Este documento describe un estudio sobre la actividad metanogénica específica en un reactor anaerobio-aerobio aplicado al tratamiento de aguas residuales domésticas. El estudio evaluó la capacidad de los microorganismos metanogénicos para convertir sustratos orgánicos en metano y dióxido de carbono bajo diferentes condiciones de oxigenación en el reactor. Se realizaron ensayos en tres fases con diferentes tasas de recirculación del efluente líquido. Los resultados mostraron que la presencia de oxígen

1. Actividad metanogénica específica en un
reactor anaerobio - aerobio aplicado al
tratamiento de agua residual domestica
"UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA"
INGENIERÍA AMBIENTAL
Alumnos:
-Anco Martinez Salma Gabriela
-Apaza Mayta Flor de Liz K.
-Capia Choque Eduard Jair
-Huamantuma Chire Tatihana K.
Docente:
Dr. Hebert Hernan Soto Gonzales

2. MATERIALES Y METODOS
REACTOR
Fue utilizado un reactor de lecho fijo de flujo
ascendente con arcilla expandida y espuma
de poliuretano como soporte de inmovilización
de biomasa.
AGUA RESIDUAL
El ensayo de actividad metanogénica
especifica fue realizada en tres ocasiones, la
primera al final de la operación, la segunda
después de la operación combinada.
ACTIVIDAD METANOGENICA
ESPECIFICA EN UN REACTOR
ANAEROBIO - AEROBIO
AME
DETERMINACION DE
METANO
CALCULO DE LA AME
El agua residual utilizada en este estudio es la
que abastece la estación de tratamiento de
agua residual (ETE) del campus de la
universidad de Sao Paulo en Sao Carlos.
Se trata de agua residual del campus
universitario provenientes del restaurante,
baño. Algunos residuos de laboratorios
también son vertidos en la red.
Para las tres ocasiones del ensayo las
espumas de poliuretano fueron retiradas del
reactor con ayuda de una pinza metálica. Se
tomo como punto de muestreo el tercer
compartimento de la zona anaerobia.
Las espumas fueron colocadas en un beaker
de 80ml cubierto con plástico expandible para
evitar la contaminación. Se burbujeo N2 puro
en el medio durante 5 min para expulsar los
gases contenidos en los frascos.
Alícuotas de 1ml de biogás del interior de cada
frasco fueron retiradas con ayuda de una
jeringa con válvula de traba de 1,0 ml y la
concentración de CH4 medida de un
cromatógrafo.
El gas de arrastre usado fue hidrogeno super
seco. Se empleo un integrador Hewlett -
Packard modelo HP 3396 serie II. Para el
calculo del metano se preparo una curva de
calibración.
Los valores obtenidos de las areas fueron
convertidos por medio de la ecuación de la
recta padrón, en condiciones normales de
temperatura y presión, fueron convertidos a
partir de la ecuación:
Una propuesta reciente para tratamientos de efluentes
Industriales y domésticos considera el reactor anaeroblo
como la unidad principal de una depuradora
INTRODUCCIÓN:
La operación de estos reactores depende de un buen control
de las condiciones ambientales del proceso fermentativo, así
como del diseño del equipamiento
La blomasa anaerobia debe ser constantemente evaluada en
su capacidad de depuración.
Para que esta blomasa pueda ser preservada y monitoreada
se torno Imperativo el desarrollo de técnicas para la
evaluación de la actividad microbiana de reactores
anaerobios.
El ensayo de AME consiste en evaluar la capacidad de los
microorganismos metanogénicos en convertir substrato
orgánico en CH4 Y CO2
Se estudió el comportamiento de los organismos
metanogénicos bajo diferentes condiciones de oxigenación en
un reactor anaerobio-aerobio de lecho fijo.

3. El ensayo de AME fue
realizado en tres fases:
FASE 2: Reactor operado
anaerobio - aerobio con
recirculacion a razon de 0,5
Se realizaron 16 lecturas en el
cromatógrafo durante 8 días.
La concentración de CH4
acumulado en 176h de
experimento fueron de 1,47:10
2mmol-1-1 para el frasco 1 y de
1,46-10-2mmol: L para el
frasco 2. El inicio de
producción de CH4 se
presentó en ~48h en ambos
frascos y la estabilización tuvo
lugar después de las 132h.
La masa de STV para el frasco
1 fue de 151,40mg, por tanto la
velocidad máxima fue de
2,37•10-mmolCHa/mgSTV-h y
la velocidad media de 7,90-10-
7mmolCH4/mgSTV-h.
Para el frasco 2 la
masa de STV fue de
163,30mg, la velocidad
máxima de 2,14-10-
mmolCHA/mgSTV.h y
la velocidad media de
7,30:10-
7mmolCH4/mgSTV.h.
Se realizaron 19 lecturas en el
cromatógrafo durante 8 días.
FASE 1: Reactor anaerobeo
de lecho fijo con flujo
ascendente
FASE 3: Reactor operado
anaerobio - aerobio con
recirculacion a razón de 1,5
Se realizaron 11 lecturas en el
cromatógrafo durante 5 días.
La concentración de CH4
acumulado en 100h de
experimento fue de 8,12.10-
2mmol-F1 para el frasco 1 y de
1,02:10 1mmol F-1 para el
frasco 2. El inicio de
producción de CH4 se
presentó en ~5h en los dos
frascos y la estabilización
después de las 53h.
La masa de STV para el
frasco 1 fue de 260,40mg, por
tanto la velocidad máxima fue
de 1,11:10-5mmolCH4/mgSTV-
h y la velocidad media de
1,00-10-mmolCH4/mgSTV-h.
CONCLUSIONES
DISCUSION DE
RESULTADOS
RESULTADOS
La concentración de CH4
acumulado en 175h de
experimento fue de 2,99-
10:1mmol-1 para el frasco 1 y de
3,18-10° mmol-I-} para el frasco
2. El inicio de producción de
CH4 se presentó en ~7h en
ambos frascos y la
estabilización tuvo lugar
después de las 120h.
La masa de STV para el frasco
1 fue de 143,70mg, por tanto la
velocidad máxima fue de 2,41-
10-5mmolCH4/mgSTV:h y la
velocidad media de 1,22:10-
5mmolCH4/mgSTV-h.
Para el frasco 2 la
masa de STV fue de
163,20mg, la
velocidad máxima de
2,22:10-
5mmolCHA/mgSTV:h
y la media de 1,17:10-
5mmolCH4/mgSTV.h.
Para el frasco 2 la
masa de STV fue de
113,70mg, la velocidad
máxima de
2,11-10-
5mmolCHa/mgSTV:h y
la media fue de 1,13:10
5mmolCH4/mgSTV.h.
El O2 disuelto en la zona anaerobia del
reactor en la fase líquida no inhibió la
metanogénesis.
El lodo mantuvo buena actividad
metanogénica por lo que el reactor en fase
anaerobio-aerobio puede ser operado con
éxito ara mantener tanto a las bacterias
anaerobias estrictas, como a las aerobias, al
mismo tiempo
El impacto del O2 disuelto en el afluente sobre
las arqueas estrictas anaerobias, indica
probable presencia de bacterias facultativas.
Se sugiere que a pesar que el 02 este disuelto
cuando la razón de recirculación fue un 50%
mayor que el caudal de alimentaciónLa tasa
de producción de CH4 fue mejor que la fase
anaerobia.
La actividad metanogénica específica fue
eficiente para el monitoreo del
comportamiento de las bacterias en el
reactor anaerobio-aerobio de lecho fijo,
operado de modo continuo con recirculación
de la fase líquida
Contenido de O2
Hipótesis 1 Hipótesis 2
Por la recirculación de la fase líquida
aumenta el contenido de bacterias
facultativas en la zona anaerobia del
reactor, ubicándose así para
proteger las bacterias estrictas
anaerobias del O2 disuelto.
El O2 disuelto no afectó la metanogénesis, al contrario,
aumentó la velocidad y mejoró la producción de CH4.
Debido al aumento de la cantidad de
bacterias facultativas por tener
tasas de crecimiento mayores,
incrementaran la velocidad de la
hidrólisis, mejorando así las fases
siguientes de la digestión anaerobia
Antecedentes
Shen y Guiot (1996) Estrada et al. (2001) Kato et al., (1997)
Las bacterias facultativas
son predominantes en el
lecho perimetral del
biofilm, mientras que las
metanogénicas se sitúan
en el centro. Tienen la
capacidad de limitar el
ingreso difusiva de O2 y
prevenir el O2 tóxico para
las bacterias
metanogénicas
Se sugiere que el
consorcio de organismos
anaerobios/metanogénic
os tuvieron una
resistencia especial,
pequeña o nula al O2, y
que esta tolerancia se
debe principalmente a la
protección que ejercieron
las bacterias facultativas
en el proceso liquido.
Por la estabilización de
producción de CH4 en los
análisis de las fases 2 y 3
del reactor; lo que
enfatiza el hecho que las
bacterias facultativas
tienen actividades y tasas
de crecimiento
específicas mucho mas
altas que las arqueas
metanogénicas

4. FUENTES:
Anzola Rojas, M. D. P., Oliveira Netto, A., & Zaiat, M. (2008). Actividad metanogénica específica en un reactor
anaerobio-aerobio aplicado al tratamiento de agua residual doméstica. Interciencia, 33(4), 284-289.
Kato MT, Field JA, Lettinga G (1997) Anaerobe tolerance to oxygen and the potentials of anaerobic and aerobic
cocultures for wastewater treatment. Braz. J. Chem. Eng. 14: ISSN 0104-6632.
Shen CF, Guiot SR (1996) Long-Term impact of dissolved O2 on the activity of anaerobic granules. Biotechnol.
Bioeng. 49: 611-620.
https://ve.scielo.org/scielo.php?pid=S0378-18442008000400010&script=sci_arttext
https://www.scielo.br/j/bjce/a/xqpg77kQ8785y4yqrWHFpDd/?lang=en
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/%28SICI%291097-0290%2819960320%2949%3A6%3C611%3A%3AAID-
BIT2%3E3.0.CO%3B2-R