1. Universidad Nacional Experimental
“Francisco de Miranda”
Área Tecnología
Programa : Ciencias Ambientales
Unidad Curricular: tratamiento físico del agua.
Eliminación biológica de nutrientes:
nitrificación-desnitrificación biológica.
Eliminación del fósforo.
Bachilleres:
Fernández Julieth
García Carmen
López José
Santa ana de coro, marzo del 2012.

2. ELIMINACION BIOLÓGICA DE NUTRIENTES
Este proceso se basa en la eliminación
exclusiva de materia orgánica, o bien a la eliminación
conjunta de materia orgánica y nutriente.
Los procesos de eliminación de nutrientes son
más complejos que los de eliminación de materia
orgánica. Así, tanto para la eliminación de nitrógeno
como para la de fósforo son necesarias la combinación de
al menos dos etapas: aerobia y anóxica en el caso del
nitrógeno y anaerobia y aerobia en el caso del fósforo.
Los procesos de eliminación simultánea de ambos
nutrientes requieren de al menos tres etapas: anaerobia,
aerobia y anóxica.

3. Eliminación de nitrógeno
El nitrógeno en el agua residual bruta suele
estar presente en forma de amoníaco o de nitrógeno
orgánico (urea, aminoácidos…), siendo ambas
formas solubles. Sin embargo suele presentar bajas
concentraciones o nulas de nitrito o nitrato.
En la decantación primaria se elimina una
fracción de partículas de materia orgánica, y es en
el tratamiento biológico cuando la mayor parte del
nitrógeno orgánico se transforma en amonio y otras
formas inorgánicas. Parte del amonio se asimila
como parte de la materia celular de la biomasa y
otra está presente en los efluentes de los
decantadores secundarios.

4. Eliminación de nitrógeno por nitrificación-
desnitrificación
La nitrificación/desnitrificación biológica suele ser el método más
adecuado para la eliminación de nitrógeno por las siguientes razones
Elevado rendimiento potencial de eliminación
Alta estabilidad y fiabilidad del proceso.
Relativa facilidad de control del proceso
Costo moderado.

5. Nitrificación biológica
En la eliminación de nitrógeno por el proceso de nitrificación-
desnitrificación la nitrificación es el primer paso.
Descripción del proceso
Para que se produzca la nitrificación es necesaria la actuación de las
bacterias Nitrosomas y Nitrobácter.
Los Nitrosomas oxidan el amoníaco en nitrito (producto intermedio),
mientras que los Nitrobácter transforman el nitrito en nitrato.
Para los Nitrosomas, la ecuación es la siguiente:
Para los Nitrobácter, la ecuación es:

6. Aplicación del proceso
La nitrificación se puede realizar tanto en procesos de cultivo en
suspensión como en procesos de cultivo fijo.
Cuando la nitrificación se produce en un proceso de cultivo en
suspensión, existe la posibilidad realizarse en el mismo reactor
empleado para el tratamiento biológico o en un reactor independiente
situado a continuación del proceso de fangos activados convencional.
La oxidación del amoníaco a nitrato se puede llevar a cabo con aire o
con oxígeno puro.

7. Desnitrificación biológica
La desnitrificación es la segunda etapa de la eliminación del
nitrógeno mediante el proceso de nitrificación-desnitrificación.
Descripción del proceso
Se conoce con el nombre de desnitrificación al proceso por el cual el
nitrato se convierte en nitrógeno gas. Este proceso se consigue bajo
condiciones anóxicas (sin oxígeno).
La conversión del nitrógeno, en forma de nitratos, a formas más
rápidamente eliminable se puede llevar a cabo gracias a la acción de
diversos géneros de bacterias.
Entre ellas:
Achromobacter Alcaligenes Brevibacterium
Aerobacter Bacillus Lactobacillus
Alcalibacter Flavobacterium Micrococcus

8. Aplicación del proceso
Los procesos de desnitrificación se pueden clasificar teniendo en
cuenta si los cultivos son fijos o en suspensión. La desnitrificación con
cultivos en suspensión se suele llevar a cabo en sistemas de fangos
activados de flujo en pistón.
Es necesario disponer de una fuente externa de carbono ya que los
efluentes nitrificados suelen presentar concentraciones bajas de materia
carbonosa. En algunos sistemas se emplea el agua residual cruda como
fuente.
La desnitrificación con cultivo fijo 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.

9. PROCESO DE NITRIFICACION Y DESNITRIFICACION

10. Eliminación de Fósforo
El fósforo se presenta en el agua residual en forma de ortofosfato
(PO43-), polifosfatos (P2O7)4- y formas orgánicas de fósforo. Los dos
últimos términos engloban hasta el 70% del fósforo contenido en el agua
residual
Los microbios utilizan el fósforo para la síntesis celular y en el
transporte de energía. Por ello entre el 10 y 30% del fósforo presente se
elimina durante el tratamiento biológico secundario.
Para conseguir niveles de fósforo bajos en el efluente, es necesario
eliminar más cantidad de la estrictamente necesaria para el
mantenimiento y síntesis celular

11. Descripción del proceso
Uno de los organismos responsables de la eliminación del fósforo son
los Acinetobácter. Estos organismos liberan el fósforo almacenado
como respuesta, en condiciones anaerobias, a la presencia en el agua
residual de ácidos grasos volátiles (AGV).
Los microorganismos no sólo utilizan el fósforo para el
mantenimiento celular, síntesis celular y transporte de energía, sino
que también lo almacenan para su uso posterior. El fango que
contiene el exceso de fósforo se purga o se evacua a una línea de fango
auxiliar para eliminarlo. La liberación del fósforo se realiza bajo
condiciones anóxicas. Por lo tanto, el proceso biológico de eliminación
de fósforo hace necesario poder disponer de reactores o zonas
anaerobias y aerobias dentro del mismo reactor.

12. Mecanismos de eliminación del fósforo
Existen dos mecanismos de eliminación del fósforo: la purga de
fango, y el tratamiento en línea auxiliar. Actualmente existen una
serie de procesos que se basan en alguno de estos mecanismos. Dos
de estos procesos son el PhoStrip y el Bardenpho. Ambos procesos,
realizan la secuencia entre los contactos anaerobios y aerobios con
pequeñas modificaciones.
En el proceso PhoStrip, se usa la liberación biológica del fósforo en
condiciones anóxicas para concentrar el nutriente en una línea
auxiliar para su tratamiento químico. Normalmente se suele añadir
cal para la precipitación del fósforo.
En el proceso Bardenpho, para conseguir la eliminación, tanto del
nitrógeno como del fósforo, se sigue una secuencia de condiciones
anaerobias, anóxicas y aerobias. El fósforo se elimina mediante la
purga del fango.