a veces no son detectables mediante tcnicas
analticas convencionales y esto da capacidad de actuar antes de que
aparezcan graves problemas en el proceso. La bioindicacin tiene,
adems, la ventaja de ser un mtodo de realizacin rpida. 1.7.
PROBLEMAS DE SEPARACIN LQUIDO/SLIDO EN EL
TRATAMIENTO DE FANGOS ACTIVOS En las estaciones depuradoras de
tratamiento por fangos activos se desarrollan muchos problemas que
pueden afectar gravemente a la calidad del efluente. La mayor y ms
comn de las consecuencias es la prdida de slidos con el efluente
debido a una separacin insuficiente entre el agua tratada y la
biomasa o fango durante la decantacin secundaria. Esta prdida de
slidos puede provocar problemas en el sistema receptor del efluente
por contaminacin bacteriana as como por contaminacin por materia
orgnica con una DBO y DQO muy elevada, produciendo problemas de
deficiencia de oxgeno (eutrofizacin del medio receptor). Estos
problemas pueden ser originados por varios factores, aunque en este
estudio nos centraremos en los problemas de tipo microbiolgico que
aparecen en los procesos de depuracin por fangos activos. Entre
estos podemos encontrar la formacin del denominado pin-point floc,
el bulking viscoso, la ascensin de los fangos en el decantador
secundario, el esponjamiento del fango (bulking filamentoso) y la
produccin de espumas de origen biolgico (foaming). Tambin se pueden
producir ms de uno de estos procesos a la vez. 1.7.1. Pin-point
floc o pin-floc El pin-point floc (o flculo en punta de aguja) se
puede definir como un problema originado cuando, en la formacin de
los flculos, slo hay presentes las bacterias floculantes y no
aparecen o en muy poca cantidad los microorganismos filamentosos.
Estos flculos slo presentan microestructura y son de pequeo tamao y
consistencia dbil (Figura 1.2) y, por lo tanto, son fcilmente
desgarrados y rotos por la turbulencia propia del tanque de
aireacin. Generalmente los flculos ms grandes y compactos
sedimentan ms rpidamente, pero los ms pequeos se quedan en
suspensin, hecho 20
que normalmente se traduce en un clarificado turbio durante la
separacin lquido/slido en decantacin secundaria.
Jessica Vasco Figura 1.2. Microfotografa en contraste de fases
que muestra la apariencia de los flculos en una situacin de
pin-point floc. (100x aumentos).
Los factores que pueden interrumpir la formacin de los flculos y
producir pin-point
floc son: una edad del fango muy baja o una excesiva edad del
fango, turbulenciasexcesivas en el reactor aerobio, presencia de
txicos o surfactantes y deficiencia de oxgeno (Martnez, 2006).
1.7.2. Bulking viscoso Este problema, tambin conocido como bulking
no filamentoso, se produce por una produccin excesiva de polmeros
extracelulares, normalmente asociada al crecimiento de las
bacterias floculantes como Zoogloea o bacterias PAO/GAO (Figura
1.3). Esta produccin excesiva de exopolmeros puede dar una
consistencia gelatinosa al fango activo, provocando una reduccin de
la velocidad de sedimentacin y de la compactacin del fango (Jenkins
et. al., 1993), as como disminuir su rendimiento de deshidratacin.
Frecuentemente tambin se producen espumas producidas por los
exopolmers que generan el bulking viscoso. La excesiva presencia de
los polmeros extracelulares se puede poner de manifiesto
microscpicamente con tinta china (Jenkins et. al., 1993). Se
deposita una gota de tinta china junto al cubreobjetos con la
muestra y se deja que penetre por el cubreobjetos. Si hay una
excesiva cantidad de exopolmeros la tinta no penetrar dentro de los
flculos. Los principales factores que producen bulking viscoso son
la deficiencia de nutrientes, la deficiencia de oxgeno y cargas
msicas elevadas (Richard, 2003). 21
a)
Jessica Vasco
b)
Jessica Vasco
Figura 1.3. Microfotografas en contraste de fases de las
bacterias que pueden producir bulking viscoso: a) bacterias
PAO/GAO; b) bacteria Zoogloea. (1000x aumentos).
1.7.3. Ascensin de los fangos Este fenmeno se produce por la
presencia de procesos de desnitrificacin en el decantador
secundario, cosa que indica que primero han tenido lugar procesos
de nitrificacin en el reactor aerobio. Durante la desnitrificacin,
los nitratos y nitritos se convierten en nitrgeno gas. El nitrgeno
gas se adhiere a la superficie de los flculos y estos son
arrastrados a la superficie, haciendo que floten por la superficie
del decantador secundario, producindose la prdida de slidos con el
efluente. No se debe confundir la ascensin del fango con el bulking
ni con las espumas; en el caso del bulking, los fangos sedimentan,
pero el manto de fango se encuentra ms o menos cerca de la
superficie, y en el caso de las espumas, estas suelen aparecer
primero en el reactor aerobio y posteriormente pasar al decantador
secundario. A la hora de determinar las principales causas de
ascensin de fangos hace falta diferenciar entre las EDARs que estn
diseadas para nitrificar y desnitrificar (eliminacin de nitrgeno),
de las EDARs que no lo estn. En las depuradoras que normalmente
eliminan nitrgeno, la subida de fangos est producida por una
incompleta desnitrificacin en el tanque anxico debido a un periodo
de anxia insuficiente, a carencia de materia orgnica, etc. En
cambio, en las depuradoras que no estn diseadas para eliminar
nitrgeno, si se producen procesos de nitrificacin pero la
desnitrificacin es incompleta en el reactor aerobio, el fango acaba
de desnitrificar en el decantador secundario, producindose el
problema de la ascensin de fangos a la superficie. Los principales
factores que pueden
22
provocar la desnitrificacin en los decantadores secundarios son
un edad del fango elevada, elevadas temperaturas y la presencia de
materia orgnica (Martnez, 2006). 1.7.4. Bulking filamentoso El
bulking filamentoso, tambin denominado esponjamiento del fango, es,
probablemente, el problema ms frecuente en las EDARs de todo el
mundo. Se produce por una proliferacin masiva de microorganismos
filamentosos, cosa que dificulta la sedimentacin del fango en el
decantador secundario. Los microorganismos filamentosos pueden
crecer en el interior de los flculos y producir una estructura
flocular difusa o abierta, o bien pueden extenderse desde los
mrgenes de los flculos, unindolos entre s, dando lugar a puentes
interfloculares (Figura 1.4). Estos dos tipos de crecimiento pueden
llegar a generar bulking filamentoso. El tipo de interferencia en
la compactacin de los flculos depende del tipo de microorganismo
filamentoso. As, microorganismos filamentosos como Microthrix
parvicella, Nostocoida limicola I y II, el Tipo 0092 o el Tipo
0675 producen,normalmente, estructuras difusas, mientras que
Nostocoida limicola III, Sphaerotilus
natans, Thiothrix I y II o el Tipo 021N originan puentes
interfloculares (Jenkins et. al.,2003). Para determinar episodios
de esponjamiento del fango generalmente se utiliza como referencia
el ndice volumtrico del fango (IVF). As, la probabilidad de
producirse problemas por bulking filamentoso es importante cuando
el IVF toma valores superiores a los 150-200 ml/g.
Microscpicamente, se habla de susceptibilidad de producirse un
episodio de bulking filamentoso cuando la concentracin total de
microorganismos filamentosos supera los 200 m/ml (Salvad,
1990).
a
Jessica Vasco
b
Jessica Vasco
Figura 1.4. Microfotografias en contraste de fases de los
efectos de los microorganismos filamentosos en la morfologia de los
flculos: (a) puentes interfloculares (100x); (b) estructura
flocular difusa. (400x).
23
Las principales causas que provocan bulking filamentoso son
aquellas que producen un crecimiento masivo de los microorganismos
filamentosos, y en general son: concentraciones bajas de oxgeno
disuelto, cargas msicas bajas, septicidad (concentracin de
sulfuros), deficiencia de nutrientes, pH bajos y presencia de
grasas y/o aceites (Jenkins et. al., 2003). No todos los
microorganismos proliferan con las mismas condiciones, por eso es
importante una correcta identificacin microscpica de los
microorganismos filamentosos. En la tabla 1.1. se muestran las
principales posibles causas y los microorganismos filamentosos
relacionados con estas causas.
Tabla 1.1. Resumen de las condiciones asociadas con el
crecimiento de los microorganismos filamentosos en los sistemas de
fangos activos (adaptado a partir de Jenkins et al., 2003).
Causas Concentracin de oxgeno disuelto baja Septicidad
Deficiencia de nutrientes Carga msica baja Aceites y/o grasas pH
bajo
Microorganismos filamentosos
S. natans, H. hydrossis, Tipo 1701 Thiothrix Y y II, Beggiatoa
sp., Tipo 021N y Tipo 0914 Thiothrix Y y II, S. natans, Tipo 021N,
Tipo 0041, Tipo 0675, N. limicola III y H. hydrossis M. parvicella,
actinomicetos nocardioformes, H. hydrossis, Tipo 021N, Tipo 0041,
Tipo 0675, Tipo 0092, Tipo 0581, Tipo 0961, Tipo 0803 y Tipo 1851
Actinomicetos nocardioformes, M. parvicella y Tipo 1863 Hongos
1.7.5. Foaming El foaming o espumas es otro problema relacionado
con la abundancia elevada de algunos microorganismos filamentosos
especficos que provoca la aparicin de flotantes, tambin denominados
natas, en la superficie tanto del reactor aerobio como del
decantador secundario. Tambin existen otros tipos de espumas como
las originadas por surfactantes biodegradables y no biodegradables,
que suelen aparecer en puestas en marcha de procesos (EMASESA,
1997). Los microorganismos filamentosos o grupos de microorganismos
filamentosos que pueden provocar espumas son principalmente tres:
los actinomicetos nocardioformes y
Microthrix parvicella (los dos ms comunes) y el Tipo 1863 (pocas
veces). Adems deestos tres, hay otros microorganismos filamentosos
que tambin se han encontrado en la observacin de espumas, lo que
podra indicar que tambin provocan espumas. Estos 24
otros microorganismos son: el Tipo 0041, el Tipo 0675, el Tipo
0092 y Nostocoida
limicola II (Eikelboom, 1991).La principal caracterstica que
provoca la formacin de espumas es la naturaleza hidrofbica de las
paredes celulares, que en contacto con las burbujas de aire
presentes en el reactor aerobio hacen que los flculos floten
(Jenkins et. al., 2003). Adems, estos microorganismos tambin
producen materiales extracelulares hidrofbicos (lpidos,
lipoprotenas, protenas y carbohidratos con propiedades de
biosurfactantes...) que incrementan la capacidad de flotar de las
clulas y, en consecuencia, de formar espumas (Wanner, 1994). Las
espumas producidas por el Tipo 1863 son de color gris a blanco y
generalmente de poca consistencia; en cambio, las espumas
producidas por los actinomicetos nocardioformes y por Microthrix
parvicella son de color marrn a marrn oscuro y mucho ms
persistentes. Se considera que concentraciones de actinomicetos
nocardioformes superiores a los 50 m/ml son susceptibles de
producir espumas (Salvad, 1990). Las causas que provocan espumas
dependen del tipo de microorganismo filamentoso que las est
originando. El crecimiento de los actinomicetos nocardioformes est
asociado a cargas msicas bajas, edades del fango elevadas,
presencia de grasas, aceites y/o hidrocarburos, as como elevadas
temperaturas. Las condiciones que favorecen el crecimiento de
Microthrix parvicella son cargas msicas bajas, edades del fango
elevadas, procesos de nitrificacin y/o desnitrificacin incompletos
(presencia de nitratos y/o nitritos), presencia de aceites y/o
grasas en el sistema y bajas temperaturas. El Tipo 1863 no es muy
comn en los sistemas de fangos activos y suele aparecer en las
primeras etapas de estabilizacin de un fango; las posibles
condiciones que favorecen su crecimiento son elevadas cargas
msicas, concentraciones de oxgeno disuelto bajas (Martnez, 2006) y
episodios de cloracin peridicos.
2. OBJECTIVOSEl principal objetivo de este proyecto ha sido el
de estudiar el proceso de depuracin de una serie de depuradoras
biolgicas de fangos activos, con tratamiento convencional y
tratamiento de eliminacin de nutrientes (nitrgeno y fsforo), y
caracterizar las comunidad de microorganismos presentes en estos
sistemas.
25
Ampliar los conocimientos sobre el proceso de depuracin por
fangos activos y las comunidades de microorganismos tiene como
objetivo mejorar la gestin de los procesos de depuracin para
reducir el impacto ambiental provocado por los vertidos de las
aguas depuradas al medio receptor. Como objetivos ms concretos nos
hemos propuesto: 1.- Analizar el proceso de depuracin de las
depuradoras estudiadas a travs de los parmetros fsico-qumicos,
tanto del afluente como del efluente, y operacionales del proceso.
2.- Estudiar las diferencias existentes, en cuanto a la eficiencia
del tratamiento, entre los sistemas de tratamiento convencionales y
lo de eliminacin de nutrientes. 3.- Caracterizar la estructura
flocular del fango. 4.- Determinar las comunidades de los
microorganismos que se desarrollan en los sistemas de depuracin
mediante fangos activos convencionales y con eliminacin de
nutrientes. 5.- Estudiar las relaciones que se establecen entre las
especies o grupos de microorganismos y los parmetros fsico-qumicos
y operacionales del proceso de depuracin. 6.- Analizar los efectos
de los microorganismos filamentosos sobre los fangos activos y
estudiar los principales problemas de separacin lquido-slido que
producen.
3. MATERIALES Y MTODOS3.1. DESCRIPCIN DE LAS ESTACIONES
DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES Para realizar este estudio se han
identificado las poblaciones de microorganismos y las estructuras
floculares en dos grupos diferenciados de muestras: 106 muestras
correspondientes a 20 EDARs urbanas (EDARU) de la comarca de Lrida,
comprendidas en el periodo de 2005 a 2007. De estas 20 depuradoras,
la mitad corresponden a depuradoras con tratamiento convencional,
representando un total de 55 muestras, y la otra mitad a
depuradoras con tratamiento de eliminacin de nutrientes,
constituyendo 51 muestras.
26
La periodicidad de muestreo y el nmero de muestras analizadas es
diferente para cada EDAR, segn los requerimientos de cada estacin
depuradora. Esto provoca que se hayan acumulado muchos datos de
algunas depuradoras y pocas de otras. Las muestras han sido
analizadas en el laboratorio de la empresa Hydrolab Microbiologica.
Los datos fsico-qumicos y operacionales utilizados en este estudio
han sido proporcionados por la empresa que se encarga de la gestin
de las depuradoras estudiadas. 3.2. RECOGIDA DE LAS MUESTRAS La
observacin microscpica se llev a cabo a partir de las muestras de
licor mezcla correspondientes al reactor aerobio de las diferentes
estaciones depuradoras estudiadas. Las muestras para el anlisis
biolgico se recogieron en frascos de plstico de aproximadamente 500
ml. Los recipientes se llenaron con unos 250 ml de fango activo
(licor mezcla), dejando una cmara de aire para que el fango no se
quedara sin oxgeno. El traslado hasta el laboratorio se realiz en
un periodo de como mximo 24 horas tras la recogida de la muestras
para evitar su alteracin. 3.3. OBSERVACIN MICROSCPICA La observacin
microscpica es uno de los anlisis ms importantes que se deben
realizar en una estacin depuradora de fangos activos. Esta
observacin permite deducir si el sistema est bien equilibrado o si
existe algn tipo de disfuncin (Salvad, 1999). El anlisis
microscpico se realiz en el laboratorio de la empresa Hydrolab
Microbiologica y consisti bsicamente en la observacin de la
estructura y morfologa del fango y en la identificacin y
cuantificacin de los diferentes tipos de microorganismos presentes
en las muestras (microorganismos filamentosos, protozoos
flagelados, protozoos rizpodos, protozoos ciliados y metazoos).
Todas las observaciones se realizaron mediante la observacin en
vivo con un microscopio triocular NIKON, modelo Eclipse 50i,
utilizando tanto la iluminacin de campo claro como el contraste de
fases, dotado con los objetivos de 100x, 400x y 1000x. Las
microfotografas obtenidas, tanto de las muestras en vivo como de
las muestras en tincin, se realizaron a partir de una cmara
fotogrfica NIKON Coolpix 4500 incorporada al microscopio.
27
3.4. DETERMINACIN DEL ESTADO MORFOLGICO Y ESTRUCTURAL DEL FANGO
La evaluacin de las caractersticas morfolgicas y estructurales de
los flculos del fango activo (tamao, estructura, cobertura, etc.)
proporciona informacin sobre las propiedades de decantacin y
compactacin del fango activo durante la fase de clarificacin del
licor mezcla. Tambin se determinaron otras observaciones que
permiten hacer una valoracin global ms completa del estado del
fango. 3.4.1 Tamao El tamao de los flculos se refiere al dimetro
mximo de los mismos y se midi con un ocular de microscopio con
micrmetro incorporado. Se midieron entre 10 y 20 flculos y se
escogi el rango mayoritario o con ms predominio. Segn Jenkins et.
al. (1993) y EMASESA (1997) se distinguen entre: Flculos pequeos:
flculos menores de 150 m. Flculos medianos: flculos entre 150 y 500
m. Flculos grandes: flculos mayores de 500 m.
3.4.2. Estructura Tambin se observ el grado de compactacin del
flculo. Se determin observando tambin entre 10 y 20 flculos
(EMASESA, 1997), distinguiendo entre: Flculos compactos: no existen
casi huecos en la estructura interna del flculo. Flculos
moderadamente abiertos: se observan algunos huecos, no
excesivamente grandes, en el interior de los flculos. Flculos
abiertos: los flculos tienen muchos huecos en el interior,
rompindose la estructura interna. Generalmente esta situacin vendr
asociada con una abundancia muy elevada de microorganismos
filamentosos (disgregacin). 3.4.3. Grado de cobertura
(concentracin) Con el objetivo de 10x se observaron varios campos
visuales representativos de la muestra y se calcul el grado de
cobertura que representaban los flculos respecto del campo
visual:
28
-
Baja: los flculos cubren menos del 10 % de la superficie del
campo visual. Mediana: los flculos cubren entre el 10 y el 50 % de
la superficie del campo visual. Elevada: los flculos cubren entre
el 50 y el 90 % de la superficie del campo visual. Muy elevada: los
flculos cubren ms del 90 % de la superficie del campo visual.
3.4.4. Otras observaciones Las observaciones que se realizaron
fueron: Abundancia de bacterias dispersas mediante rangos de
abundancia de 1 a 3, siendo 1 poco abundantes y 3 muy abundantes.
Abundancia de bacterias helicoidales (espiroquetas y espirilos)
mediante rangos de abundancia de 0 a 3, siendo 0 ausencia y 3 muy
abundantes. Abundancia de ndulos de bacterias GAO/PAO mediante
rangos de abundancia de 0 a 2, siendo 0 ausencia y 2 abundantes.
Presencia/Ausencia de ndulos de Zoogloea sp, mediante rangos de
abundancia de 0 a 1, siendo 0 ausencia y 1 presencia. 3.5.
DETERMINACIN DE LOS PARMETROS BIOLGICOS 3.5.1. Identificacin de los
microorganismos La identificacin de los diferentes microorganismos
presentes en las muestras de licor mezcla se realiz a partir de
observaciones en vivo mediante microscopa ptica de campo claro y de
contraste de fases, as como mediante tinciones especficas en los
casos que eren necesarias. Para la identificacin de los
microorganismos muy activos, se extrajo agua de entre el
cubreobjetos y el portaobjetos mediante un papel de filtro sin
llegar a secar totalmente la muestra o se esper a que se evaporara
algo de agua para retardar el movimiento de los microorganismos y
conseguir as, una mejor observacin de sus caractersticas
taxonmicas. 3.5.1.1. Tcnicas de tincin Se utilizaron diferentes
tcnicas de tinciones para la identificacin de los microorganismos
presentes en los fangos activos, tanto de los protozoos ciliados
como
29
de los microorganismos filamentosos (los protocolos de todas las
tinciones citadas se encuentran en el anejo). Para facilitar la
identificacin de los protozoos ciliados se realiz la coloracin
vital con verde de metil actico, que tie el material gentico y
permite la observacin de los ncleos con ms claridad. a)
Coloraciones vitales Se pueden utilizar diferentes colorantes,
entre los cuales se ha utilizado el verde de metil-actico, que
permite visualizar los ncleos de un color verde esmeralda. La
muestra teida se observa al microscopio con campo claro y a 400x
aumentos. En el caso de los microorganismos filamentosos se
realizaron las tinciones diferenciales de Gram y Neisser, la tincin
de grnulos de PHB, la tincin de vainas y la tincin de grnulos de
azufre segn Jenkins et. al. (1993). La observacin de las muestras
teidas se realiza a campo claro y a 1000x aumentos. b) Tincin de
Gram Se trata de una tcnica de tincin diferencial que permite
distinguir entre bacterias Gram positivas y Gram negativas, en
funcin del grado de permeabilidad de las paredes celulares al
disolvente aplicado durante la tincin. Los filamentos Gram
positivos se observarn de color azul y los Gram negativos de color
rojo-rosa. c) Tincin Neisser Esta tincin pone de manifiesto la
presencia de grnulos de reserva de polifosfato en el interior
celular, observados con un color azul-lila. Esto es debido a que el
azul de metileno es catinico y se une a las zonas aninicas de las
cadenas de polmeros de polifosfato. Los filamentos Neisser
positivos se observarn de color azul-lila y los Neisser negativos
de color marrn o amarillento. Si el tricoma es marrn y presenta
grnulos de color lila, el filamento ser Neisser negativo con
presencia de grnulos Neisser positivos. d) Tincin de
poli--hidroxibutirato (PHB) Esta tincin permite observar los
grnulos intracelulares de tipo lipdico como el PHB que algunos
organismos pueden presentar bajo ciertas condiciones ambientales
como
30
por ejemplo en presencia de deficiencia de nutrientes. Los
grnulos de PHB se observan de color negro-azul y el citoplasma
celular de color rosa claro o sin teir. e) Tincin de vainas Esta
tincin pone de manifiesto la presencia de vaina mediante la
utilizacin del colorante, que slo penetrar en las clulas que no
presenten vaina, puesto que la presencia de sta acta como una
barrera frente el colorante, impidiendo la tincin del filamento.
Las clulas sin vaina se tien intensamente de color violeta,
mientras que las vainas aparecen de color rosa claro. f) Test de
azufre Este test pone de manifiesto la posibilidad de generar
grnulos de azufre por parte de algunos microorganismos
filamentosos. Si el resultado es positivo se observan grnulos de
azufre, es decir, grnulos intracelulares muy brillantes que hacen
iridiscencias amarillas-rosadas-azulosas. En algunos
microorganismos filamentosos, dependiendo de las condiciones
ambientales donde se encuentran, los grnulos de azufre pueden ser
visualizados directamente in situ, sin necesidad de someterlos al
test. 3.5.2. Determinacin de los microorganismos Protozoos y
metazoos La determinacin de los protozoos flagelados, gimnamebas y
tecamebas se realiz en vivo, y se determinaron segn Patterson y
Hedley (1992). La determinacin se estableci a nivel de orden,
familia o gnero segn el caso, debido a la dificultad existente para
la determinacin a nivel genrico o especfico de algunos taxones. La
identificacin de protozoos ciliados se realiz a partir de
observaciones en vivo y sobre muestras teidas, utilizando las
tcnicas de tincin citadas anteriormente. Para su clasificacin se
utilizaron los trabajos de Curds (1969), Frnandez-Galiano et al,
(1996) y Foissner et. al. (1996). Estos microorganismos se
determinaron a nivel de especie o gnero. La identificacin de
rotferos, nematodos, oligoquetos y tardgrados se realiz en vivo, y
su determinacin se realiz segn Streble y Krauter (1978). Estos
organismos se identificaron nicamente a nivel de filum.
31
Microorganismos filamentosos La determinacin de los
microorganismos filamentosos se realiz preferentemente a 1000x
aumentos mediante observaciones en vivo con microscopa de contraste
de fases y con la utilizacin de un objetivo de inmersin. En algunas
ocasiones, cuando no se poda identificar el filamento con este
estudio, se utilizaron las tinciones mencionadas anteriormente
(Gram, Neisser, PHB, tincin de vaina y test de azufre), la
observacin de las cuales se realiz mediante microscopa de campo
claro a 1000x aumentos. La determinacin se realiz atendiendo a una
serie de caractersticas morfolgicas y estructurales segn Jenkins
et. al. (1993). Algunos microorganismos filamentosos se encuentran
caracterizados a nivel taxonmico, recibiendo su denominacin de
gnero y especie, otros slo estn determinados como integrantes de un
gnero e incluso la mayora reciben una identificacin alfanumrica
atendiendo a caracteres morfolgicos. 3.5.3. Cuantificacin de los
microorganismos El recuento de los diferentes tipos de
microorganismos se ha realizado mediante la observacin en vivo, con
un microscopio NIKON, modelo Eclipse 50i, utilizando la iluminacin
de contraste de fases. Para realizar el recuento se agita
suavemente la muestra para homogeneizarla totalmente pero sin
llegar a afectar a la estructura flocular. Los recuentos se
realizan a partir de 1 a 4 submuestras de 25 l dosificadas con una
micropipeta. A continuacin se deposita la gota sobre un
portaobjetos y se tapa con un cubreobjetos de 20 x 20 mm de
superficie. Las abundancias de organismos del licor mezcla se dan
en individuos por mililitro (ind/ml), a excepcin de los recuentos
de los microorganismos filamentosos, que se dan en metros por
mililitro (m/ml). 3.5.3.1. Protozoos, gimnamebas medianas y grandes
y metazoos El recuento de metazoos y protozoos mayores de 20 m,
donde se incluyen los flagelados grandes, las gimnamebas medianas
(entre 20 y 50 m) y grandes (mayores de 50 m) y los ciliados, se
realiza a partir de la observacin en vivo a 100x aumentos y en
contraste de fases mediante el mtodo de las submuestras (Madoni,
1984). En principio se analizan dos gotas, pero si el nmero total
de individuos por gota es inferior a 50 se ampla el nmero de gotas
hasta un total de cuatro.
32
Se coloca un extremo del cubreobjetos en el campo visual del
microscopio (Figura 3.1) y, observando tambin el lquido que puede
haber quedado por fuera del cubreobjetos, se va desplazando la
muestra, por ejemplo verticalmente, hasta llegar al extremo
opuesto. Una vez en este extremo se desplaza la muestra hacia la
derecha, hasta que aparece un nuevo campo visual que no se solapa
con el anterior, y a continuacin se desplaza de nuevo la muestra en
direccin vertical. Se cuentan todos los protozoos flagelados
mayores de 20 m y ciliados, gimnamebas medianas y grandes y
metazoos que se van encontrando con el rastreo al nivel taxonmico
ms especfico posible.inicio
finalFigura 3.1. Esquema del procedimiento para el recuento al
microscopio de la microfauna. Los crculos indican el campo visual
del microscopio.
3.5.3.2. Protozoos flagelados y gimnamebas de pequeo tamao El
recuento de protozoos flagelados y gimnamebas de pequeo tamao
(menores de 20 m) se realiz a 400x aumentos, en contraste de fases
y sobre dos rplicas de 25 l, segn el mtodo de Salvad (1990a). Este
recuento se realiza contabilizando los protozoos y gimnamebas de
pequeo tamao observados en un total de 15 campos visuales
distribuidos al azar por todo el cubreobjetos. Se observan dos
gotas de muestra como mnimo. A partir de los individuos
contabilizados se realiza una estimacin de los individuos por
mililitro segn la siguiente ecuacin:
Individuos / ml = Donde:
Ni A r 2 Vm
Ni = nmero de individuos contabilizados dividido por el nmero de
campos observados A = rea ocupada por la muestra (dimensiones del
cubreobjetos), en m2. Vm = volumen de la muestra en ml
33
= 3,1416 R = radio del campo visual 3.5.3.3. Recuento de
microorganismos filamentosos Para realizar el recuento de los
microorganismos filamentosos se utiliz el mtodo de Salvad (1990b).
Esta tcnica se basa en encontrar la relacin existente entre la
circunferencia que conforma el ocular del microscopio y el nmero
medio de intersecciones que se obtienen al cruzar los
microorganismos filamentosos con esta circunferencia. El
procedimiento consiste en contabilizar el nmero de intersecciones
existentes entre los filamentos y la circunferencia que traza el
campo visual. Se realiza a 400x aumentos y en contraste de fases,
observando 15 campos visuales distribuidos al azar por todo el
cubreobjetos, observando como mnimo dos gotas. Para obtener el
resultado en unidades de m/ml es necesario aplicar la ecuacin:
Longitud de filamentos / volumen = Donde:
Ni A H Vm
Ni = nmero de intersecciones / nmero de campos observados A =
rea ocupada por la muestra (dimensiones del cubreobjetos), (m2). H
= longitud del segmento dibujado por el ocular multiplicado seno
medio de @ = (L)x(2/), (m). seno @ = media del seno de 0 a 360 =
0,63662 =2/ @ = ngulo entre L (longitud del segmento dibujado por
el ocular) y los filamentos. Vm = volumen de la muestra (ml).3.5.4.
Determinacin del ndice de diversidad
Una vez determinadas las especies y las abundancias relativas de
los protozoos ciliados presentes en las muestras se calcul el ndice
de diversidad de Shannon-Weaver (Shannon y Weaver, 1949). Este
valor indica la relacin entre el nmero de individuos de una especie
respecto el nmero total de individuos de la muestra y se expresa en
bits por individuo.
H'=i =1
n
Ni N log 2 i N N
34
Donde:
Ni = nmero de individuos de una especie N = nmero total de
individuos
3.6. ANLISIS ESTADSTICOS
A continuacin se describen las tcnicas estadsticas que se
utilizaron para realizar el tratamiento de los datos. Para todos
los clculos estadsticos se utiliz el programa SPSS 13.0
(Statistical Package for Social Sciences). El test de
Kolmogorov-Smirnov se utiliza para comprobar si los datos
utilizados siguen una distribucin normal. La hiptesis nula de
normalidad se rechaz considerando un nivel de significacin =0,05.
En los casos en que los datos no sigan esta distribucin normal, se
utiliza el test no paramtrico de Kruskal-Wallis para comparar una
variable en dos o ms muestras independientes. En nuestro caso se
utiliz para comprobar si existan diferencias significativas en los
parmetros fsico-qumicos del efluente y en los microorganismos segn
los dos tipos de tratamiento estudiados, convencional y de
eliminacin de nutrientes. La hiptesis nula de homogeneidad se ha
rechazado cuando el nivel de significacin p 50 m 314,72 638,33
Tecamebas < 20 m (Cryptodifflugia sp.) 1013,71 3443,16 Tecamebas
> 20 m (Arcella sp.) 244,53 907,98 Tecamebas > 20 m
(Centropyxis sp.) 18,87 159,64 Tecamebas > 20 m (Euglypha sp.)
247,92 427,28 Tecamebas > 20 m (Trinema sp.) 11,32 66,65
% 73,58 79,25 58,49 9,43 33,96 6,60 56,60 6,60
En el caso de las gimnamebas se puede observar que las ms
frecuentes han sido las de tamao mediano y pequeo. Las gimnamebas
de tamao pequeo suelen asociarse a bruscos incrementos en la carga
orgnica del afluente, apareciendo sobre todo en las primeras etapas
de colonizacin de un fango (Ferrer et. al., 2007). A medida que se
va estabilizando el proceso, las amebas pequeas son sustituidas por
gimnamebas de tamao mediano y estas finalmente por amebas de tamao
grande, las cuales son indicadoras de ambientes ms estables. En el
caso de las tecamebas de tamao grande las ms frecuentes y tambin
abundantes han sido Euglypha sp. y Arcella sp.4.6.2. Relaciones
entre los protozoos ameboideos y los parmetros fsico-qumicos
Para estudiar las relaciones entre los diversos grupos y/o
gneros de amebas y los parmetros fsico-qumicos del efluente, se han
utilizado los coeficientes de correlacin de
64
Spearman. Slo se ha trabajado con los protozoos ameboideos que
han presentado una frecuencia superior al 10% del total. En la
tabla 4.25., se pueden observar las correlacionas negativas entre
el gnero Euglypha y los indicadores de la calidad del efluente DBO5
y DQO, as como con los rendimientos de eliminacin de materia
orgnica. Esto indicara que Euglypha sp., estara relacionada con una
buena calidad del efluente. Adems, tambin se observa una correlacin
negativa con el amonio del efluente, cosa que indica la relacin de
esta tecameba con la presencia de procesos de nitrificacin. Si
consideramos los tres grupos de gimnamebas estudiados (pequeas,
medianas y grandes) vemos que estn relacionados positivamente con
la DQO y con el amonio del efluente y, por lo tanto, estn
relacionados con una calidad del efluente ms deficiente.Tabla 4.25.
Coeficientes de correlacin de Spearman (p 20 m 185,10 487,67 52,94
434,91 735,88 63,64 314,72 Tecamebas < 20 m (Cryptodifflugia)
1434,49 4288,35 11,76 623,53 2387,90 7,27 1013,71 Tecamebas > 20
m (Arcella) 240,00 1032,47 33,33 248,73 784,85 34,55 244,53
Tecamebas > 20 m (Centropyxis) 3,14 13,49 5,88 33,45 221,21 7,27
18,87 Tecamebas > 20 m (Euglypha) 344,31 487,28 70,59 158,55
343,83 43,64 247,92 Tecamebas > 20 m (Trinema) 6,27 28,14 5,88
16 88,64 7,27 11,32
Total Desv. std 153399,94 2031,80 638,33 3443,16 907,98 159,64
427,28 66,65
% 73,58 79,25 58,49 9,43 33,96 6,60 56,60 6,60
Tabla con los resultados de las abundancias medias en ind/ml
(X), desviaciones standards (Desv. std.) i frecuencias de aparicin
de las especies de protozoos ciliados para las depuradoras con
tratamiento de eliminacin de nutrientes y convencional, y para el
conjunto total de muestras. Tratamiento de eliminacin de nutrientes
X Desv. std. % 614,12 1197,78 68,63 23,53 48,12 29,41 1792,94
2939,35 76,47 297,25 1202,48 25,49 80 460,89 5,88 0 0 0 23,53 73,40
15,69 550,12 1224,19 43,14 0 0 0 1,57 11,20 1,96 65,10 341,10 7,84
63,53 172,36 23,53 2,35 12,42 3,92 12,55 55,71 7,84 4,71 33,61 1,96
0,78 5,60 1,96 3,92 22,99 3,92 4,71 23,52 5,88 8,63 61,61 1,96
75,29 213,11 17,65 404,71 1826,15 19,61 82,35 284,69 11,76 21,18
135,14 3,92 151,37 357,62 33,33 3,14 15,68 3,92 76,08 371,05 13,73
2,35 9,51 5,88 Tratamiento convencional X Desv. std. % 256,73
369,80 63,64 24,73 56,83 21,82 2258,18 5658,21 67,27 290,18 966,34
21,82 102,55 755,02 3,64 1,45 10,79 1,82 18,91 47,98 18,18 524,36
1221,77 40 1,45 7,56 3,64 0,73 5,39 1,82 24,73 79,81 16,36 37,09
264,31 3,64 0 0 0 0,73 5,39 1,82 0 0 0 0 0 0 16,73 100,28 3,64 0,73
5,39 1,82 59,82 210,93 9,09 121,45 529,15 12,73 194,91 772,95 10,91
295,09 717,79 27,27 334,55 1089,87 21,82 187,64 642,12 32,73 2,18
9,17 5,45 81,45 263,53 29,09 9,45 25,49 14,55 Total Desv. std.
886,40 52,57 4542,44 1081,12 628,05 7,77 61,28 1217,17 5,47 8,65
243,09 224,16 8,65 39,09 23,31 3,89 73,92 16,81 159,21 407,63
1380,71 561,22 802,70 522,76 12,67 318,26 19,75
Protozoos ciliados Acineria uncinata Acineta tuberosa Aspidisca
cicada Aspidisca lynceus Aspidisca lynceus var. turrita Blepharisma
undulans Calyptotricha lanuginosa Carchesium polypinum Chaetospira
muelleri Chilodonella uncinata Cinetochilum margaritaceum Coleps
hirtus Cothurnia annulata Cyclidium glaucoma Cyclidium heptatrichum
Dexiostoma campylum Drepanomonas revoluta Endosphaera sp Epistylis
chrysemydis Epistylis coronata Epistylis entzii Epistylis
plicatilis Epistylis sp Euplotes affinis Holophrya discolor
Litonotus lamella Litonotus varsaviensis
X 428,68 24,15 2034,34 293,58 91,70 0,75 21,13 536,75 0,75 1,13
44,15 49,81 1,13 6,42 2,26 0,38 10,57 2,64 35,19 99,25 295,85
192,74 183,77 170,19 2,64 78,87 6,04
% 66,04 25,47 71,70 23,58 4,72 0,94 16,98 41,51 1,89 1,89 12,26
13,21 1,89 4,72 0,94 0,94 3,77 3,77 5,66 15,09 15,09 19,81 13,21
33,02 4,72 21,70 10,38
continuacin Metacineta mystacina Metacystis sp Microthorax
costatus Microthorax pusillus Opercularia articulata Opercularia
asymetrica Paramecium putrinum Plagiocampa rouxi Podophrya sp
Pseudochilodonopsis fluviatilis Pseudochilodonopsis piscatoris
Spathidium sp Stentor sp Suctor Thigmogaster oppositevacuolatus
Thigmogaster potamophilus Thuricola kellicottiana Tokophrya
infusionum Tokophrya lemnarum Tokophrya quadripartita
Trithigmostoma cucullulus Trithigmostoma steini Trochilia minuta
Trochiliopsis opaca Uronema nigricans Vorticella aquadulcis
Vorticella campanula Vorticella convallaria Vorticella infusionum
Vorticella microstoma Vorticella octava 0 0,78 0 64,31 121,57 0,78
5,49 58,04 2,35 46,27 3,92 0 1,57 2,35 413,33 30,59 14,90 2,35 3,92
8,63 4,71 10,20 565,49 0 0,78 872,94 0 624,39 0 3,14 8,63 0 5,60 0
365,56 433,03 5,60 39,21 174,41 9,51 147,38 28,01 0 11,20 12,42
1335,20 218,44 55,40 9,51 12,01 25,69 33,61 47,22 1531,72 0 5,60
1181,85 0 1446,10 0 15,68 56,18 0 1,96 0 13,73 21,57 1,96 1,96
27,45 5,88 25,49 1,96 0 1,96 3,92 49,02 1,96 7,84 5,88 9,80 11,76
1,96 5,88 35,29 0 1,96 74,51 0 58,82 0 3,92 3,92 7,27 2,18 2,91 0
474,18 8,73 0 93,82 1,45 50,91 0 3,63 0 0 110,55 2,91 172,36 8,73
4,36 7,27 98,91 33,45 207,27 7,27 34,91 1243,64 1,45 393,45 18,91 0
2,91 25,64 16,18 15,11 0 2650,56 41,95 0 346,94 7,56 110,07 0 19,27
0 0 475,28 21,57 418,74 33,28 18,33 21,90 669,81 171,06 579,10
44,28 132,68 2317,63 10,79 966,61 114,40 0 16,96 9,09 1,82 3,64 0
7,27 5,45 0 20 3,64 29,09 0 3,63 0 0 23,64 1,82 23,64 9,09 7,27
12,73 7,27 12,73 27,27 3,64 20 74,55 1,82 47,27 5,45 0 3,64 3,77
1,51 1,51 30,94 304,53 4,91 2,64 76,60 1,89 48,68 1,89 1,89 0,75
1,13 256,23 16,23 96,60 5,66 4,15 7,92 53,58 22,26 379,62 3,77
18,49 1065,28 0,75 504,57 9,81 1,51 5,66 18,74 12,25 10,94 254,32
1932,28 30,59 27,20 276,97 8,52 128,76 19,43 13,95 7,77 8,65 994,09
152,17 312,87 24,96 15,55 23,69 483,22 127,46 1149,80 31,97 96,75
1860,70 7,77 1220,56 82,59 10,94 40,73 4,72 1,89 1,89 6,60 14,15
3,77 0,94 23,58 4,72 27,36 0,94 1,89 0,94 1,89 35,85 1,89 16,04
7,55 8,49 12,26 4,72 9,43 31,13 1,89 11,32 74,53 0,94 52,83 2,83
1,89 3,77
Tabla con los resultados de las abundancias medias en ind/ml
(X), desviaciones standards (Desv. std.) i frecuencias de aparicin
de los grupos de metazoos para las depuradoras con tratamiento de
eliminacin de nutrientes y convencional, y para el conjunto total
de muestras.
Metazoos Gastrotricos Nematodos Rotferos Tardgrados
Tratamiento de eliminacin de nutrientes X Desv. std % 0 0 0
18,04 33,29 29,41 225,49 389,77 68,63 3,92 20,01 3,92
Tratamiento convencional X Desv. std % 6,55 48,54 1,82 11,64
21,32 25,45 141,09 231,95 65,45 21,09 79,20 12,73
X 3,40 14,72 181,70 12,83
Total Desv. std 34,97 27,78 319,07 59,08
% 0,94 27,36 66,98 8,49
ANEJO IVFotografas de los microorganismos
Listado de las ilustraciones Fotografa 1. Microorganismo
filamentoso correspondiente a Microthrix parvicella, (contraste de
fases, 1000x). Fotografa 2. Microorganismo filamentoso
correspondiente al grup de los actinomicetos nocardioformes,
(contraste de fases, 1000x). Fotografa 3. Microorganismo
filamentoso correspondiente al Tipo 021N, (contraste de fases,
1000x). Fotografa 4. Microorganismo filamentoso correspondiente al
Tipo 1851, (contraste de fases, 1000x). Fotografa 5. Flagelado de
tamao pequeo del grupo de los Bodnidos, (contraste de fases,
1000x). Fotografa 6. Flagelado de tamao pequeo del grupo de los
coanoflagelados, (contraste de fases, 1000x). Fotografa 7. Tecameba
de tamao grande correspondiente al gnero Euglypha, (contraste de
fases, 400x). Fotografa 8. Protozoo ciliado correspondiente a la
especie Acineria uncinata, (contraste de fases, 400x). Fotografa 9.
Protozoo ciliado correspondiente a la especie Aspidisca cicada,
(contraste de fases, 400x). Fotografa 10. Protozoo ciliado
correspondiente a la especie Vorticella aquadulcis, (contraste de
fases, 400x). Fotografa 11. Protozoo ciliado correspondiente a la
especie Vorticella convallaria, (contraste de fases, 400x).
Fotografa 12. Protozoo ciliado correspondiente a la especie
Opercularia articulata, (campo claro, 400x). Fotografa 13. Metazoo
del grupo de los rotferos del gnero Lecane, (contraste de fases,
400x).
Fotografa 14. Metazoo del grupo de los rotferos del gnero
Philodina, (contraste de fases, 400x).
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