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Espumas biológicas de
  “Candidatus Monilobacter spp”
   en la EDAR de Empuriabrava
PRESENTA: Eva Rodríguez – GRUPO BIOINDICACIÓN SEVILLA, gbs@asociaciongbs.com
AUTORES.
Jose Luis Alonso – UPV, jalonso@ihdr.upv.es
Eva Rodríguez - Agua y Gestión -BEFESA-GBS, gbs@asociaciongbs.com
Eva Ciriero – E. M. d’Aigües de la Costa Brava, emciriero@aiguescb.com
PARQUE NATURAL DEL AIGUAMOLLS DE L’EMPORDÀ.

 ESTÁ GESTIONADA POR LA EMPRESA EMACBSA
(EMPRESA MITXA D’AIGÜES DE LA COSTA BRAVA),
EDAR EMPURIABRAVA
MANTENIMIENTO DE LOS HUMEDALES
         DEL PARQUE
              asde
EDAR EMPURIABRAVA
                                    •URBANIZACIÓN EMPURIABRAVA Y
                                    MUNICIPIO DE CASTELLÓ
                                    D’EMPÚRIES.

                                    •EDAR CIRCULAR COMPACTA CON
                                    ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO.

            Analizador              •VOLUMEN REACTOR BIOLÓGICO
 Sonda de                Sonda de   7500M3
            de Amonio
 redox                   oxígeno
                                    •VOLUMEN DECANTADOR 3750M3

                                    •CAUDAL (APROX.)
                                              INVIERNO 3000M3/D
                                              VERANO 8000M3/D

                                    • RECEPCIÓN FOSAS SÉPTICAS

                                    •ELIMINACIÓN DE
                                                 N<10PPM
                                                 P<2PPM*
Soplantes                           * ALUMINATO SÓDICO A PARTIR DE NOV. 2009
ROBUSTEZ Y LONGITUD.
CARACTERIZACIÓN                          RAMIFICACIÓN,
   ECOLÓGICA                         ENGROSAMIENTO CELULAR


 MORFOTIPO
 Nostocoida limícola                   GRAM Y NEISSER NEGATIVO
 con características
 especiales
 Bulking y foaming-
 URBANO E INDUSTRIAL.
 (Eikelboom, 2002, Jenkins et al.,    ALTA VARIABILIDAD PHB +
 2004; Zornoza et al., 2008)
                                      RESERVA DE ENERGÍA Y
                                           CARBONO
 Información
 operacional :                        SÍNTESIS PHB: EXCESO
 Baja carga másica                   CARBONO Y LIMITACIÓN
 Bajo oxígeno disuelto                  OTRO ELEMENTO
 Componente industrial
 (Eikelboom, 2002; Jenkins et
 al, 2004).
Sondas α-Proteobacteria morfotipos Nostocoida limicola (Kragelund et al.
                                2006)
Filamentos de Monilibacter batavus cluster III sonda DF 198,
        contraste de fases y epifluorescencia 1000X
Filamentos de Monilibacter batavus cluster III sonda DF 198,
        contraste de fases y epifluorescencia 1000X
Filamentos de Monilibacter batavus cluster III fosfatasa negativos, tinción
            Neisser, campo claro y epifluorescencia 1000X
Producción de PHA a partir de diferentes sustratos en condiciones aerobias
                   MAR-FISH (Kragelund et al. 2006)
Acumulación de PHB en filamentos de Monilibacter batavus cluster III,
            contraste de fases y epifluorescencia 1000X
METODOLOGÍA
• Periodo de muestreo: Septiembre de 2009-Mayo de 2010.

•   Sistemas de proceso:
     – Reactor biológico circular con el decantador en la zona central (Línea nueva),
         con extracción de fangos por la zona inferior, por lo que se acumulan las
         espumas, dificultando su extracción y zona anóxica/ óxica
     – Reactor Carrousel (Línea vieja), en la que la extracción de fangos es por la zona
         superior, con lo que se favorece la eliminación de espumas. En este caso el
         sistema es óxico completo, controlado por consigna de oxígeno.
METODOLOGÍA
• SISTEMAS DE OPERACIÓN DURANTE LOS
  MUESTREOS
   – PERIODO 1: Septiembre- 2009 / 22 de Febrero
     2010 - Reactor biológico circular (Línea
     nueva).Consigna por amonio
   – PERIODO 2: 23 de Febrero 2010/ 7 de Abril 2010 -
     Reactor Carrousel (Línea vieja).
   – PERIODO 3: 8 de Abril 2010 / 30 Mayo 2010 -
     Reactor biológico circular (Línea nueva). Consigna
     por Redox
CONDICIONES DEL PROCESO
       4000
              CONSIGNA POR ANALIZADOR                               LINEA                      CONSIGNA
              DE AMONIO EN CONTÍNUO                                 CARROUSSEL                 POR REDOX
       3500



       3000



       2500



m/mL
       2000



       1500



       1000



        500



          0

                  Monilibacter batavus   Microthrix parvicella   T0092   H. hydrosis   T0041
POSIBLES PAUTAS DE
        DESARROLLO
• VERTIDOS DE FOSAS SÉPTICAS

• CONTROL DEL AFLUENTE, ESTRUCTURAS
  BIOLÓGICAS Y PARÁMETROS OPERACIONALES

• ALTERNANCIAS ZONAS ANÓXICAS-ÓXICAS
VERTIDOS DE                                                                                                                                                                                                      CARACTERÍSTICAS
                                                                                                                                                                                                                      ASOCIADAS:
  FOSAS SÉPTICAS                                                                                                                                                                                INFLUENTES RICOS EN
                                                                                                                                                                                             ÁCIDOS GRASOS DE CADENA
                                                                                                                                                                                                    CORTA (AGV)
                                                                                                  m/ml Monilobacter
                                                                                                                                                                                                          SECTOR PETROQUÍMICO
                                                                                                                                                                                                          (Kragelund                 et a, 2006; Zornoza et al, 2008 )
4000

3500
                                                                                                                                                                                                  NAUTICAS: hidrocarburos de
3000
                                                                                                                                                                                                      cadena corta (VFA).
                                                                                                                                                                                                  VOL: 7 m3. (2-3 cubas/mes)
2500

2000

1500

1000

500

  0
       30/06/2009
                    06/07/2009
                                 13/07/2009
                                              20/07/2009
                                                           27/07/2009
                                                                        03/08/2009
                                                                                     10/08/2009
                                                                                                  17/08/2009
                                                                                                               24/08/2009
                                                                                                                            31/08/2009
                                                                                                                                         28/09/2009
                                                                                                                                                      05/10/2009
                                                                                                                                                                   15/02/2010
                                                                                                                                                                                22/02/2010
                                                                                                                                                                                             07/04/2010
                                                                                                                                                                                                           12/04/2010
                                                                                                                                                                                                                        22/04/2010
                                                                                                                                                                                                                                       26/04/2010
                                                                                                                                                                                                                                                    10/05/2010
                                                                                                                                                                                                                                                                 17/05/2010
                                                                                                                                                                                                                                                                              24/05/2010
CONTROL DEL




                                              1




                                                              2




                                                                                3
                                               S




                                                               S




                                                                                S
                  PARÀM.        UT.




                                            DIA




                                                            DIA




                                                                             DIA
 AFLUENTE




                                         ME




                                                         ME




                                                                          ME
                    DBO5       mg O2/l            130               141               125
                    DQO        mg O2/l            459               494               818
                    S.S.        mg/l              226               228               222
                     pH        unitats             7,3               6,9               7,3
                   COND.       μS/cm             5980              5286             3150
       ENTRADA         -
                     Cl         mg/l             1944              1444               728
                   N-NH4+       mg/l              38,9               28                37
                   N-NTK        mg/l              54,5             53,4              61,0
                   P total      mg/l            7,7                  7,3             12,8
                      2-
                     S          mg/l            6,7                  4,9               5,1
                    DBO5       mg O2/l               3                 4 <3
                    DQO        mg O2/l              46               55               32
                    S.S.        mg/l                 8                 6                6
                     pH        unitats             7,4               7,5              7,5
                   COND.       μS/cm             5669              6179             3040
                       -
       SALIDA        Cl         mg/l             1884              1862              675
                   N-NH4+       mg/l              0,74               8,3 <0,5
                           -
                   N-NO2        mg/l              0,53
                           -
                   N-NO3        mg/l               7,1              9,6             10,7
                   N-NTK        mg/l              3,01              4,9              2,7
                   P total      mg/l              2,19             1,47             2,39
                 S.S. REACT     mg/l             6887             2362             2316
                  S.V. RECT      %            72,4              63,9             71,1
       REACTOR
                 S.S. RECIRC    mg/l        10.991             2.069            7.346
                 S.V. RECIRC     %            72,7              69,6             68,5
FLÓCULOS MULTINUCLEADOS TÍPICOS N/DN




ACCESO A MATERIAL SOLUBLE POR ACTIVIDAD EXOENZIMÁTICA
DE BACTERIAS FORMADORAS DE FLÓCULO

CARÁCTER
ESTRUCTURAL
Integración en flóculo
a baja concentración
(Kragelund, et al., 2006)
CARACTERIZACIÓN FLOCULAR
CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 1                   IF:           58,3    13,13%            9,77%
                                                                                                                  TAMAÑO (%)


TAMAÑO (%)            PEQUEÑO           9,77%                   REGULAR
                      MEDIO            77,10%
                      GRANDE           13,13%
CONCENTRACIÓN          Alta/media               TEXTURA    Fuerte                     77,10%
ESTRUCTURA             Abierta/Media            FORMA     Irregular                            PEQUEÑO    MEDIO     GRANDE




CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 2                   IF:            62,5                                           TAMAÑO (%)
                                                                                    3,86%           21,37%
TAMAÑO (%)            PEQUEÑO          21,37%                     BUENO
                      MEDIO            74,80%
                      GRANDE            3,86%
CONCENTRACIÓN            Media                  TEXTURA    Fuerte         74,80%
ESTRUCTURA               Media                  FORMA     Irregular                             PEQUEÑO    MEDIO     GRANDE




CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 3                   IF:            68,5                                            TAMAÑO (%)
                                                                               7,20%           12,50%
TAMAÑO (%)            PEQUEÑO          12,50%                     BUENO
                      MEDIO            80,30%
                      GRANDE            7,20%
CONCENTRACIÓN          Media/Alta               TEXTURA    Fuerte                  80,30%
ESTRUCTURA             Media/abierta            FORMA     Irregular                             PEQUEÑO     MEDIO    GRANDE
COMUNIDAD FILAMENTOSA
CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 1
FILAMENTOS                                                    ABUNDANCIA (m/ml)
Monilobacter batavus                                                1942
T0092/Microthrix parvicella/Haliscomenobacter h.                    203
T0041/T0675/Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p.                88

CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 2
FILAMENTOS                                                  ABUNDANCIA (m/ml)
Monilobacter batavus
                                                 REDUCCIÓN MLSS 854
T0092/Microthrix parvicella/Haliscomenobacter h.
                                                  SISTEMA ÓXICO 270
Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p.                         153

CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 3
FILAMENTOS                                                  ABUNDANCIA (m/ml)
Monilobacter batavus/Microthrix parvicella                        412
T0092/Monilobacter batavus
                                                  COMPETITIVIDAD 321
Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p.                         197
Monilibacter batavus


CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS:
    Deficiencia de oxígeno.
      Baja carga másica
    deficiencia de nutrientes
    Altas edades de fango




                                 Microthrix parvicella




        T0092
D


A                                          B                                          C


FANGOS ESTABILIZADOS CON EDADES AVANZADAS


E                                          F                                          G




H                                                       I                                        J

In vivo. 400x.A: Nematodo, B: Vorticella convallaria, C: Chilodonella uncinata, D y H: Ameba
desnuda mayor de 50 micras, E: Euplotes sp., F: Periacineta. G: Arcella vulgaris, I: Thurícola
sp. J: Rotifero
COMUNIDAD PROTOZOARÍA
CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 1
CILIADOS                                                                        METAZOOS
ABUNDANCIA:                 3091   (ind/ml)                                     ABUNDANCIA:                         71        (ind/ml)
H' (bit)       1,62                                                             PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS
GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES:                                              ABUNDÀNCIA:                       96577       (ind/ml)
Caliptotrichia, Dexiotrichia, Plagiocampa, Aspidisca cicada, Coleps             PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS
V aqudulcis, V convallaría, Uronema, Holophriya                                 ABUNDÀNCIA:                         245       (ind/ml)



CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 2
CILIADOS                                                                        METAZOOS
ABUNDANCIA:                 1608   (ind/ml)                                     ABUNDANCIA:                         68        (ind/ml)
H' (bit)       2,01                                                             PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS
GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES:                                              ABUNDÀNCIA:                       164846      (ind/ml)
V. convallaría, V aquadulcis, Holophrya, Plagiocampa, Dexiotrichía, Holoprya    PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS
Chaetospira, Euplotes.                                                          ABUNDÀNCIA:                         124       (ind/ml)


CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 3
CILIADOS                                                                        METAZOOS
ABUNDANCIA:                 5413   (ind/ml)                                     ABUNDANCIA:                         103       (ind/ml)
H' (bit)       2,06                                                             PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS
GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES:                                              ABUNDÀNCIA:                       79691       (ind/ml)
V convallaría, Euplotes, Caliptotrichia, Aspidisca cicada, Aspidisca lynceus,   PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS
Euplotes, Periacineta, Acineria uncinata, Metacystis, Trochilia minuta          ABUNDÀNCIA:                         953       (ind/ml)
EVOLUCIÓN POBLACIONAL PROTOZOARÍA EN LOS TRES PERIODOS
                                            NADADORES LIBRES             REPTANTES             SÉSILES            SUCTORES           ABUNDANCIA TOTAL

            18000                                                                                                                              CONSIGNA POR
                                                                                                                                               REDOX
            16000           CONSIGNA POR ANALIZADOR DE                                                                      LINEA
                                                                                                                            CARROUSSEL
                            AMONIO EN CONTÍNUO
            14000


            12000


Ind/L       10000


              8000


              6000


              4000


              2000


                     0
                   9



                                   9



                                                 9



                                                               9



                                                                             9



                                                                                           0



                                                                                                            0



                                                                                                                          0



                                                                                                                                        0



                                                                                                                                                      0



                                                                                                                                                                    0



                                                                                                                                                                                  0
                00



                                00



                                              00



                                                            00



                                                                          00



                                                                                        01



                                                                                                         01



                                                                                                                       01



                                                                                                                                     01



                                                                                                                                                   01



                                                                                                                                                                 01



                                                                                                                                                                               01
                 2



                                 2



                                               2



                                                             2



                                                                           2



                                                                                         2



                                                                                                       2



                                                                                                                        2



                                                                                                                                      2



                                                                                                                                                    2



                                                                                                                                                                  2



                                                                                                                                                                                2
              8/



                              9/



                                            0/



                                                          1/



                                                                        2/



                                                                                      1/



                                                                                                    2/



                                                                                                                     3/



                                                                                                                                   4/



                                                                                                                                                 5/



                                                                                                                                                               6/



                                                                                                                                                                             7/
           /0



                           /0



                                         /1



                                                       /1



                                                                     /1



                                                                                   /0



                                                                                                 /0



                                                                                                                  /0



                                                                                                                                /0



                                                                                                                                              /0



                                                                                                                                                            /0



                                                                                                                                                                          /0
         03



                         03



                                       03



                                                     03



                                                                   03



                                                                                 03



                                                                                               03



                                                                                                                03



                                                                                                                              03



                                                                                                                                            03



                                                                                                                                                          03



                                                                                                                                                                        03
VARIACIONES OPERACIONALES EN LOS
         TRES PERIODOS
  PERIODO 1                   ESTRÉS NUTRICIONAL
                                     CARGA MÁSICA   CARGA VOLÚMICA
  CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO   TRC     kg DBO5        kg DBO5         IVF
    m3/mes        m3/dia      días   kg MLVSS d     m3 aireació d
    74.599        2.465       77,0      0,009          0,045         217

  PERIODO 2
                                     CARGA MÁSICA   CARGA VOLÚMICA
  CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO   TRC     kg DBO5        kg DBO5         IVF
    m3/mes        m3/dia      días   kg MLVSS d     m3 aireació d
    79.579        2.611       55,0      0,022          0,046         330

  PERIODO 3
                                     CARGA MÁSICA   CARGA VOLÚMICA
  CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO   TRC     kg DBO5        kg DBO5         IVF
    m3/mes        m3/dia      días   kg MLVSS d     m3 aireació d
    91.135        2.939       36,6      0,019          0,041         383
              MEJOR REPARTO NUTRICIONAL
RATIOS NUTRICIONALES
  PERIODO 1
KG/DIA DQO    KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N
   1131          320      134,34    18,94       0,28          0,42        0,06        0,14



  PERIODO 2
KG/DIA DQO    KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N
   1289          369      139,34    19,00       0,29          0,38        0,05        0,14


  PERIODO 3
KG/DIA DQO    KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N
   2403          369      179,25    37,61       0,15          0,49        0,10        0,21

MEJOR COMPENSACIÓN DBO/N/P

             DISMINUCIÓN BIODEGRADABILIDAD
4000
              CONSIGNA POR ANALIZADOR                                  LINEA                       CONSIGNA
              DE AMONIO EN CONTÍNUO                                    CARROUSSEL                  POR REDOX
       3500


                                                                                                   FIL: 412 m/mL
       3000                              FIL: 1942 m/mL                     FIL: 854 m/mL
                                                                                                   (Monilo/Micrt).
                                           TRC:77 días                       TRC:55 días
                                                                                                    TRC:37 días
                                          CM: 0,0009 Kg                      CM: 0,022 Kg
       2500                                DBO/kg MLVSS                       DBO/kg MLVSS         CM: 0,0019 Kg
                                                                                                    DBO/kg MLVSS
                                         DQO: 1131 kg/d                     DQO: 1229 kg/d
m/mL
                                                                                                   DQO: 2403 kg/d
       2000

                                                                            MUY BAJA CARGA MÁSICA Y
       1500                                                                      ALTAS EDADES

       1000



        500



          0

                  Monilibacter batavus      Microthrix parvicella   T0092    H. hydrosis   T0041
RELACIONES CARGA ORGÁNICA-N
                                              LINEA
     CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN     CARROUSSEL
                                                           CONSIGNA POR REDOX
     CONTÍNUO
 8           DQO> DBO: LIMITACIÓN CRECIMIENTO.
 7           < BIODEGRADABILIDAD: LIMITACIÓN
 6           CRECIMIENTO
 5
 4
 3
 2
 1
 0
         09

         09

         09

         09

         09

         09

         10

         10

         10

         10

         10
       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20
     6/

     7/

     7/

     8/

     8/

     9/

     2/

     4/

     4/

     5/

     5/
   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0
30

13

27

10

24

28

15

07

22

10

24
                            DQO/DBO         MONILO/1000
RELACIONES NH3/P
                                                  LINEA
       CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN       CARROUSSEL
                                                               CONSIGNA POR REDOX
       CONTÍNUO
   7                                          NH3>P: FAVORECE CRECIMIENTO
   6                                             Y ACUMULACIÓN C COMO
                                                 RESERVA PHB
   5
                                              DISMINUCIÓN P EN PRESENCIA
   4                                             NH3: NO INHIBE
                                                 CRECIMIENTO.
   3
   2
   1
   0
         09

         09

         09

         09

         09

         09

         10

         10

         10

         10

         10
       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20
     6/

     7/

     7/

     8/

     8/

     9/

     2/

     4/

     4/

     5/

     5/
   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0
30

13

27

10

24

28

15

07

22

10

24
                                NH3/P         MONILO/1000

POSIBLE DEPENDENCIA DEL AMONIO FRENTE AL
   CRECIMIENTO DEL FILAMENTO
RELACIONES DBO/NH3
                                                 LINEA
        CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN     CARROUSSEL
                                                              CONSIGNA POR REDOX
        CONTÍNUO
    8
                                           DBO> NH3: FAVORECE CRECIMIENTO.
    7
                                           LA DISMINUCIÓN DE AMONIO EN
    6                                          PRESENCIA DBO NO INHIBE
    5                                          CRECIMIENTO
    4
    3
    2
    1
    0
         09

         09

         09

         09

         09

         09

         10

         10

         10

         10

         10
       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20

       20
     6/

     7/

     7/

     8/

     8/

     9/

     2/

     4/

     4/

     5/

     5/
   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0

   /0
30

13

27

10

24

28

15

07

22

10

24
                                DBO/NH3        MONILO/1000

EN PRESENCIA DE C EN EL MEDIO SE ACTIVA CRECIMIENTO. SE ACUMULA PHB SI
   EL AMONIO U OTRO FACTOR ES LIMITANTE
LINEA                                                                             LINEA                                                                           LINEA
     CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN       CARROUSSEL
                                                             CONSIGNA POR REDOX        CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN       CARROUSSEL
                                                                                                                                               CONSIGNA POR REDOX        CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN     CARROUSSEL
                                                                                                                                                                                                                               CONSIGNA POR REDOX
     CONTÍNUO                                                                          CONTÍNUO                                                                          CONTÍNUO
 7                                                                                 7                                                                                 8
 6                                                                                 6                                                                                 7
 5                                                                                 5                                                                                 6
                                                                                                                                                                     5
 4                                                                                 4
                                                                                                                                                                     4
 3                                                                                 3
                                                                                                                                                                     3
 2                                                                                 2                                                                                 2
 1                                                                                 1                                                                                 1
 0                                                                                 0                                                                                 0
            9

            9

            9

            9

            9

            9

            0

            0

            0

            0

            0




                                                                                              9

                                                                                              9

                                                                                              9

                                                                                              9

                                                                                              9

                                                                                              9

                                                                                              0

                                                                                              0

                                                                                              0

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                                                                                                                                                                           /2

                                                                                                                                                                           /2

                                                                                                                                                                           /2

                                                                                                                                                                           /2
   /06

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   /07

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   /05




                                                                                     /06

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                                                                                     /08

                                                                                     /08

                                                                                     /09

                                                                                     /02

                                                                                     /04

                                                                                     /04

                                                                                     /05

                                                                                     /05




                                                                                                                                                                       /06

                                                                                                                                                                       /07

                                                                                                                                                                       /07

                                                                                                                                                                       /08

                                                                                                                                                                       /08

                                                                                                                                                                       /09

                                                                                                                                                                       /02

                                                                                                                                                                       /04

                                                                                                                                                                       /04

                                                                                                                                                                       /05

                                                                                                                                                                       /05
30

13

27

10

24

28

15

07

22

10

24




                                                                                  30

                                                                                  13

                                                                                  27

                                                                                  10

                                                                                  24

                                                                                  28

                                                                                  15

                                                                                  07

                                                                                  22

                                                                                  10

                                                                                  24




                                                                                                                                                                    30

                                                                                                                                                                    13

                                                                                                                                                                    27

                                                                                                                                                                    10

                                                                                                                                                                    24

                                                                                                                                                                    28

                                                                                                                                                                    15

                                                                                                                                                                    07

                                                                                                                                                                    22

                                                                                                                                                                    10

                                                                                                                                                                    24
                              NH3/P         MONILO/1000                                                         NH3/P         MONILO/1000                                                        DBO/NH3        MONILO/1000



• CONDICIONES DE PARTIDA: Monilibacter batavus, ESTÁ ASOCIADO A
  AGV- FUNDAMENTALMENTE ACÉTICO Y PROPIÓNICO (Kragelund et
  al; 2006). ALTA CAPACIDAD DE ACUMULAR PHB: MEJOR
  SUPERVIVENCIA Y COMPETITIVIDAD EN ESTRÉS NUTRICIONAL.
• CONDICIONES LIMITANTES EN TERCER PERIODO:
       – MEJOR REPARTO NUTRICIONAL
       – DISMINUCIÓN DE LA BIDEGRADABILIDAD AFLUENTE
       – VARIACIONES OPERACIONALES: DISMINUCIÓN MLSS-EDAD Y
         AUMENTO CM.
                    •      DIMINUCIÓN PROCESOS METABOLISMO ENDÓGENO
                    •      MENOR COMPETENCIA DE LA BIOMASA POR LOS NUTRIENTE
                    •      COMPETENCIA ENTRE Monilibacter batabus Y Microthrix parvicella
                    •      POSIBLE DEPENDENCIA ENTRE FILAMENTO Y DISPONIBILIDAD AMONIO Y
                           DBO. INTERMEDIARIOS CLAVES METABOLISMO
ALTERNANCIAS ZONAS ÓXICAS-ANÓXICA
•   DATOS DE PARTIDA:
      – DISTINTA DIFERENCIACIÓN: REACTOR CIRCULAR (anóxia-óxica), REACTOR CARROUSEL (óxica) Y DISTINTAS
           CONSIGNAS ENTRE PRIMER PERIODO (Amonio) Y EL ÚLTIMO (Redox).
      – ACTIVACIÓN CRECIMIENTO BAJO CONSIGNA AMONIO Y RELENTIZACIÓN CRECIMIENTO BAJO CONSIGNA REDOX
      – DISPONIBILIDAD CONSTANTE OXÍGENO (Carrousell): LIMITACIÓN DESARROLLO (VARIACIÓN MLSS).
      – DINAMICA VARIABLE EN SISTEMA ÓXICO-ANÓXICO.
•   POSIBLES VARIABLES:
      – DIFERENCIACIÓN AFLUENTES, PARÁMETROS OPERACIONALES Y CONSIGNAS DE TRABAJO AL COMPARAR PERIODOS
           UNO Y TRES:
             Periodo 1: Consigna de amonio, alto MLSS, muy baja carga másica, alta edad del fango, ratio DQO/DBO bajo y
    ratios NH3/P y DBO/NH3 altos.
             Periodo 3: Consigna por redox, disminución MLSS, aumento carga másica, disminución edad del fango, ratio
    DQO/DBO alto y ratios NH3/P y DBO/NH3 bajos.

•   POSIBLES CONDICIONES ASOCIADAS ALAS DISTINTAS FASES:
     – ALTA ACTIVIDAD ACUMULADORA PHB: RESERVA DE CARBONO EN CONDICIONES POSIBLES DE LIMITACIÓN DE
         AMONIO.
     – APORTE O GENERACIÓN EXTRA AL SISTEMA DE AGV.
•   POSIBLES FUENTES DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA CORTA:
     – ACTIVIDAD ENDÓGENA EN NÚCLEOS FLOCULARES
     – APORTE VARIABLE EN EL AFLUENTE (25-30 % DBO)
     – PROCESOS FERMENTATIVOS

•   CONCLUSIONES:
     – LOS CICLOS ANÓXICOS-ÓXICOS NO SON GENERADORES DE AGV. LOS CICLOS ANAEROBIOS-ÓXICOS PUEDEN GENERAR
         AGV. SÍNTESIS DE PHB EN ANAEROBIOSIS Y UTILIZACIÓN EN AEROBIOSIS COMO FUENTE DE CARBONO Y ENERGÍA.
     – BAJA CONCENTRACIÓN DE ÓXIGENO (SISTEMA CONTROLADO POR AMONIO): ESTRÉS ADAPTATIVO PARA Monilibacter
         batavus. FAVORECE SU DESARROLLO AL DISPONER DE PHB Y PODER UTILIZARLO COMO FUENTE DE ENERGÍA BAJO
         ESTAS CIRCUNSTANCIAS
     – CONTROL REDOX: SISTEMA EXCLUSIVO ANÓXICO-ÓXICO- PERIODO 3 (+50 mV y -150 Mv).
     – CONSIGNA AMONIO: PUEDE PROVOCAR IMPORTANTES DISMINUCIONES EN POTENCIAL REDOX (pudiendo llegar a -
         400mV durante el periodo 1). CICLOS ANAEROBIOS-ÓXICOS. GENERACIÓN AGV. POTENCIACIÓN DESARROLLO
         Monilibacter batavus.
CONCLUSIONES
• GENERADORA EPISODIOS FOAMING EN ALTAS
  CONCENTRACIONES. (Monilibacter batavus, es poco
  hidrofóbica (Kragelund et al, 2006)
• SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DE FANGOS SUPERIOR PUEDE
  AYUDAR A DISMINUIR BIOMASA.
• COMUNIDAD FORMADA: Monilibacter batavus, Microthrix
  parvicella, T0092, T0041 y Haliscomenobacter hydrosis
  COMPARTEN CONDICIONES ECOLÓGICAS DE DESARROLLO:
  EDADES MUY AVANZADAS, MUY BAJAS CARGAS MÁSICAS Y
  ASIMILACIÓN DE MATERÍA ORGÁNICA DISUELTA (AGV).
• CONDICIONES ESTRICTAMENTE ÓXICAS: LIMITAN
  CRECIMIENTO DE Monilibacter batavus.
• NO SE HA DETECTADO CAPACIDAD EZOENZIMATICA EN ESTE
  FILAMENTO.
• LOS VERTIDOS DE FOSAS SÈPTICAS (NAÚTICAS)EN LA EDAR
  Empuriabrava, NO AFECTAN DE MANERA IMPORTANTE AL
  DESARROLLO DE ESTE ORGANISMO
CONCLUSIONES
• REACTOR CIRCULAR: LA CONSIGA REDOX ES MÁS EFECTIVA
  QUE LA DE AMONIO PARA LIMITAR SU CRECIMIENTO Y
  PERMITE UNA MEJORA EN LAS CONDICIONES DE LA BIOTA
  PRESENTE.
• NECESARIO EVITAR PROCESOS ANAEROBIOS EN EL SISTEMA
• MEJORA DEL REPARTO NUTRICIONAL: CONTROL MLSS,
  EDADES DE FANGO Y CM.
• POSIBLE RELACIÓN POSITIVA ENTRE EL FILAMENTO Y EL
  AMONIO PRESENTE EN EL AFLUENTE
• LA DISMINUCIÓN DE LA BIODEGRADABILIDAD DEL AFLUENTE
  (DQO/DBO) PARECE INHIBIR SU DESARROLLO
• LAS CONDICIONES ESTRUCTURALES DE LA PLANTA
  FAVORECEN SU DESARROLLO: ALTO VOLUMEN DE REACTOR
  (7500 m3), CAUDAL ESTACIONAL (2500-7500m3/día) Y
  DENSIDAD POBLACIONAL DISPAR (Localidad turística).
Agradecimientos


A mis compañeros J.L. Alonso (Instituto de Ingeniería
del Agua y Medio Ambiente. Universidad Politécnica
de Valencia, Spain) y E . Ciriero, M.C. Serra , A.
Huguet (Empresa Mixta d’Aigües de la Costa Brava),
sin cuyo aporte no hubiera sido posible este trabajo,
A Dª C. Kragelund por sus aportaciones sobre la
fisiología de Monilibacter batavus
A la organización de este evento especialmente al
profesor C. Poleto por su amabilidad y colaboración en
todo momento
A nuestras empresas, especialmente EMASESA por
su apoyo a las actividades de investigación en las que
participa GBS
PARA CUALQUIER CONSULTA:


gbs@asociaciongbs.com

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Espumas biológicas en EDAR Empuriabrava

  • 1. Espumas biológicas de “Candidatus Monilobacter spp” en la EDAR de Empuriabrava PRESENTA: Eva Rodríguez – GRUPO BIOINDICACIÓN SEVILLA, gbs@asociaciongbs.com AUTORES. Jose Luis Alonso – UPV, jalonso@ihdr.upv.es Eva Rodríguez - Agua y Gestión -BEFESA-GBS, gbs@asociaciongbs.com Eva Ciriero – E. M. d’Aigües de la Costa Brava, emciriero@aiguescb.com
  • 2. PARQUE NATURAL DEL AIGUAMOLLS DE L’EMPORDÀ. ESTÁ GESTIONADA POR LA EMPRESA EMACBSA (EMPRESA MITXA D’AIGÜES DE LA COSTA BRAVA),
  • 3. EDAR EMPURIABRAVA MANTENIMIENTO DE LOS HUMEDALES DEL PARQUE asde
  • 4. EDAR EMPURIABRAVA •URBANIZACIÓN EMPURIABRAVA Y MUNICIPIO DE CASTELLÓ D’EMPÚRIES. •EDAR CIRCULAR COMPACTA CON ELIMINACIÓN DE NITRÓGENO. Analizador •VOLUMEN REACTOR BIOLÓGICO Sonda de Sonda de 7500M3 de Amonio redox oxígeno •VOLUMEN DECANTADOR 3750M3 •CAUDAL (APROX.) INVIERNO 3000M3/D VERANO 8000M3/D • RECEPCIÓN FOSAS SÉPTICAS •ELIMINACIÓN DE N<10PPM P<2PPM* Soplantes * ALUMINATO SÓDICO A PARTIR DE NOV. 2009
  • 5.
  • 6.
  • 7. ROBUSTEZ Y LONGITUD. CARACTERIZACIÓN RAMIFICACIÓN, ECOLÓGICA ENGROSAMIENTO CELULAR MORFOTIPO Nostocoida limícola GRAM Y NEISSER NEGATIVO con características especiales Bulking y foaming- URBANO E INDUSTRIAL. (Eikelboom, 2002, Jenkins et al., ALTA VARIABILIDAD PHB + 2004; Zornoza et al., 2008) RESERVA DE ENERGÍA Y CARBONO Información operacional : SÍNTESIS PHB: EXCESO Baja carga másica CARBONO Y LIMITACIÓN Bajo oxígeno disuelto OTRO ELEMENTO Componente industrial (Eikelboom, 2002; Jenkins et al, 2004).
  • 8. Sondas α-Proteobacteria morfotipos Nostocoida limicola (Kragelund et al. 2006)
  • 9. Filamentos de Monilibacter batavus cluster III sonda DF 198, contraste de fases y epifluorescencia 1000X
  • 10. Filamentos de Monilibacter batavus cluster III sonda DF 198, contraste de fases y epifluorescencia 1000X
  • 11. Filamentos de Monilibacter batavus cluster III fosfatasa negativos, tinción Neisser, campo claro y epifluorescencia 1000X
  • 12. Producción de PHA a partir de diferentes sustratos en condiciones aerobias MAR-FISH (Kragelund et al. 2006)
  • 13. Acumulación de PHB en filamentos de Monilibacter batavus cluster III, contraste de fases y epifluorescencia 1000X
  • 14. METODOLOGÍA • Periodo de muestreo: Septiembre de 2009-Mayo de 2010. • Sistemas de proceso: – Reactor biológico circular con el decantador en la zona central (Línea nueva), con extracción de fangos por la zona inferior, por lo que se acumulan las espumas, dificultando su extracción y zona anóxica/ óxica – Reactor Carrousel (Línea vieja), en la que la extracción de fangos es por la zona superior, con lo que se favorece la eliminación de espumas. En este caso el sistema es óxico completo, controlado por consigna de oxígeno.
  • 15. METODOLOGÍA • SISTEMAS DE OPERACIÓN DURANTE LOS MUESTREOS – PERIODO 1: Septiembre- 2009 / 22 de Febrero 2010 - Reactor biológico circular (Línea nueva).Consigna por amonio – PERIODO 2: 23 de Febrero 2010/ 7 de Abril 2010 - Reactor Carrousel (Línea vieja). – PERIODO 3: 8 de Abril 2010 / 30 Mayo 2010 - Reactor biológico circular (Línea nueva). Consigna por Redox
  • 16. CONDICIONES DEL PROCESO 4000 CONSIGNA POR ANALIZADOR LINEA CONSIGNA DE AMONIO EN CONTÍNUO CARROUSSEL POR REDOX 3500 3000 2500 m/mL 2000 1500 1000 500 0 Monilibacter batavus Microthrix parvicella T0092 H. hydrosis T0041
  • 17. POSIBLES PAUTAS DE DESARROLLO • VERTIDOS DE FOSAS SÉPTICAS • CONTROL DEL AFLUENTE, ESTRUCTURAS BIOLÓGICAS Y PARÁMETROS OPERACIONALES • ALTERNANCIAS ZONAS ANÓXICAS-ÓXICAS
  • 18. VERTIDOS DE CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS: FOSAS SÉPTICAS INFLUENTES RICOS EN ÁCIDOS GRASOS DE CADENA CORTA (AGV) m/ml Monilobacter SECTOR PETROQUÍMICO (Kragelund et a, 2006; Zornoza et al, 2008 ) 4000 3500 NAUTICAS: hidrocarburos de 3000 cadena corta (VFA). VOL: 7 m3. (2-3 cubas/mes) 2500 2000 1500 1000 500 0 30/06/2009 06/07/2009 13/07/2009 20/07/2009 27/07/2009 03/08/2009 10/08/2009 17/08/2009 24/08/2009 31/08/2009 28/09/2009 05/10/2009 15/02/2010 22/02/2010 07/04/2010 12/04/2010 22/04/2010 26/04/2010 10/05/2010 17/05/2010 24/05/2010
  • 19. CONTROL DEL 1 2 3 S S S PARÀM. UT. DIA DIA DIA AFLUENTE ME ME ME DBO5 mg O2/l 130 141 125 DQO mg O2/l 459 494 818 S.S. mg/l 226 228 222 pH unitats 7,3 6,9 7,3 COND. μS/cm 5980 5286 3150 ENTRADA - Cl mg/l 1944 1444 728 N-NH4+ mg/l 38,9 28 37 N-NTK mg/l 54,5 53,4 61,0 P total mg/l 7,7 7,3 12,8 2- S mg/l 6,7 4,9 5,1 DBO5 mg O2/l 3 4 <3 DQO mg O2/l 46 55 32 S.S. mg/l 8 6 6 pH unitats 7,4 7,5 7,5 COND. μS/cm 5669 6179 3040 - SALIDA Cl mg/l 1884 1862 675 N-NH4+ mg/l 0,74 8,3 <0,5 - N-NO2 mg/l 0,53 - N-NO3 mg/l 7,1 9,6 10,7 N-NTK mg/l 3,01 4,9 2,7 P total mg/l 2,19 1,47 2,39 S.S. REACT mg/l 6887 2362 2316 S.V. RECT % 72,4 63,9 71,1 REACTOR S.S. RECIRC mg/l 10.991 2.069 7.346 S.V. RECIRC % 72,7 69,6 68,5
  • 20. FLÓCULOS MULTINUCLEADOS TÍPICOS N/DN ACCESO A MATERIAL SOLUBLE POR ACTIVIDAD EXOENZIMÁTICA DE BACTERIAS FORMADORAS DE FLÓCULO CARÁCTER ESTRUCTURAL Integración en flóculo a baja concentración (Kragelund, et al., 2006)
  • 21. CARACTERIZACIÓN FLOCULAR CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 1 IF: 58,3 13,13% 9,77% TAMAÑO (%) TAMAÑO (%) PEQUEÑO 9,77% REGULAR MEDIO 77,10% GRANDE 13,13% CONCENTRACIÓN Alta/media TEXTURA Fuerte 77,10% ESTRUCTURA Abierta/Media FORMA Irregular PEQUEÑO MEDIO GRANDE CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 2 IF: 62,5 TAMAÑO (%) 3,86% 21,37% TAMAÑO (%) PEQUEÑO 21,37% BUENO MEDIO 74,80% GRANDE 3,86% CONCENTRACIÓN Media TEXTURA Fuerte 74,80% ESTRUCTURA Media FORMA Irregular PEQUEÑO MEDIO GRANDE CARACTERIZACIÓN FLÓCULO PERIODO 3 IF: 68,5 TAMAÑO (%) 7,20% 12,50% TAMAÑO (%) PEQUEÑO 12,50% BUENO MEDIO 80,30% GRANDE 7,20% CONCENTRACIÓN Media/Alta TEXTURA Fuerte 80,30% ESTRUCTURA Media/abierta FORMA Irregular PEQUEÑO MEDIO GRANDE
  • 22. COMUNIDAD FILAMENTOSA CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 1 FILAMENTOS ABUNDANCIA (m/ml) Monilobacter batavus 1942 T0092/Microthrix parvicella/Haliscomenobacter h. 203 T0041/T0675/Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p. 88 CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 2 FILAMENTOS ABUNDANCIA (m/ml) Monilobacter batavus REDUCCIÓN MLSS 854 T0092/Microthrix parvicella/Haliscomenobacter h. SISTEMA ÓXICO 270 Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p. 153 CARACTERIZACIÓN DE BACTERIAS FILAMENTOSAS EN EL PERIODO 3 FILAMENTOS ABUNDANCIA (m/ml) Monilobacter batavus/Microthrix parvicella 412 T0092/Monilobacter batavus COMPETITIVIDAD 321 Haliscomenobacter h./ T0092/Microthrix p. 197
  • 23. Monilibacter batavus CARACTERÍSTICAS ASOCIADAS: Deficiencia de oxígeno. Baja carga másica deficiencia de nutrientes Altas edades de fango Microthrix parvicella T0092
  • 24. D A B C FANGOS ESTABILIZADOS CON EDADES AVANZADAS E F G H I J In vivo. 400x.A: Nematodo, B: Vorticella convallaria, C: Chilodonella uncinata, D y H: Ameba desnuda mayor de 50 micras, E: Euplotes sp., F: Periacineta. G: Arcella vulgaris, I: Thurícola sp. J: Rotifero
  • 25. COMUNIDAD PROTOZOARÍA CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 1 CILIADOS METAZOOS ABUNDANCIA: 3091 (ind/ml) ABUNDANCIA: 71 (ind/ml) H' (bit) 1,62 PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES: ABUNDÀNCIA: 96577 (ind/ml) Caliptotrichia, Dexiotrichia, Plagiocampa, Aspidisca cicada, Coleps PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS V aqudulcis, V convallaría, Uronema, Holophriya ABUNDÀNCIA: 245 (ind/ml) CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 2 CILIADOS METAZOOS ABUNDANCIA: 1608 (ind/ml) ABUNDANCIA: 68 (ind/ml) H' (bit) 2,01 PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES: ABUNDÀNCIA: 164846 (ind/ml) V. convallaría, V aquadulcis, Holophrya, Plagiocampa, Dexiotrichía, Holoprya PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS Chaetospira, Euplotes. ABUNDÀNCIA: 124 (ind/ml) CARACTERIZACIÓN BIÓTICA PERIODO 3 CILIADOS METAZOOS ABUNDANCIA: 5413 (ind/ml) ABUNDANCIA: 103 (ind/ml) H' (bit) 2,06 PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MENORES DE 20 MICRAS GÉNEROS Y ESPECIES MÁS ABUNDANTES: ABUNDÀNCIA: 79691 (ind/ml) V convallaría, Euplotes, Caliptotrichia, Aspidisca cicada, Aspidisca lynceus, PEQ FLAGELADOS Y AMEBOIDES MAYORES DE 20 MICRAS Euplotes, Periacineta, Acineria uncinata, Metacystis, Trochilia minuta ABUNDÀNCIA: 953 (ind/ml)
  • 26. EVOLUCIÓN POBLACIONAL PROTOZOARÍA EN LOS TRES PERIODOS NADADORES LIBRES REPTANTES SÉSILES SUCTORES ABUNDANCIA TOTAL 18000 CONSIGNA POR REDOX 16000 CONSIGNA POR ANALIZADOR DE LINEA CARROUSSEL AMONIO EN CONTÍNUO 14000 12000 Ind/L 10000 8000 6000 4000 2000 0 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 0 0 00 00 00 00 00 01 01 01 01 01 01 01 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 8/ 9/ 0/ 1/ 2/ 1/ 2/ 3/ 4/ 5/ 6/ 7/ /0 /0 /1 /1 /1 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03 03
  • 27. VARIACIONES OPERACIONALES EN LOS TRES PERIODOS PERIODO 1 ESTRÉS NUTRICIONAL CARGA MÁSICA CARGA VOLÚMICA CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO TRC kg DBO5 kg DBO5 IVF m3/mes m3/dia días kg MLVSS d m3 aireació d 74.599 2.465 77,0 0,009 0,045 217 PERIODO 2 CARGA MÁSICA CARGA VOLÚMICA CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO TRC kg DBO5 kg DBO5 IVF m3/mes m3/dia días kg MLVSS d m3 aireació d 79.579 2.611 55,0 0,022 0,046 330 PERIODO 3 CARGA MÁSICA CARGA VOLÚMICA CAUDAL TOTAL CAUDAL MEDIO TRC kg DBO5 kg DBO5 IVF m3/mes m3/dia días kg MLVSS d m3 aireació d 91.135 2.939 36,6 0,019 0,041 383 MEJOR REPARTO NUTRICIONAL
  • 28. RATIOS NUTRICIONALES PERIODO 1 KG/DIA DQO KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N 1131 320 134,34 18,94 0,28 0,42 0,06 0,14 PERIODO 2 KG/DIA DQO KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N 1289 369 139,34 19,00 0,29 0,38 0,05 0,14 PERIODO 3 KG/DIA DQO KG DIA DBO Kg dia NT Kg dia PT RATIO DBO/DQO RATIO N/DBO RATIO P/DBO RATIO P/N 2403 369 179,25 37,61 0,15 0,49 0,10 0,21 MEJOR COMPENSACIÓN DBO/N/P DISMINUCIÓN BIODEGRADABILIDAD
  • 29. 4000 CONSIGNA POR ANALIZADOR LINEA CONSIGNA DE AMONIO EN CONTÍNUO CARROUSSEL POR REDOX 3500 FIL: 412 m/mL 3000 FIL: 1942 m/mL FIL: 854 m/mL (Monilo/Micrt). TRC:77 días TRC:55 días TRC:37 días CM: 0,0009 Kg CM: 0,022 Kg 2500 DBO/kg MLVSS DBO/kg MLVSS CM: 0,0019 Kg DBO/kg MLVSS DQO: 1131 kg/d DQO: 1229 kg/d m/mL DQO: 2403 kg/d 2000 MUY BAJA CARGA MÁSICA Y 1500 ALTAS EDADES 1000 500 0 Monilibacter batavus Microthrix parvicella T0092 H. hydrosis T0041
  • 30. RELACIONES CARGA ORGÁNICA-N LINEA CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONTÍNUO 8 DQO> DBO: LIMITACIÓN CRECIMIENTO. 7 < BIODEGRADABILIDAD: LIMITACIÓN 6 CRECIMIENTO 5 4 3 2 1 0 09 09 09 09 09 09 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 6/ 7/ 7/ 8/ 8/ 9/ 2/ 4/ 4/ 5/ 5/ /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 DQO/DBO MONILO/1000
  • 31. RELACIONES NH3/P LINEA CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONTÍNUO 7 NH3>P: FAVORECE CRECIMIENTO 6 Y ACUMULACIÓN C COMO RESERVA PHB 5 DISMINUCIÓN P EN PRESENCIA 4 NH3: NO INHIBE CRECIMIENTO. 3 2 1 0 09 09 09 09 09 09 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 6/ 7/ 7/ 8/ 8/ 9/ 2/ 4/ 4/ 5/ 5/ /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 NH3/P MONILO/1000 POSIBLE DEPENDENCIA DEL AMONIO FRENTE AL CRECIMIENTO DEL FILAMENTO
  • 32. RELACIONES DBO/NH3 LINEA CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONTÍNUO 8 DBO> NH3: FAVORECE CRECIMIENTO. 7 LA DISMINUCIÓN DE AMONIO EN 6 PRESENCIA DBO NO INHIBE 5 CRECIMIENTO 4 3 2 1 0 09 09 09 09 09 09 10 10 10 10 10 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 6/ 7/ 7/ 8/ 8/ 9/ 2/ 4/ 4/ 5/ 5/ /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 /0 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 DBO/NH3 MONILO/1000 EN PRESENCIA DE C EN EL MEDIO SE ACTIVA CRECIMIENTO. SE ACUMULA PHB SI EL AMONIO U OTRO FACTOR ES LIMITANTE
  • 33. LINEA LINEA LINEA CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONSIGNA POR ANALIZADOR DE AMONIO EN CARROUSSEL CONSIGNA POR REDOX CONTÍNUO CONTÍNUO CONTÍNUO 7 7 8 6 6 7 5 5 6 5 4 4 4 3 3 3 2 2 2 1 1 1 0 0 0 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 9 9 9 9 9 9 0 0 0 0 0 00 00 00 00 00 00 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 01 01 01 01 01 00 00 00 00 00 00 01 01 01 01 01 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /2 /06 /07 /07 /08 /08 /09 /02 /04 /04 /05 /05 /06 /07 /07 /08 /08 /09 /02 /04 /04 /05 /05 /06 /07 /07 /08 /08 /09 /02 /04 /04 /05 /05 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 30 13 27 10 24 28 15 07 22 10 24 NH3/P MONILO/1000 NH3/P MONILO/1000 DBO/NH3 MONILO/1000 • CONDICIONES DE PARTIDA: Monilibacter batavus, ESTÁ ASOCIADO A AGV- FUNDAMENTALMENTE ACÉTICO Y PROPIÓNICO (Kragelund et al; 2006). ALTA CAPACIDAD DE ACUMULAR PHB: MEJOR SUPERVIVENCIA Y COMPETITIVIDAD EN ESTRÉS NUTRICIONAL. • CONDICIONES LIMITANTES EN TERCER PERIODO: – MEJOR REPARTO NUTRICIONAL – DISMINUCIÓN DE LA BIDEGRADABILIDAD AFLUENTE – VARIACIONES OPERACIONALES: DISMINUCIÓN MLSS-EDAD Y AUMENTO CM. • DIMINUCIÓN PROCESOS METABOLISMO ENDÓGENO • MENOR COMPETENCIA DE LA BIOMASA POR LOS NUTRIENTE • COMPETENCIA ENTRE Monilibacter batabus Y Microthrix parvicella • POSIBLE DEPENDENCIA ENTRE FILAMENTO Y DISPONIBILIDAD AMONIO Y DBO. INTERMEDIARIOS CLAVES METABOLISMO
  • 34. ALTERNANCIAS ZONAS ÓXICAS-ANÓXICA • DATOS DE PARTIDA: – DISTINTA DIFERENCIACIÓN: REACTOR CIRCULAR (anóxia-óxica), REACTOR CARROUSEL (óxica) Y DISTINTAS CONSIGNAS ENTRE PRIMER PERIODO (Amonio) Y EL ÚLTIMO (Redox). – ACTIVACIÓN CRECIMIENTO BAJO CONSIGNA AMONIO Y RELENTIZACIÓN CRECIMIENTO BAJO CONSIGNA REDOX – DISPONIBILIDAD CONSTANTE OXÍGENO (Carrousell): LIMITACIÓN DESARROLLO (VARIACIÓN MLSS). – DINAMICA VARIABLE EN SISTEMA ÓXICO-ANÓXICO. • POSIBLES VARIABLES: – DIFERENCIACIÓN AFLUENTES, PARÁMETROS OPERACIONALES Y CONSIGNAS DE TRABAJO AL COMPARAR PERIODOS UNO Y TRES: Periodo 1: Consigna de amonio, alto MLSS, muy baja carga másica, alta edad del fango, ratio DQO/DBO bajo y ratios NH3/P y DBO/NH3 altos. Periodo 3: Consigna por redox, disminución MLSS, aumento carga másica, disminución edad del fango, ratio DQO/DBO alto y ratios NH3/P y DBO/NH3 bajos. • POSIBLES CONDICIONES ASOCIADAS ALAS DISTINTAS FASES: – ALTA ACTIVIDAD ACUMULADORA PHB: RESERVA DE CARBONO EN CONDICIONES POSIBLES DE LIMITACIÓN DE AMONIO. – APORTE O GENERACIÓN EXTRA AL SISTEMA DE AGV. • POSIBLES FUENTES DE ÁCIDOS GRASOS DE CADENA CORTA: – ACTIVIDAD ENDÓGENA EN NÚCLEOS FLOCULARES – APORTE VARIABLE EN EL AFLUENTE (25-30 % DBO) – PROCESOS FERMENTATIVOS • CONCLUSIONES: – LOS CICLOS ANÓXICOS-ÓXICOS NO SON GENERADORES DE AGV. LOS CICLOS ANAEROBIOS-ÓXICOS PUEDEN GENERAR AGV. SÍNTESIS DE PHB EN ANAEROBIOSIS Y UTILIZACIÓN EN AEROBIOSIS COMO FUENTE DE CARBONO Y ENERGÍA. – BAJA CONCENTRACIÓN DE ÓXIGENO (SISTEMA CONTROLADO POR AMONIO): ESTRÉS ADAPTATIVO PARA Monilibacter batavus. FAVORECE SU DESARROLLO AL DISPONER DE PHB Y PODER UTILIZARLO COMO FUENTE DE ENERGÍA BAJO ESTAS CIRCUNSTANCIAS – CONTROL REDOX: SISTEMA EXCLUSIVO ANÓXICO-ÓXICO- PERIODO 3 (+50 mV y -150 Mv). – CONSIGNA AMONIO: PUEDE PROVOCAR IMPORTANTES DISMINUCIONES EN POTENCIAL REDOX (pudiendo llegar a - 400mV durante el periodo 1). CICLOS ANAEROBIOS-ÓXICOS. GENERACIÓN AGV. POTENCIACIÓN DESARROLLO Monilibacter batavus.
  • 35. CONCLUSIONES • GENERADORA EPISODIOS FOAMING EN ALTAS CONCENTRACIONES. (Monilibacter batavus, es poco hidrofóbica (Kragelund et al, 2006) • SISTEMAS DE EXTRACCIÓN DE FANGOS SUPERIOR PUEDE AYUDAR A DISMINUIR BIOMASA. • COMUNIDAD FORMADA: Monilibacter batavus, Microthrix parvicella, T0092, T0041 y Haliscomenobacter hydrosis COMPARTEN CONDICIONES ECOLÓGICAS DE DESARROLLO: EDADES MUY AVANZADAS, MUY BAJAS CARGAS MÁSICAS Y ASIMILACIÓN DE MATERÍA ORGÁNICA DISUELTA (AGV). • CONDICIONES ESTRICTAMENTE ÓXICAS: LIMITAN CRECIMIENTO DE Monilibacter batavus. • NO SE HA DETECTADO CAPACIDAD EZOENZIMATICA EN ESTE FILAMENTO. • LOS VERTIDOS DE FOSAS SÈPTICAS (NAÚTICAS)EN LA EDAR Empuriabrava, NO AFECTAN DE MANERA IMPORTANTE AL DESARROLLO DE ESTE ORGANISMO
  • 36. CONCLUSIONES • REACTOR CIRCULAR: LA CONSIGA REDOX ES MÁS EFECTIVA QUE LA DE AMONIO PARA LIMITAR SU CRECIMIENTO Y PERMITE UNA MEJORA EN LAS CONDICIONES DE LA BIOTA PRESENTE. • NECESARIO EVITAR PROCESOS ANAEROBIOS EN EL SISTEMA • MEJORA DEL REPARTO NUTRICIONAL: CONTROL MLSS, EDADES DE FANGO Y CM. • POSIBLE RELACIÓN POSITIVA ENTRE EL FILAMENTO Y EL AMONIO PRESENTE EN EL AFLUENTE • LA DISMINUCIÓN DE LA BIODEGRADABILIDAD DEL AFLUENTE (DQO/DBO) PARECE INHIBIR SU DESARROLLO • LAS CONDICIONES ESTRUCTURALES DE LA PLANTA FAVORECEN SU DESARROLLO: ALTO VOLUMEN DE REACTOR (7500 m3), CAUDAL ESTACIONAL (2500-7500m3/día) Y DENSIDAD POBLACIONAL DISPAR (Localidad turística).
  • 37. Agradecimientos A mis compañeros J.L. Alonso (Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente. Universidad Politécnica de Valencia, Spain) y E . Ciriero, M.C. Serra , A. Huguet (Empresa Mixta d’Aigües de la Costa Brava), sin cuyo aporte no hubiera sido posible este trabajo, A Dª C. Kragelund por sus aportaciones sobre la fisiología de Monilibacter batavus A la organización de este evento especialmente al profesor C. Poleto por su amabilidad y colaboración en todo momento A nuestras empresas, especialmente EMASESA por su apoyo a las actividades de investigación en las que participa GBS