Operaciones Unitarias biologicas. Conceptos básicos

1. UNIDAD III
OPERACIONES UNITARIAS biológicas

3. Definiciones de Biodegradación
Biodegradación: transformación catalizada biológicamente de
un compuesto a formas mas simple
Mineralización: transformación biológica de un compuesto
orgánico a formas minerales
OH
Cl
Cl-
+ CO2p.e. clorofenol a HCl y CO2
Típicamente un compuesto utilizado
como el sustrato primario es
mineralizado
Biotransformación: Transformación de contaminante por
un proceso biológico
Conversión de trinitrotolueno
a triaminotolueno
NO2
O2N
NO2
NH2
H2N
NH2

4. Esquema General de Biodegradación
Contaminante como Sustrato de Crecimiento (primario): Sustrato
que sirve como fuente primario de carbón y energía

5. Definiciones de Bioremediación
Bioremediación: La destrucción o transformación de
contaminantes peligrosas por microorganismos a compuestos
menos peligrosos; con el fin de limpiar un sitio contaminado (o
efluente)
Bioremediacion de Intervención Técnica: La biodegradación o
biotransformación se estimula by por intervención técnica
Proveer nutrientes (p.e. N) y aceptores de electrones (p.e. O2), en
algunos casos donadores de electrones o cosustratos
Adición de surfactantes para aumentar la biodisponibilidad
En algunos casos añadir microorganismos (bioaugmentación) para
mejorar la biodegradación

6. ¿Quiénes se encargar de la BIORREMEDIACIÓN?
Bacterias Protozoarios
PlantasHongos
Algas

7.  Objetivos
 Eliminación de los sólidos coloidales no sedimentables .
 Estabilización de la materia orgánica
 Aguas domésticas:
 Reducir el contenido orgánico y nutrientes com el N, P.
Aguas residuales industriales:
 Eliminar o reducir la concentración de
compuestos orgánicos e inorgánicos.
Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales

8. Definiciones
Procesos aerobios
Son los procesos de tratamiento biológico que se dan en presencia de
oxígeno.
Los organismo que pueden sobrevivir unicamente en presencia de
se conocen como aerobias obligadas
Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Procesos anaerobios
Son los procesos de tratamiento biológico que ocurren en ausencia de
oxígeno. Las organismo que viven en este medio se denominan
anaerobias obligadas

9. Procesos facultativos
Son los procesos de tratamiento biológico en los cuales los organismos
responsables de ellos son indiferentes a la presencia del oxígeno
disuelto. Estos organismos se conocen como organismos facultativos
Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Procesos anóxico
Es el proceso mediante el cual el nitrógeno de los nitratos se convierten
biológicamente en nitrógeno gaseoso en ausencia de oxígeno.
También conocido como Desnitrificación anóxica

10. Procesos híbridos o combinados
Combinación de diferentes procesos aerobios, anaerobio y anóxicos
agrupados con el fin de conseguir un objetivo particular.
Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Microaerófilos
Microorganismos que crecen mejor en presencia de bajas
concentraciones de oxígeno

11. Desnitrificación
El nitrato se convierte en gas nitrógeno y otros productos gaseosos.
Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Nitrificación
Es el proceso biológico de dos etapas por el cual el amoníaco se
transforma primero en nitrito y luego en nitrato

12. Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Estabilización
Se estabiliza la materia orgánica presente en los lodos producidos en la
sedimentación primaria, a través de la conversión en gases y tejido
celular.
Si la estabilización se conoce como digestión aerobia o anaerobia.
Sustrato
Indica la materia orgánica o los nutrientes que se transforman durante los
tratamientos biológicos..

13. Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Procesos de Lagunaje
• El funcionamiento se basan en una acción biológica similar a la
que se presenta de forma natural en los cuerpos de agua.
• Son colonizadas naturalmente por una gran variedad de organismos:
• Bacterias: Anaeróbicas, aeróbicas
• Algas: Producción de oxígeno
• Zooplakton: animales pequeños, remoción de
sólidos suspendidos.
• Macrophyta: plantas acuáticas. Radiculares,
flotantes.

16. El Tunal, Quibor. Lara

18. Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Landfarming (Biolabranza)
es una tecnología de biorremediación ex situ que requiere la excavación
de los suelos contaminados y su disposición sobre una superficie
impermeable (normalmente algún tipo de geomembrana). Esta
geomembrana está dispuesta sobre la superficie del terreno adyacente a
la zona contaminada o en una pequeña piscina excavada cerca de esta
zona y sobre la que se vierte el suelo a tratar. Además, el proceso cuenta
con un sistema de drenaje para la recolección de lixiviados, que deberán
recibir algún tratamiento posterior:
Tratamiento de lodos de refinería que
contienen hidrocarburos del petróleo.
Usos

20. Operaciones Unitarias Biológicas aplicadas al
tratamiento de aguas residuales
Biopilas
Las biopilas constituyen una tecnología de biorremediación ex situ en la
cual el suelo contaminado con hidrocarburos es extraído y dispuesto en
un área de tratamiento o piscina previamente excavada para su
descontaminación con microorganismos.
Las biopilas se utilizan cuando la sustancia contaminante es demasiado
volátil como para ser tratada con la técnica de landfarming, ya que las
emisiones gaseosas serían demasiado altas, o cuando se quiere acelerar el
proceso de biorremediación.
Eliminación de COV no halogenados, hidrocarburos, pesticidas

22. Pila Biológica

23. FITORREMEDIACIÓN
La fitorremediación es una de las ramas
de la biorremediación que utiliza plantas y
microorganismos asociados a la raíz para
remover, transformar o acumular
sustancias contaminantes localizadas en
suelos, sedimentos, acuíferos, cuerpos de
agua e incluso en la atmósfera.

26. Interrelación de Componentes que Determina el
Éxito de Bioremediación
Sustrato
(Contaminante)
Medio AmbienteMicroorganismos
(Requesitos Fisiologicos)
Bioaugmentación
añadir
microorganismos
Surfactantes,
Cosolventes,
Quelatos
Nutrientes
N, P,
vitamines
Aceptores de
electroness
O2, NO3
-
Factores
Ambientales
H2O, T, pH
Donadores de
Electrones/Cosustratos
H2/CH4

27. Diseño y aplicación de sistemas de
Biotratamiento
1. Fase de investigación y caracterización de la
contaminación y del emplazamiento.
2. Análisis y elección de la medida biocorrectiva.
3. Diseño y evaluación del sistema
4. Control y seguimiento
5. Análisis e interpretación de resultados