1. .

2. Procesos Biológicos
Constituyen una serie de importantes procesos de tratamiento que
tienen en común la utilización de microorganismos para llevar a
cabo la eliminación de componentes indeseables del agua
Anoxia: Ausencia ó falta de Oxigeno

3. Desnitrificación
Proceso que usa el nitrato como aceptor terminal de
electrones en condiciones anóxicas (ausencia de oxígeno)
Antes Desnitrificacion Anaerobia
Ahora Desnitrificacion Aerobia (modificada)
Proceso Anóxico

4. Desnitrificación

5. Desnitrificación Heterótrofa
Proceso de reducción disimilatoria del nitrato, por parte de
bacterias heterótrofas. Consta de dos etapas, las cuales son:
NO3 - NO2 – NO N2O N2

6. Desnitrificación Heterótrofa
Ampliamente Aplicada Eficiencia Bajo Costo
La desnitrificación con cultivos en suspensión: Se suele llevar
a cabo en sistemas de fangos activados de flujo en pistón.
La desnitrificación con cultivo fijo (película fija): Se lleva a
cabo en un reactor en columna que contiene piedras o alguno de
los diversos materiales sintéticos sobre los que crecen las
bacterias.

7. Desnitrificación Autótrofa
Proceso de oxidación de compuestos inorgánicos de azufre como
sulfhídrico, azufre elemental, tiosulfato o sulfito, anaeróbicamente
a expensas de la reducción del nitrato, por parte de las bacterias.
Thiobacillus Denitrificans y Thiomicrospira Denitrificans
Autótrofos obligados que crezcan a pH neutros y pueden llevar a cabo la
sulfoxidación en condiciones aeróbicas o anóxicas.
Thioalkalivibrio Denitrificans
Autótrofo, oxidador de azufre, capaz de crecer anaeróbicamente usando nitrito
como aceptor de electrones a pH básico

8. Ventajas de la Desnitrificación Autótrofa
 Para el tratamiento de aguas residuales, evita tener que añadir materia orgánica,
reduciéndose así los costos.
 Para tratamiento de aguas potables, evita carbono residual en el efluente, ya que reduce el
riesgo de sobrecrecimiento en los sistemas a tratar y de desinfección de la zona por los
productos producidos.
 Los organismos autótrofos están mejor adaptados para el tratamiento de aguas subterráneas
porque crecen a bajas concentraciones de compuestos orgánicos biodegradables.
 También posee un gran interés comercial y desde el punto de vista de la biotecnología
ambiental puesto que es uno de los pocos ejemplos en los que puede oxidarse biológicamente
compuestos reducidos del azufre (sulfoxidación) en ausencia de oxígeno elemental.
 La principal ventaja de este proceso es la aparición de la desnitrificación acoplada a la
oxidación de compuestos reducidos del azufre, combinando la eliminación simultánea de dos
tipos de contaminantes, los nitratos y los compuestos reducidos del azufre, teniendo así gran
interés por sus aplicaciones biotecnológicas.

9. Principales Parámetros que
afectan la Desnitrificación
Temperatura
Los microorganismos desnitrificantes presentan actividad entre 5 y 75 °C. Se ha visto que
no existe un cambio significativo en la actividad desnitrificante entre 20 y 30 °C con
consorcios provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales.
PH
El pH óptimo para la desnitrificación se encuentra entre 7 y 8. A valores de pH debajo de 6,
se inhibe la enzima óxido nitroso reductasa y se acumula óxido nitroso.
Oxígeno
Se asume en general que la enzima óxido nitroso reductasa (Nos) es la enzima con una
mayor sensibilidad a la presencia de oxígeno. En general las enzimas reductasas son
inmediatamente o gradualmente inactivadas por la presencia de oxígeno. La principal razón
de la sensibilidad de la desnitrificación a la presencia de oxígeno es la competición por
electrones, el oxígeno siendo un aceptor de electrones termodinámicamente más favorable
que el nitrato.

10. Principales Parámetros que
afectan la Desnitrificación
Fuente donadora de electrones
La capacidad que tienen los compuestos orgánicos de donar electrones es uno de los
factores más importantes que controlan la actividad heterotrófica y por lo tanto la actividad
desnitrificante heterotrófica. Los principales donadores de electrones utilizados son el
metanol, el etanol, la glucosa, el acetato, el ácido aspártico y el ácido fórmico, entre otros.
Esto no implica que solamente sustratos fácilmente degradables sean usados por
microorganismos que llevan a cabo la desnitrificación. Existen reportes de desnitrificación
con compuestos como hidrocarburos, materia orgánica compleja, glicol, compuestos
aromáticos y celulosa. Microorganismos desnitrificantes, como los autótrofos, utilizan
compuestos inorgánicos como sulfuro, hidrogeno, amonio para reducir nitratos. La
ganancia energética es menor que con los compuestos orgánicos, pero los
microorganismos presentan una gran adaptabilidad dependiendo de las condiciones
ambientales de los ecosistemas.

11. Principales Parámetros que
afectan la Desnitrificación
Relación C/N
La desnitrificación heterotrófica en consorcios está determinada por la relación entre el compuesto
orgánico donador de electrones y el nitrato (relación C/N), se puede considerar que con una relación
C/N menor a 5, pero superior a la relación estequiométrica, el proceso desnitrificante se lleva a cabo sin
limitación; con una relación entre 5 y 21,3 se lleva a cabo la desnitrificación y producción de metano. A
relación C/N mayores, se produce metano sin llevarse a cabo la desnitrificación.
Proceso biológico de Nitrificación-Desnitrificación
Tanque Anóxico Tanque Aerobio Clarificador
Afluente Desnitrificación Oxidación y Nitrificación Efluente
Recirculación de Nitratos
Lodos
Recirculación de Lodos

12. Principales Parámetros que afectan la Desnitrificación
Para evitar que en la nitrificación la materia orgánica inactive las bacterias nitrificantes, es
necesario iniciar el proceso con un reactor anóxico, donde la materia orgánica del agua residual
actúa como fuente de carbono, pero sería necesario recircular parte del efluente del segundo
reactor de nitrificación: en este reactor se producirán nitratos, y sería un reactor aerobio.
Una forma de llevar a cabo la eliminación conjunta de compuestos con nitrógeno y materia
orgánica utilizando un único reactor es en los denominados “canales de oxidación”, en los que
tanto el punto de alimentación del agua residual como el de aireación han de tener posiciones
estratégicas.
Canal de Oxidación
Afluente Recirculación de Lodos Lodos
Rotor aireación
Efluente
Zona Anóxica
Decantador
Zona Aerobia

13. Nitrificación
Es la oxidación biológica de amonio con oxígeno en nitrito,
seguido por la oxidación de esos nitritos en nitratos hecha
por dos especies de bacterias nitrificantes.
Primera Etapa Nitrosomonas y Nitrosococcus
Segunda Etapa Nitrobacter

14. Nitrificación
En conjunto con la amonificación, la nitrificación forma parte del proceso
de mineralización, que hace referencia a la descomposición completa de materia
orgánica, con la liberación de compuestos nitrogenados disponibles para los
vegetales, esto completa el ciclo del nitrógeno.
La nitrificación es un proceso de oxidación de
compuestos nitrogenados, efectivamente, hay pérdida de
electrones del átomo de N al átomo de O:
1. NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e−
2. NO2− + H2O → NO3− + 2H+ + 2e−

15. Ciclo del Nitrógeno

16. Eliminación Biológica del Fósforo
Se han desarrollado métodos para la eliminación biológica del Fosforo, más allá de la
simple asimilación por parte de los organismos para integrarlo en su crecimiento celular. Aun no
está perfectamente descrita la acción de los microorganismos, entre los que son especialmente
activos los Acinetobacter. Están basados en someter inicialmente a la masa bacteriana a un
ambiente anaerobio, donde los microorganismos tienen tendencia a no consumir fósforo para el
crecimiento debido a la presencia de ácido acético. Sin embargo, si luego son sometidos a un
sistema aerobio, consumen con “avidez” fósforo, momento en el que se sedimentan y separan.
Entre los procesos que se han desarrollado, para la eliminación conjunta de P y materia orgánica
(Bardenpho), como para también la materia nitrogenada (Bardenpho modificado )
Proceso Biológico Bardenpho Modificado
Clarificador
Afluente Anaerobio Anóxico Aerobio Anóxico Aerobio Efluente
~10% ~ 20% ~40% ~20% <10%
Volumen del Tanque %
Lodos

17. Cámara Anóxica

18. Muchas Gracias…!!!