Caracterización fisiológica y cinética en un reactor de lote secuenciado (SBR) de un lodo desnitrificante alimentado con ampicilina Público Deposited

El presente trabajo contribuye al conocimiento del efecto de la ampicilina sobre la fisiología del proceso desnitrificante cuando éste es alimentado con el antibiótico como única fuente de electrones, así como los efectos provocados por la presencia de la ampicilina sobre la cinética del proceso desnitrificante. Para la realización de este trabajo se utilizó un lodo desnitrificante estabiliz ado en estado estacionario proveniente de un reactor UASB de 0 .8 l alimentado en continuo con una velocidad de carga de 250 mg - C - a cetato/l d, una relación carbono - nitrógeno (C/N) de 1.1 y un tiempo de residencia hidráulico (TRH) de 2 días. El trabajo se r ealizó en tres etapas. En la primera, se realizó la evaluación cinética y metabólica de la desnitrificación utilizando diferentes concentraciones de ampicilina (5, 10, 15 y 20 mg - C/l) como única fuente de electrones en ensayos en lote durante 6 h. Los ensayos se realizaron en botellas serológicas de 160 ml a una relación C/N: 0.86. En la segunda etapa del trabajo, se instalaron dos reactores de lote secuenciado (SBR) a fin de evaluar el comportamiento cinético y fisiológico de la desnitrificación con difere ntes concentraciones de acetato como donador de electrones (2 2 , 4 1 , 6 3 , 8 3 , 10 5 mg - C/ l ) y relación C/N estequiométrica de 0.86. Los ciclos de operación se establecieron de 12 horas distribuidos de la siguiente manera: llenado; 0.25 h, reacción; 11 h, sedim entado; 0.5 h y finalmente drenado; 0.25 h. Los reactores se operaron durante 35 - 39 ciclos con cada concentración y al alcanzar eficiencias de consumo mayores que 90% y que el coeficiente de variación de las velocidades específicas de consumo de sustratos y generación de productos fueran menores del 10%, se procedía a cambiar la concentración de alimentación. Finalmente, en la tercera etapa, uno de los dos reactores se mantuvo alimentado con 100 mg - C - acetato/l, mientras que el otro reactor se alimentó con 2 1 , 4 5 , 6 2 , 8 5 y 10 3 mg - C/l de ampicilina como única fuente de electrones, a fin de evaluar el comportamiento cinético y fisiológico del proceso respiratorio. Para estos ensayos los ciclos de operación se mantuvieron en 12 horas distribuidos de la siguiente manera: llenado 0.25 h, reacción 6.5 h, sedimentado 5 h y 0.25 h de drenado. En esta etapa se operaron 25 - 30 ciclos con cada concentración y en 6 de ellos se dio seguimiento a los perfiles desnitrificantes para calcular las variables de respuesta . Para co rroborar la completa mineralización con ampicilina a 10 5 mg - C/l, se realizó un ciclo más con 24 h de reacción. Caracterización fisiológica y cinética en un reactor SBR... Yeny Ruth Banda Soriano 2 | P á g i n a En los ensayos en lote utilizando C - ampicilina como fuente de electrones se obtuvieron eficiencias de consumo de sustratos cercanas al 100% y ren dimientos de formación de HCO 3 - , CO 2 y N 2 de 0.5 ± 0.05 , 0. 49 ± 0.04 y 0.99 ± 0.04 respectivamente, lo que indicó que el proceso fue enteramente desasimilativo (Y BM 0.001 ± 0.000 ) y que, bajo las condiciones evaluadas, la ampicilina se mineralizó completament e sin formación de intermediaros carbonados y nitrogenados. En los reactores SBR alimentados con acetato, se observó que independientemente de la concentración de acetato evaluada, los lodos desnitrificantes llegaban a la adaptación y a la estabilidad del proceso respiratorio, puesto que se obtuvieron eficiencias de consumo de sustratos y rendimientos de formación de productos muy cercanos al 100% y 1 respectivamente, sin mostrar signos de perturbación a lo largo de los ciclos de operación. Un comportamient o similar se obtuvo cuando se alimentaron 2 1 , 4 5 y 6 2 mg - C - ampicilina/l, ya que se calcularon eficiencias y rendimientos cercanos al 100% y 1 respectivamente. Cuando se evaluaron 8 5 y 10 3 mg - C - ampicilina/l, se observó una disminución en la concentración de biomasa en el reactor y se requirieron entre 8 y 10 horas de cultivo para llegar a la completa eliminación y mineralización de ampicilina. Cuando se utilizó ampicilina como única fuente de electrones, las velocidades del proceso desnitrificante fueron apr oximadamente de un 50% menores a las obtenidas con acetato como donador de electrones. Sin embargo, el sistema de SBR podría resultar adecuado para tratar efluentes contaminados con ampicilina, ya que se obtuvieron eficiencias de eliminación del antibiótic o y rendimientos desnitrificantes cercanos a 100% y 1 respectivamente.

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  • 2018
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