2008 - Control del proceso de cloracion en un episodio de bulking filamentoso mediante el seguimiento de protozoos ciliados (2008) por Andrés Zornoza

©Jornada Internacional de Tratamiento y Reutilización en Aguas Residuales. I Congreso Hispano-Francés de Protistología (2008), Sevilla, Spain.

Control del proceso de cloración en un episodio de bulking filamentoso

mediante el seguimiento de protozoos ciliados

Andrés Zornoza 1,2, Tatiana Montoya 1, José Luís Alonso3, María José Tárrega 1
1AVSA-EGEVASA. EDAR Quart-Benáger, 46014 Valencia, Spain.
E-mail: azorzor@upv.es, tmontoya@aguasdevalencia.es, mjtarrega@aguasdevalencia.es
Entidad Pública de Saneamiento de Aguas Residuales de la Comunidad Valenciana (EPSAR), Álvaro de Bazán 10 Entlo, 46010
Valencia, Spain.
2Asociación Científica Grupo Bioindicación Sevilla (GBS). Apartado postal 7279, 41080 Sevilla, Spain.

3Instituto Universitario de Investigación de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente. Universitat Politècnica de València. Camino de

Vera, s/n, 46022 Valencia, Spain.
E-mail: jalonso@ihdr.upv.es

1. INTRODUCCIÓN consecuencia de una mala separación
ocasiona una pérdida sobre el control de
Los microorganismos filamentosos son sólidos debido a escapes de biomasa a
miembros junto con protozoos y metazoos de través de los clarificadores.
la microfauna de las plantas de tratamiento Existen distintas estrategias generales
de aguas residuales por fangos activos, para el control del bulking y mejorar la
desempeñando un papel esencial en la decantabilidad del licor mezcla, entre ellas,
formación flocular (Madoni et al., 2000). El se encuentra la aplicación de métodos físicos
crecimiento excesivo de bacterias y químicos (Eikelboom, 2006). Dentro de los
filamentosas en los fangos activos genera métodos químicos utilizados como biocida se
serios problemas de explotación. Esta encuentran: la adición de peróxido de
descompensación a nivel macroestructural hidrógeno, ozono y cloro, siendo este último
da origen a problemas de bulking el más ampliamente empleado en países
filamentoso. Este es el resultado de un como Estados Unidos, Alemania, Australia,
elevado crecimiento bacteriano longitudinal, Gran Bretaña entre otros. Las principales
generando de esta forma puentes ventajas del uso del cloro frente a los demás
interfloculares, o por otro lado la presencia de son: la disponibilidad del producto, el poder
bacterias que tienden a generar estructuras desinfectante y el bajo coste.
floculares abiertas. En ambos casos queda Los puntos más recomendados para la
impedida la correcta agregación de los aplicación del cloro en las EDAR son:
flóculos dando como resultado un aspecto directamente en el tanque de aireación, en
esponjado del licor mezcla y una deficiente una corriente paralela que bombea fango del
sedimentación en el clarificador secundario. tanque de aireación y lo retorna al mismo y el
Aunque en estos episodios puedan mas utilizado, en la corriente de recirculación
alcanzarse buenos rendimientos de (Jenkins et al., 2004). La importancia de
eliminación de la materia orgánica soluble, la mantener una buena mezcla del cloro con el
fango activo, se debe a la rápida reacción de

2 Seguimiento de protozoos ciliados en un episodio de cloración

este con los compuestos orgánicos e diferenciar la actividad metabólica de las
inorgánicos, de nos ser así, pueden bacterias del flóculo y de las bacterias
consumirse elevadas cantidades de reactivo filamentosas.
sin llegar incluso a controlar el bulking. El desarrollo de nuevos fluorocromos ha
El cloro al ser un biocida no selectivo facilitado la evaluación rápida de la fisiología
afecta en mayor o menor grado sobre toda la bacteriana en poblaciones de biopelículas y
biocenosis del fango activo. La adición de plancton sin la necesidad de realizar un
éste es efectiva cuando la dosis aplicada es cultivo (Lisle et al., 1999). El Live/Dead®
suficiente para atacar al organismo causante BacLight (BL) Viability kit permite diferenciar
del episodio sin poner en peligro la población las células vivas de las muertas por medio de
de bacterias formadoras de floculo (Kim et la integridad de la membrana (Haugland,
al., 1994), de protistas y micrometazoos. Por 1996) mediante dos fluorocromos que tiñen
ello se hace necesario ajustar una dosis y un el ácido nucleico.
seguimiento del tratamiento. Las técnicas Escasa atención se le ha prestado a los
empleadas hasta el momento para el control efectos que sobre la comunidad de protozoos
del efecto del cloro sobre las bacterias ciliados genera la introducción en el sistema
filamentosas se basan en: la observación de cloro como biocida para el control del
microscópica tanto del flóculo como del bulking filamentoso. Los ciliados son un
estado del filamento, el control de la grupo de protozoos diverso y muy común
evolución de la turbidez del efluente y el dentro de las comunidades de los reactores
Índice Volumétrico de Fango (IVF). La única biológicos (Curds and Cockburn, 1970a;
utilización del IVF conlleva riesgos Madoni, 1991) que tienen una contribución
importantes debido a que la modificación de esencial en los procesos de depuración, ya
los valores no se produce inmediatamente que están involucrados en la transferencia de
después de la dosificación, es decir, compuestos orgánicos e inorgánicos a través
dependiendo del organismo filamentoso la de las redes tróficas (Dive, 1973; Small,
inercia al cambio podrá ser mayor o menor. 1973; Ansderson, 1988; Cairos and Pratt,
Por otro lado, como veremos más adelante, 1988; Curds, 1992; Madoni, 1994b; Sommer,
el IVF puede ofrecer en determinados 1996; Mas-Acebes, 2007) y en la eliminación
momentos datos sesgados si exclusivamente de materia orgánica disuelta (Güde, 1979) o
se correlaciona con la población filamentosa. floculada (Ratsak et al., 1994). Además, la
Todo esto junto con la falta de información a actividad predadora de los ciliados
corto plazo que ofrece el IVF sobre el grado bacterívoros controla las poblaciones de
de resistencia del organismo al cloro, puede bacterias dispersas (Curds and Fey, 1969;
ocasionar un gasto innecesario de reactivo e Curds, 1975; Mas-Acebes, 2007)
incluso comprometer la estabilidad del estimulando de esta forma el crecimiento de
sistema por sobreexposición. bacterias formadoras de floculo y
Por otro lado, existen ensayos fisiológicos contribuyendo también a la reducción de
generales para determinar la actividad de los bacterias patógenas (Curds and Fey, 1969).
microorganismos como son: la tasa de Adicionalmente, la bioagregación debida a la
absorción de oxígeno, contenido de ATP y actividad de los ciliados ha sido descrita
actividad deshidrogenasa (sales de tetrazolio: (Watson, 1945; Curds, 1963; Arregui et al.,
INT, CTC). En los resultados obtenidos 2007). Por lo tanto, la presencia de estos
mediante estos métodos no se logra organismos juega un papel importante en la

Zornoza et al 3

clarificación del efluente (Curds and planta de fangos activos situada en la
Vandyke, 1966; Curds et al., 1968; Curds, provincia de Valencia (España). La planta
1975; Ratsak et al., 1994). recibe una mezcla de agua residual
La presencia y abundancia de ciliados en doméstica e industrial. El tratamiento
las EDAR depende de una serie de factores secundario consta de cuatro reactores
ambientales cuyos cambios inducen tambien biológicos con una zona anóxica (20x10x4.5
modificaciones en la estructura de la m) en cada uno de ellos y una zona óxica
comunidad. Algunos estudios experimentales (20x65x4.5 m), con difusores como sistema
han demostrado el valor indicador de los de aireación, seguidos de cuatro
ciliados en diferentes hábitats (Bick, 1963; clarificadores con recirculación externa al
Cairos, 1978; Al-Shahwani and Horan, 1991). reactor biológico. Los principales parámetros
Los ciliados han sido establecidos como de diseño de la planta aparecen en la tabla 1.
bioindicadores del rendimiento de los El seguimiento de la comunidad de
reactores biológicos (Curds, 1969; Curds and protozoos ciliados se llevó a cabo desde el
Cockburn, 1970b; Foissner, 1988; Madoni, mes de enero a marzo de 2008 y fueron
1982, 1988, 1994a, c; Foissner and Berger, procesadas un total de 25 muestras de licor
1996; Martin-Cereceda et al., 1996). mezcla, influente al reactor y efluente final.
El objetivo de este estudio fue llevar a
cabo el seguimiento de la población de 2.2. Aplicación de Cloro
protozoos ciliados, estableciendo las
modificaciones producidas dentro de la Para la aplicación del cloro como biocida se
comunidad y el grado de resistencia de las siguieron las recomendaciones descritas en
distintas especies presentes durante el Jenkins et al., (2004) y Ramírez et al., (2001),
proceso de cloración para el control del estableciéndose el punto de dosificación en
bulking. la mezcla de agua influente con el efluente
de la recirculación. El cloro reactivo se aplicó
en forma de hipoclorito sódico comercial. La
2. MATERIAL Y MÉTODOS dosificación de biocida se realizó en períodos
cortos controlados bajo la modalidad de
2.1. Muestreo y descripción de la planta “dosificación-descanso” hasta la
normalización del IVF y estabilización del
El proceso de dosificación de cloro para el sistema.
control del bulking fue realizado en una

Tabla 1. Parámetros de diseño EDAR.
Características
Caudal medio diario (m 3/d) 60.000
Volumen total zona anóxica (m 3) 3.600
Volumen total zona óxica (m 3) 23.400
Carga másica (Kg DBO 5 /Kg SSVLM.d) 0,20-0,25
Carga volumétrica (Kg DBO 5 / m 3) 0,65-0,75
Tiempo retención hidráulico medio en el reactor (h) 11
Tiempo retención hidráulico medio en el decantador secundario (h) 4,37
Media diaria SST influente (mg/L) 425
Media diaria DQO influente (mg O 2 /L) 880
Media diaria DBO 5 influente (mg O 2 /L) 450


2.3. Identificación y enumeración de protozoos (Salvadó & Gracia, 1993).
ciliados
2.5. Identificación de la bacteria filamentosa y
El análisis microscópico se llevo a cabo determinación de la viabilidad celular
inmediatamente a la toma de muestras
usando iluminación de contraste de fases. La identificación de la bacteria filamentosa
Para la estimación de la densidad de se realizó siguiendo las claves de
protozoos ciliados se examinaron dos identificación de morfotipos propuestas por
réplicas tomándose un volumen de 25 µl Eikelboom (2000, 2006) y mediante técnicas
(Madoni, 1988), en el caso de los ciliados moleculares, como la hibridación con
sésiles coloniales se realizaron dos fluorescencia in situ (FISH). Esta técnica
recuentos más para obtener mayor utiliza sondas específicas marcadas con
representatividad. fluorocromos para la detección de bacterias
Debido a las variaciones que se producen filamentosas en fangos activos, basándose
de SSLM durante los episodios de bulking, y en secuencias de nucleótidos específicas de
que pueden llevar a comparaciones poco las bacterias o grupos de bacterias que se
fiables si se contemplan en términos quieren identificar. En este estudio se han
absolutos (ind/ml), el número de individuos utilizado las sondas G123T, que permite
se expresó como densidad relativa identificar las bacterias filamentosas del
(ind/SSLM). Durante el período de género Thiothrix, y la sonda G2M específica
seguimiento el nivel mínimo de SSLM fue de de T. eikelbomii (grupo Thiothrix-021N).
1160 mg/l y el máximo 2645 mg/l. Los Para realizar el control de la cloración se
protozoos ciliados fueron identificados empleó el Live/Dead® BacLight (BL) Viability
usando las claves de Foissner et al., (1991, kit, (Molecular Probes Inc. 1998) siguiendo la
1992, 1994, 1995) y siguiendo las guías de técnica descrita por Ramírez et al., 2000. Se
Isac et al., (2006) y Serrano et al., (2008). tomó una muestra de fango de 1 ml y se le
añadió 3 µl de la mezcla de Syto 9 y yoduro
2.4. Parámetros físico-químicos y de propidio con una proporción 1:1. El
operacionales fluorocromo Syto 9 es una molécula pequeña
que puede penetrar membranas intactas y el
Las determinaciones analíticas de SSLM, fluorocromo más grande (yoduro de propidio)
SSVLM, IVF, DQO y DBO 5 fueron realizadas penetra solo las membranas dañadas
siguen los métodos normalizados (APHA, (Defives et al., 1999). Estos se excitan a 480
1998). El Índice Volumétrico de Fanfo Diluido nm y a 490 nm respectivamente. La muestra
(IVFD) se determinó según Jenkins et al., con los fluorocromos fue incubada 15
(2004). Las medidas de oxígeno disuelto se minutos en oscuridad y agitación. Los
tomaron de los registros de medición en filamentos con todas las células verdes se
continuo en los tanques de aireación. El consideran vivos y los filamentos con todas
parámetro operacional carga másica se las células rojas muertos. Existe un estado
calculó según Metcalf & Eddy (2006), intermedio en el que los filamentos tienen
estableciéndose un promedio de los dos células vivas y muertas, estos filamentos se
últimos días antes del recuento para su cuentan como dañados.
comparación con la población de ciliados

Zornoza et al 5

3. RESULTADOS

En la figura 1 se muestran las hibridaciones Thiothrix (a), y la sonda G2M empleada para
realizadas con la sonda G123T, empleada la detección de la especie T. eikelboomii (b).
para la identificación a nivel de género

a b

c d

e d

Figura 1. (a) sonda G123. Microscopía de fluorescencia, 600x. (b) sonda G2M. Microscopia de fluorescencia, 600x (c) morfología celular
grupo Thiothrix-021N. Contraste de fases, 1000x. (d) formación de puentes interfloculares. Contraste de fases,f 100x. (e) ensayo de
e
viabilidad celular día 1. Microscopia de fluorescencia, 400x. (f) ensayo de la V30.

E F


La bacteria filamentosa se caracterizó por su longitud > 200 µm formando puentes
morfología celular cuadrada y discoidal (c), interfloculares e invadiendo de forma masiva
presentó un diámetro entre 1.5-2.0 µm y una el espacio interflocular (d).
En el ensayo de viabilidad (e) celular aplicación se respetaron unos días de
realizado el día 1 (muestra control) se descanso para evitar la sobreexposición del
observa como la membrana celular se sistema y dar tiempo suficiente para la
encuentra en buen estado (bacteria viable, recuperación de la población de ciliados. Las
color verde). Así mismo en el análisis de la cargas másicas promedio durante los
decantabilidad realizado se aprecia el períodos de dosificación fueron: 0.56, 0.64 y
aspecto esponjado del licor mezcla (f). 0.32 Kg DBO 5 /SSVLM.d. Por tanto, es
Tras haber modificado los parámetros comprensible que las dosis efectivas fueran
operacionales y comprobar la persistencia distintas, y según estos datos que la dosis
del bulking, se decidió iniciar un tratamiento efectiva del segundo período de dosificación
con cloro controlado mediante el seguimiento fuera menor, además la presencia de otros
del IVFD, protozoos ciliados y viabilidad compuestos como nitratos y nitritos (Jenkins
celular, para normalizar la decantabilidad del et al., 2004) reaccionan con el cloro
licor mezcla. reduciendo la dosis efectiva. En la figura se
En la figura 2 se muestra la evolución del puede apreciar como dicha población cae en
IVFD, dosificación de cloro y densidad de el momento que se cumplen 24 horas de
ciliados totales durante el estudio. El cloro dosis (en el segundo período 48 h). Existe
fue aplicado durannte tres períodos: el un período entre la segunda y tercera
primero (2-4) y el segundo (10-12) con una aplicación en el que tanto el IVFD como el
dosis que oscilaba entre 6-9 Kg Cl/SSVLM.d, número total de ciliados se incrementa
y el tercero (30-31) con una dosis entre 6-7 notablemente.
Kg Cl/SSVLM.d. Entre los períodos de

2000 16

1800
14 Ciliados/1000 (ind/mg SSLM)-Cloro (Kg Cl/SSVLM.d)
1600

12
1400

10
1200
IVFD (ml/g)

1000 8

800
6

600

4
400

2
200

0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
Tiempo (días)
IVFD Cloro Ciliados

Figura 2. Evolución del IVFD y número total de ciliados frente a la dosis de cloro.

Zornoza et al 7

Un total de 16 especies de ciliados fueron chrysemidis (Foissner, 1992), ambas
observados en los 23 recuentos realizados especies tienen claros rasgos
durante el período de seguimiento de la diferenciadores. Por este motivo en el
cloración. En la tabla 2 se muestran las presente estudio se han cuantificado por
especies identificadas: la primera columna separado.
corresponde a las especies de ciliados con Para mayor visualización y compresión de
densidad media-alta (>200 ind/mg SSLM) y los resultados obtenidos se ha divido el
que serán las que se representen en las seguimiento en cuatro períodos: tres
figuras siguientes, y la segunda, corresponde corresponden a los períodos de dosificación
a especies cuya frecuencia fue ocasional y uno entre la segunda y tercera dosificación
(<200 ind/mg). (17-29).
La especie Epistylis balatonica es
considerada sinónimo de Epistylis

Tabla 2. Densidad de taxones observados durante el período de cloración.
Taxones observados Taxones observados
> 200 ind/mg SSLM < 200 ind/mg SSLM
(1)
Uronema nigricans Opercularia coarctata (3)
Aspidisca cicada (2) Acineria uncinata (2)
(2)
Trochilia minuta Vorticella microstoma (complejo) (3)
(3)
Opercularia microdiscum Litonotus lamella (1)
(3) (2)
Epistylis balatonica Euplotes affinis
Epistylis plicatilis (3) Chilodonella sp.(2)
(3) (2)
Epistylis chrysemydis Gastronauta membranaceus
(3)
Vorticella aquadulcis (complejo)
Vorticella convallaria (complejo) (3)

(1) ciliados nadadores, (2) ciliados reptantes., (3) ciliados pertrícos sésiles.

3.1. Primer período (1-8) los distintos grupos tienden a estabilizar sus
poblaciones.
La figura 3 muestra la evolución de los La figura 4 muestra la evolución de las
distintos grupos de ciliados durante la distintas especies de ciliados nadadores y
primera aplicación de cloro. Se observa como reptantes. Uronema nigricans, Aspidisca
la densidad de población de ciliados cicada y Trochilia minuta reducen su
reptantes y ciliados nadadores decrece en un población en un 71, 88 y 90 %. Hay que
90 y 71 % respecto al recuento realizado el destacar la baja densidad de población de
día 1 (utilizado como control), mientras que el esta última una vez fuera del alcance del
grupo de los ciliados peritricos sésiles siguió biocida, incluso manteniéndose los mismos
la tendencia ascendente de la carga másica. niveles de carga másica que en el día 1.
Una vez fuera de la influencia de la cloración


14000 10

9
12000

8

Carga másica*10 (Kg DBO/SSVLM.d)
10000
7
Ciliados (ind/mg SSLM)

Cloro (Kg Cl/SSVLM.d)
6
8000

5

6000
4

3
4000

2

2000
1

0 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tiempo (días)
C. NADADORES C. REPTANTES C.P. SÉSILES DOSIS CLORO C. MÁSICA *10

Figura 3. Evolución de los distintos grupos de ciliados durante la primera aplicación de cloro.

10000 10

9000 9

8000 8

7000 7

6000 6

5000 5

4000 4

3000 3

2000 2

1000 1

0 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Uronema nigricans Tiempo (días)cicada
Aspidisca Trochilia minuta
DOSIS CLORO C. MÁSICA *10

Figura 4. Evolución de las distintas especies de ciliados nadadores y reptantes durante la primera aplicación de
cloro.

Zornoza et al 9

La figura 5 muestra la evolución de las de todos los ciliados sésiles en los momentos
distintas especies de ciliados peritricos de mayor carga másica. E. Chrysemydis y E.
sésiles. V. aquadulcis manifiestó una balatonica manifiestan comportamientos
reducción importante al inicio del proceso de opuestos durante la dosificación: la densidad
cloración, siguiendo después una ligera de E. balatonica disminuye mientras que la
tendencia ascendente paralela a la carga de E. Chrysemydis asciende hasta quedar
másica. E. plicatilis apareció una vez próximas fuera de la influencia del cloro (día
cumplido el segundo día de dosificación (día 8).
3), llegando a alcanzar la densidad más alta

2000 10

1800 9

1600 8

1400 7

1200 6

1000 5

800 4

600 3

400 2

200 1

0 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tiempo (días)

E. plicatilis E.Chrysemydis E.balatonica V. aquadulcis
DOSIS CLORO C. MÁSICA *10

Figura 5. Evolución de las distintas especies de ciliados peritricos sésiles durante la primera aplicación de
cloro.

El día 4 se realizó el ensayo de viabilidad filamento queda dañado, aspecto visible por
celular para determinar el grado de ataque el color rojo. En las imágenes (c) y (d) se
del biocida a la bacteria causante del aprecia la fragmentación de los filamentos y
episodio y así decidir si se continuaba con el la pérdida celular. Mediante esta técnica
tratamiento. La población de ciliados había también fue posible detectar cómo algunos
disminuido notablemente (69 %). En la figura flóculos presentaban agregados de bacterias
6 se presentan los resultados obtenidos en el formadoras de flóculo dañadas (b). Por esta
ensayo de viabilidad celular y microscopia última razón y por la baja densidad de
con contraste de fases. Se puede observar ciliados se decidió interrumpir la aplicación
claramente en la imagen (a) como el de hipoclorito sódico.


a b

c d
Figura 6. (a) y (b) ensayo de viabilidad celular, células rojas (dañadas). Microscopía de fluorescencia, 400x. (c) T. eikelboomii dañada y
fragmentada libre en el espacio interflocular. Contraste de fases, 400x. (d) T. eikelboomii dañada, perdida celular. Contraste de fases,
1000x.

En la figura 7 se puede apreciar los efectos 3.2. Segundo período (8-17)
del cloro sobre los ciliados. Numerosos
individuos de las especies Aspidisca cicada y En la figura 8 se presentan los distintos
Trochilia minuta se manifestaban inmóviles grupos de ciliados durante la segunda
en la observación microscópica (a) y (b). dosificación de cloro.
También se observaron multitud de formas Se observa como el grupo de los ciliados
enquistadas, posiblemente de V. aquadulcis nadadores (representado exclusivamente por
(c). Algunas colonias de Epistylis U. nigricans) y reptantes (representado
chrysemydis manifestaban contracción del principalmente por A. cicada) se comportan
zooide, un tamaño de vacuola pulsátil mayor de forma similar al período anterior, ambos
de lo habitual y perdida de individuos en la se reducen en un 87 % (día 11). El grupo de
colonia (e) y (f). Por el contrario Epistylis los ciliados peritricos sésiles manifiesta una
plicatilis no manifestaba rasgos aparentes de tendencia descendente contraria a la del
alteración (d). primer período (reducción del 52 %).

Zornoza et al 11

a b

c d

e f
Figura 7. Efectos del biocida sobre la población de ciliados. (a) Trochilia minuta. Contraste de fases, 400x. (b) Aspidisca
cicada. Contraste de fases, 400x. (c) quiste (probablemente de V. aquadulcis). Contraste de fases, 400x. (d) colonia de E. plicatilis.
Contraste de fases, 100x. (e) y (f) Epistylis chrysemydis. Contraste de fases, 100x y 200x.


5000 10

4500 9

4000 8

3500 7

3000 6

2500 5

2000 4

1500 3

1000 2

500 1

0 0
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tiempo (días)

C. NADADORES (Uronema nigricans) C. REPTANTES (Aspidisca cicada)
C.P. SÉSILES DOSIS CLORO
C.MÁSICA*10

Figura 8. Evolución de los distintos grupos de ciliados durante la segunda aplicación de cloro.

2000 10

1800 9

1600 8

1400 7

1200 6

1000 5

800 4

600 3

400 2

200 1

0 0
7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tiempo (días)

E. plicatilis E.chrysemydis E.balatonica DOSIS CLORO C.MÁSICA*10

Figura 9. Evolución de las distintas especies de ciliados peritricos sésiles durante el segundo aplicación de
cloro.

Zornoza et al 13

En la figura 9 se presentan las distintas días de dosificación (día 12). De manera
especies de ciliados sésiles. E. chrysemydis cualitativa se observó que el daño producido
y E. balatonica continúan manifestando a la bacteria es menor por el número inferior
comportamientos opuestos durante la de filamentos de color rojo observados
dosificación, llegando incluso a no respecto al primer periodo, posiblemente
cuantificarse esta ultima en el día 11, debido a que se alcanzan los valores de
mientras que E. plicatilis reduce su población. carga másica más altos de todo el estudio
En la figura 10 se presentan los resultados reduciendo la dosis efectiva. El IVFD,
de viabilidad celular antes de iniciar el contrariamente a lo esperado, comenzó a
segundo período (día 9) y después de tres subir a partir del día 11 (figura 2).

a b
Figura 10. (a) ensayo viabilidad celular día 9. Microscopía de fluorescencia, 400x (b) ensayo viabilidad celular día 12. Microscopía de
fluorescencia, 400x.

2000 10

1800 9

1600 8

1400 7
C.másica *10(Kg DBO/SSVLM).d

1200 6
IVFD (ml/g)

1000 5

800 4

600 3

400 2

200 1

0 0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46
Tiempo (días)
IVFD Cloro C.MASICA*10

Figura 11. Evolución de la carga másica frente al IVFD.


3.3. Tercer período (17-29) momentos de altos valores de IVFD (c) y tras
remitir la subida de IVFD que coincide a su
Lo más destacado de este tercer período vez con valores de carga másica más
(figura 11) es el gran aumento que sufre el constantes.
IVFD tras la situación de sobrecarga (10-12) Los elevados valores de carga másica
de 0,55-0,70 Kg DBO 5 /SSVLM.d, que junto con la baja densidad de ciliados en los
coincide con niveles bajos de ciliados (figura días 10-12 (figuras 2 y 8) ocasionó un
2). La carga másica sigue una tendencia estado de sobrecarga en el que los valores
similar al IFVD. Esta situación remite sobre el de oxígeno se situaron por debajo de 2 mg/l,
día 29, entrando en el último período de generándose abundante crecimiento
dosificación. disperso y posteriormente agregados
Para el análisis de ciliados se han dividido bacterianos en el flóculo (14b). El día 19 el
en dos grupos: grupo I (figura 12), que aspecto del flóculo, en los momentos de
engloba aquellas especies que manifiestan mayor IVFD, presentaba un aspecto
alta densidad en momentos de máxima carga completamente distinto al día 11 (figura 14a)
másica (día 19), y grupo II (figura 13), es decir, sin núcleo anóxico característico y
aquellas que manifiestan máxima densidad con abundante zona aerobia bacteriana
cuando comienza a disminuir la carga másica (figura 14c). Este tipo de flóculo tiene una
(a partir del día 22). velocidad de sedimentación menor que
En la figura 14 se presenta la evolución aquellos que muestran núcleos anóxicos bien
del aspecto del flóculo. En la imagen (a) se compactos. Esta pudo ser la razón del
muestra el aspecto antes de entrar en el incremento de IVFD ya que cualitativamente
período de máxima carga másica, en los no se observó un crecimiento importante de
momentos de máxima carga (b), en los T. eikelboomii.

5000 5

4500 4,5
Carga másica *10 (Kg DBO/SSVLM.d)
Ciliados (ind/mg SSLM)-IVFD (ml/g)

4000 4

3500 3,5

3000 3

2500 2,5

2000 2

1500 1,5

1000 1

500 0,5

0 0
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tiempo (días)

E. plicatilis V. aquadulcis O. microdiscum Uronema nigricans
Aspidisca cicada IVFD (mL/g) C. MÁSICA * 10

Figura 12. Representación de ciliados (grupo I).

Zornoza et al 15

2000 5

1800 4,5

1600 4
Ciliados (ind/mg SSLM)-IVFD (ml/g)

Carga másica (Kg Cl/SSVLM.d)
1400 3,5

1200 3

1000 2,5

800 2

600 1,5

400 1

200 0,5

0 0
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Tiempo (días)
E.Chrysemydis E.balatonica V. convallaria IVFD (mL/g) C. MÁSICA * 10

Figura 13. Representación de ciliados (grupo II).

a b

c d
Figura 14. Aspecto del flóculo. Contraste de fases, 100x. (a) día 5 (b) día 11 (c) día 19 (d) día 29.


El hecho de que se produjera unos días constituida por E. chrysemidis, E. balatónica
después de la situación de sobrecarga es y V. Convallaria (figura 13), se incrementan
debido a que el flóculo tiene mayor inercia al cuando a partir del día 21 comienzan a bajar
cambio que los ciliados. Por todo ello, no se el IVFD y la carga másica, siendo especies
decidió aplicar cloro tomando como medida típicas de situaciones más estables con
de actuación la retención de SSLM. El día 29 menor crecimiento bacteriano disperso.
se recuperó el aspecto inicial y típico (figura Durante este cuarto período el oxigeno se
14d), mejorándose así la sedimentabilidad. mantuvo en un 80-90 % con niveles mayores
Analizando los bioindicadores que de 2 ppm.
aparecieron durante este cuarto período se
puede apreciar como hay un primer grupo de 3.4. Cuarto período (29-45)
especies constituido por E. plicatilis, V.
aquadulcis, O. microdiscum, A.cicada y U. En la figura 15 se muestra como los C.P.
nigricans (figura 12), que sigue la tendencia sésiles, grupo principal que coloniza el
de la carga másica, siendo éstas típicas de sistema, sufre un descenso del 37 % tras el
estados transitorios con elevado crecimiento primer día de dosificación permaneciendo
disperso. Aspidisca cicada, que se encuentra constante a partir de este. En este período no
presente en un amplio rango de condiciones se observaron ciliados nadadores y los
y calidad del efluente (Paoole, 1984), al ser ciliados reptantes, principalmente
un ciliado reptante, pudo estar asociado al representados por Aspidisca cicada, fueron
incremento de biopolímero y bacterias escasos y presentaron una reducción del 83
formadoras de flóculo de las cuales se %.
alimenta. El segundo grupo de especies

7000 7

6000 6

5000 5


4000 4

3000 3

2000 2

1000 1

0 0
28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

Tiempo (días)

C. REPTANTES C.P. SÉSILES C. MASICA * 10 DOSIS CLORO

Figura 15. Evolución de los distintos grupos de ciliados durante la tercera aplicación de cloro.

Zornoza et al 17

En la figura 16 se observa como E. último análisis de viabilidad celular practicado
Chrysemydis y E. balatonica continúan A el día 31 (a), quedando algunos flóculos
manifestando comportamientos opuestos dañados íntegramente (b). El IVF comienza
igual que en las anteriores dosificaciones. a disminuir a partir de los dos días de recibir
Epistylis plicatilis incrementa ligeramente su el último tratamiento (figura 2),
población durante el día 29-30, a partir de normalizándose hasta alcanzar el día 45 los
este último desaparece completamente. V. valores típicos de IVF, 120 ml/g (c). El tipo de
aquadulcis incrementa su población mientras flóculo correspondiente a esta situación
que V. convallaria se reduce en un 41 %. muestra ausencia total de la bacteria
En la figura 17 se muestra el grado de filamentosa T. eikelboomii (d).
afección de la bacteria filamentosa en el

1800 9

1600 8

1400 7

1200 6

1000 5

800 4

600 3

400 2

200 1

0 0
28 29 30 31 32 33 34

Tiempo (días)

E. plicatilis E.Chrysemydis E.balatonica V. aquadulcis
V. convallaria C. MASICA * 10 DOSIS CLORO

Figura 16. Evolución de las distintas especies de ciliados peritricos sésiles durante la tercera aplicación de
cloro.


a b

c d
Figura 17. (a) y (b) análisis de viabilidad celular (día 31); microscopía de fluorescencia, 400x (c) ensayo V30 (día 45) (d) aspecto del
flóculo (día 45); contraste de fases, 100x.

4. CONCLUSIONES cloro empleadas tuvieron un efecto directo
sobre la densidad de población de ciliados,
El seguimiento de la población de ciliados mostrando una serie de comportamientos
sésiles nos ha llevado a observar las que a continuación detallamos.
fluctuaciones producidas durante la De los tres grupos de ciliados (nadadores,
aplicación del biocida en el tratamiento del reptantes y sésiles), el grupo de ciliados
bulking. Los cambios repentinos producidos reptantes presentó menor resistencia
en intervalos cortos de tiempo así como la reduciendo su población inicial entre un 85-
comprobación de la afección del cloro en el 90 %. No se observaron diferencias
sistema mediante la técnica de viabilidad significativas de reducción entre sus
celular, nos hacen pensar que las dosis de representantes Aspidisca cicada y Trochilia

Zornoza et al 19

minuta, ambas parecen tener sensibilidad segundo motivo por se desconoce cual es
similar a la presencia del biocida. El grupo de realmente la dosis efectiva.
los ciliados nadadores, representado Lo más importante de este estudio fue el
principalmente por Uronema nigricans, se comportamiento que sufrieron las distintas
redujo entre un 70-90 %, igual que las especies presentes ante la introducción de
anteriores parece mostrar sensibilidad al cloro como biocida. De esta forma, nos
biocida. Respecto al grupo de los ciliados podemos hacer una idea previa a la
peritricos sésiles encontramos distintos dosificación de cloro de cual podría ser el
comportamientos debido a que es un grupo comportamiento de las poblaciones y sobre
muy diverso. todo a la hora de elegir el momento idóneo
Dentro del grupo de los ciliados peritricos para iniciar y regular el tratamiento.
sésiles, Vorticella aquadulcis, tiende a
incrementar su población durante los
períodos de tratamiento por lo que parece AGRADECIMIENTOS
mostrar resistencia al biocida. Epistylis
plicatilis no presentó ninguna tendencia a lo Queremos agradecer a la EPSAR y AVSA-
largo de las dosificaciones del biocida. E. EGEVASA su apoyo continuo a la
Chrysemydis y E. balatonica presentaron investigación y respaldo a nuestro trabajo.
comportamientos opuestos durante las
dosificaciones. E. balatonica se muestra REFERENCIAS
sensible al cloro mientras que E. chrysemydis
parece ser más resistente. Este Al-Shahwani, S.M. and Horan, N.J., 1991.
comportamiento da mayor solidez a la idea The use of protozoa to indicate changes
de que ambas podrían tratarse de especies in the performance of activated sludge
distintas, además E. balatónica, a diferencia plants. Water Res. 25, 633-638.
de E. chrysemydis, tiene un tamaño menor, APHA-AWWA-WEF, 1998. Standard
no tiene el pedúnculo “hueco” que se adhiere Methods for the Examination of Water and
frecuentemente a otros de algunas especies Wastewater, 20th ed. American public
de peritrícos como E. plicatilis, E. Health Association/American Water Works
chrysemydis, O. articulata y Carchesium Association/Water Environment
polypinum. Federation, Washintong, DC, USA.
La densidad de ciliados se redujo en los Anderson, O.R., 1988. Perspective on Ciliate
tres períodos de dosificación: en el primero Ecology. In Comparative Protozoology,
un 69 %, en el segundo un 75 % y en el Ecology, Physiology, Life History, pp.
tercero un 42 %. Los dos primeros 109-130, Springer-Verlag, New York Inc.
correspondientes a una dosis de 6-9 Kg Arregui, L., Serrano, S., Linares, M., Pérez-
Cl/SSVLM.d durante tres días y el tercero Uz, B. and Guinea, A., 2007. Ciliate
con una dosis menor de 6-7 kg durante dos contributions to bioaggregation:
días. No se debe correlacionar las laboratory assays with axenic cultures of
reducciones de ciliados totales con la dosis Tetrahymena thermophila. Int. Microbiol.
aplicadas por dos motivos: el primero por que 10, 91-96.
las distintas especies de ciliados presentan Bick, H., 1963. A review of central European
diferentes respuestas frente al cloro y el methods for the biological estimation of


water pollution rates. B. World Health Curds, C.R. and Vandyke, J.M., 1966. The
Organ. 29, 401-413. feeding habits and growth rates of some
Cairns, J. Jr., 1978. Zooperiphyton freshwater ciliated found in activated-
(especially protozoa) as indicators of sludge process. J. Appl. Ecol. 3, 127-138.
water quality. T. Am. Microsc. Soc. 97, Curds, C.R., Coockburn, A. and Vandyke,
44-49. J.M., 1968. An experimental study of the
Cairos, J. Jr and Pratt J.R., 1988. Gathering role of the ciliated protozoa in the
time-dependent information: An activated sluge process. Water Pollut.
optimization problem. T. Am. Microsc. Control 67, 312-329.
Soc. 107, 1-11. Defives, C., Guyard, S., Oularé, M. M., Mary,
Curds, C.R., 1963. The flocculation of P. y Hornez, J. P., 1999. Total counts,
suspended matter by Paramecium culturable and viable, and non-culturable
caudatum. J. Gen. Microbiol. 33, 357-363. microflora of a french mineral water: a
Curds, C.R., 1969. An illustrated key to the case study. J. Appl. Microbiol. 86, 1033-
Brithish freshwater ciliated protozoa 1038.
commonly found in activated sludge. Wat. Dive, D., 1973. La nutrition holozoique des
Pollut. Res. Technical paper Nº12 I-IV, 1- ciliés. Ses conséquences dans
90. l´épuration naturalle et artificialle. Ann.
Curds, C.R., 1975. Protozoa. In Ecological Biol. 1, 344-380.
aspects of used-water treatment (ed. C. Eikelboom D., 2006. CD-ROM Identification
Curds and H.A. Hawkes), vol. 1, and Control of Filamentous
Academic Press, London. Microorganisms in Industrial Activated
Curds, C.R., 1975. Protozoa. In Ecological Sludge Plants (ed. IWA Publishing),
aspects of used-water treatment (ed. C. London.
Curds and H.A. Hawkes), vol. 1, Eikelboom, D.H., 2000. Process control of
Academic Press, London. activated sludge plants by microscopic
Curds, C.R., 1992. Protozoa and the Water investigation (ed. IWA Publishing),
Industry, Cambridge University Press, London.
Cambridge. Foissner, W., 1988. Taxonomic and
Curds, C.R. and Cockburn, A., 1970a. nomenclatural revision of Sladecek’s lists
Protozoa in biological sewage treatment of ciliates (Protozoa, Ciliophora) as
processes. I. A survey of the protozoan indicators of water quality. Hydrobiologia
fauna of British percolating filters and 166, 1-64.
activated sludge plants. Water Res. 4, Foissner, W. and Berger, H., 1996. A user
225-236 friendly guide to the ciliates (Protozoa,
Curds, C.R. and Cockburn, A., 1970b. Ciliophora) commonly used by
Protozoa in biological sewage treatment hydrobiologists as bioindicators in rivers,
processes. II. Protozoa as indicators in lakes, and wastewaters, with notes on
the activated sludge process. Water Res. their ecology. Freshwater Biol. 35, 375-
4, 237-249. 482.
Curds, C.R. and Fey, G.J., 1969. The effect Foissner, W., Berger, H. and Kohmann, F.,
of ciliated protozoa on the fate of 1992. Taxonomische und ökologische
Escherichia coli in the activated sludge Revision der Ciliaten des
process. Water Res. 3, 853-867. Saprobiensystems. Band II: Peritrichia,

Zornoza et al 21

Heterotrichida, Odontostomatida. physiological activity to access viability in
Bayerisches Landesamt für chlorine disinfected Escherichia coli
Wasserwirtschaft (Herausgeber und 0157:H7. Lett. Appl. Microbiol. 29: 42-47.
Verlag), München. Madoni P., Davoli D. y Gibin G., 2000. Survey
Foissner, W., Berger, H. and Kohmann, F., of filamentous microroganims from
1994. Taxonomische und ökologische bulking and foaming activated-sludge
Revision der Ciliaten des plants in Italy. Wat. Res. 34, 6, 1767-1772
Saprobiensystems. Band III: Madoni, P., 1982. Growth and succession of
Hymenostomata, Prostomatida, ciliate populations during the
Nassulida. Bayerisches Landesamt für establishment of a mature activated
Wasserwirtschaft (Herausgeber und sludge. Acta Hydrobiol. 24, 223-232.
Verlag), München. Madoni, P., 1988. I protozoi ciliate nel
Foissner, W., Berger, H., Blatterer, H. and controllo di efficienza dei fanghi attivi.
Kohmann, F., 1991. Taxonomische und Centro Italiano Studi di Biología
ökologische Revision der Ciliaten des Ambientale, Reggio Emilia.
Saprobiensystems. Band I: Cyrtophorida, Madoni, P., 1991. Role of Protozoans and
Oligotrichida, Hypotrichia, Colpodea. their indicator value in the activated
Bayerisches Landesamt für sludge process. In Biological Approach to
Wasserwirtschaft (Herausgeber und Sewage: Current Status and Perspectives
Verlag), München. (ed. P. Madoni), pp. 21-27, Perugia.
Foissner, W., Berger, H., Blatterer, H. and Madoni, P., 1994a. A sludge biotic index
Kohmann, F., 1995. Taxonomische und (SBI) for the evaluation of the biological
ökologische Revision der Ciliaten des performance of activated sludge plants
Saprobiensystems. Band IV: based on the microfauna analysis. Water
Gymnostomatea, Loxodes, Suctoria. Res. 28, 67–75.
Bayerisches Landesamt für Madoni, P., 1994b. Microfauna biomass in
Wasserwirtschaft (Herausgeber und activated-sludge and biofilm. Water Sci.
Verlag), München. Technol. 29, 63-66.
Güde, H., 1979. Grazing by protozoa as Madoni, P., 1994c. Manuale di applicazione.
selection factor for activated sludge La microfauna nell’analisi di qualitá
bacteria. Microb. Ecol. 5, 225-237. biologica dei fanghi attivi. Indice biotico
Isac, L., Rodríguez, E., Salas, M.D. , del fango: SBI. Azienda Gas Aqua
Fernández, N., Zornoza, A., Pérez-Uz B., Consortiale di Reggio Emilia. Universitá
Arregui, L., Calvo, P. and Serrano, S., degli Studi di Parma.
2006. Álbum fotográfico de Martín-Cereceda, M., Serrano, S. and
microorganismos presentes en fangos Guinea, A., 1996. A comparative study of
activos. Tecnología del Agua. ciliated protozoa communities in
Jenkins, D. Richard, M.G. y Daigger, G.T., activated-sludge plants. FEMS Microbiol.
2004. Manual on the Ccauses and Ecol. 21, 267-276.
Control of Activated Sludge Bulking, Mas-Acebes, M., 2007. La cadena trófica en
Foaming, and other Solids Separation los sistemas de depuración biológicos.
Problems (ed. IWA publishing), London.. ¿Quién se come a quién?. Tecnología del
Lisle, J.T., Pyle, B.H. y McFeters, G.A., 1999. Agua 285, 30-40.
The use of multiple indices of


Metcalf & Eddy Inc., 2006. Waste Water Watson, J.M., 1945. Mechanisms of bacterial
Engineering: Treatment, Disposal, flocculation caused by protozoa. Nature
Reause, 4th edition, New York. 155, 271.
Poole, J.E.P., 1984. A study of the
relationship between the mixed liquor
fauna and plant performance for a variety
of activated sludge sewage treatment
works. Water Res. 18, 281-287.
Ramírez, G.W., Alonso, J.L., Basiero, J.A.,
Bernacer, I y Morenilla, J.J., 2001.
Técnicas de viabilidad celular para el
control de procesos de cloración en
fangos activados. Tecnología del Agua.
Vol. 215, 46-50.
Ramírez, G.W., Alonso, J.L., Villanueva A.,
Guardino, R., Basiero, J.A., Bernacer, I y
Morenilla, J.J., 2000. A rapad, direct
method for assessing chlorine affect on
filamentous bacteria in activated sludge.
Wat. Res. 34, 3894-3898.
Ratsak, C.H., Hooi, B.W. and Van Verseveld,
H.W., 1994. Biomass reduction and
mineralization increase due to the ciliate
Tetrahymena pyriformis grazing on the
bacterium Pseudomonas fluorescens.
Water Sci. Technol. 29, 119-128.
Salvadó H. And Gracia M. P., 1993.
Determination of orgánic loading rate of
activated sludge plants based on
protozoa analysis. Wat. Res. 28, 1315-
1321.
Serrano, S., Arregui, L., Pérez-Uz B., Calvo,
P. and Guinea, A., 2008. Guidelines for
the Identification of Ciliates in Wastewater
Treatment Plants (ed. IWA Publishing),
London.
Small, E.B., 1973. A study of ciliate protozoa
from a small polluted stream in East-
Central Illinois. Am. Zool. 13, 225-230.
Sommer, U., 1996. Plankton Ecology: The
past two decades of progress.
Naturwissenschaften 83, 293-301.

2008 - Control del proceso de cloracion en un episodio de bulking filamentoso mediante el seguimiento de protozoos ciliados (2008) por Andrés Zornoza

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Destaque

Destaque (12)

Semelhante a 2008 - Control del proceso de cloracion en un episodio de bulking filamentoso mediante el seguimiento de protozoos ciliados (2008) por Andrés Zornoza

Semelhante a 2008 - Control del proceso de cloracion en un episodio de bulking filamentoso mediante el seguimiento de protozoos ciliados (2008) por Andrés Zornoza (20)

Mais de WALEBUBLÉ

Mais de WALEBUBLÉ (20)

2008 - Control del proceso de cloracion en un episodio de bulking filamentoso mediante el seguimiento de protozoos ciliados (2008) por Andrés Zornoza