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Microorganismos presentes en el tratamiento de aguas residuales de origen industrial

INTEGRANTES:    

PEÑA ALVAREZ IVONNE MARGARITA ROÑA ALVAREZ ARACELY DEL MILAGRO RODRIGO CASAICO, FRANK SUYO CUBA ROMINA

DOCENTE:  Blga. LUZMILA RODRIGUEZ CURSO:  PROCESOS BIOLOGICOS EN EL AGUA - VII CICLO

Microorganismos presentes en el tratamiento de aguas residuales de origen industrial

INTRODUCCION

La expresión tratamiento secundario se refiere a todos los procesos de tratamiento biológico de las aguas residuales tanto aerobios como anaerobios. En este capítulo se estudia detalladamente el proceso de lodos activos y los modelos matemáticos desarrollados pueden aplicarse, con pequeños cambios, a todos los procesos aerobios descritos en el capitulo 6. El proceso de lodos activos ha sido utilizado para el tratamiento de las aguas residuales tanto industriales como urbanas desde hace aproximadamente un siglo. El diseño de las plantas de lodos activos se llevó a cabo fundamentalmente de una forma empírica. Sólo al comienzo de los anos sesenta se desarrolla una solución más racional para el diseño del sistema de lodos activos. Este proceso nació de la observación realizada hace mucho tiempo de que si cualquier agua residual, urbana o industrial, se somete a aireación durante un período de tiempo se reduce su contenido de materia orgánica, formándose a la vez un lodo floculento. El examen microscópico de este lodo revela que está formado por una población heterogénea de microorganismos, que cambian continuamente en función de las variaciones de la composición de las aguas residuales y de las condiciones ambientales. Los microorganismos presentes son bacterias unicelulares, hongos, algas, protozoos y rotíferos. De éstos, las bacterias son probablemente las más importantes encontrándose en todos los tipos de procesos de tratamiento biológico.

MARCO TEORICO

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Los principales grupos de organismos presentes tanto en aguas residuales como superficiales se clasifican en organismos eucariotas, bacterias y arquebacterias, como se muestra en el siguiente cuadro según Mefcalf & Eddy

Las aguas residuales contienen una gran variedad de microorganismos: virus, bacterias, hongos, protozoos y nematodos. Se estima que hay alrededor de 5 millones de especies de microorganismos en el medio ambiente. Los microorganismos transforman los compuestos orgánicos, contribuyendo a la depuración de los desechos en ambientes acuáticos y terrestres. Los sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales se basan en la interacción y el metabolismo de los microorganismos. Estos procesos dependen de la capacidad de comunidad microbiana para utilizar los compuestos de agua. No existe un único organismo capaz de utilizar todos los compuestos orgánicos presentes en las aguas residuales; por tanto, un proceso biológico constituye un ecosistema diverso que se alimenta directamente del agua cruda que entra al sistema y que depende de la disponibilidad de o2, el pH y de las condiciones de mezcla. El proceso biológico de fangos activados está constituido por bacterias, protozoos, hongos, algas y organismos filamentosos. Los hongos y las algas generalmente no tienen gran importancia dentro del proceso, mientras que los protozoos, los organismos filamentosos y las baterías participan activamente en el tratamiento biológico del agua residual (Muyima et al., 1997). Cada una de estas poblaciones desempeña un papel determinando en el proceso y conjunto forman la comunidad biológica característica de los fangos activados. Las bacterias constituyen la mayor parte de la biomasa del proceso siendo, por tanto, el grupo dominante dentro de la comunidad biótica de los fangos activados. Su pequeño tamaño y elevada relación superficie/volumen favorecen el intercambio de nutrientes y catabolitos con el medio que los rodea.las bacterias predominantes son saprofitas, responsables de la degradación y mineralización de los compuestos orgánicos, y pertenece en su mayoría a géneros aerobios Gram-negativas; también las hay UNTELS

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quimilitrotofas, capaces de oxidar el amonio y los nitritos (Fernández-Galiano et al., 1996). La presencia de ciertas bacterias también puede tener efectos desfavorables sobre los fangos activados. El desarrollo incontrolado de muchas bacterias de tipo filamentoso impide una sedimentación eficaz de los fangos y produce el fenómeno de bulking o fangos voluminosos o esponjosos. Los hongos también son eficaces para la eliminación de la materia orgánica de las aguas residuales. No obstantes estos microorganismos son poco abundantes en los fangos activados, a no ser que se inhiba el crecimiento bacteriano. En general, la aparición de los hongos suele estar asociada a afluentes con gran cantidad de vertidos industrial (Fernández-Galiano et al., 1996). Los protozoos son, junto con las bacterias, los grupos de microorganismos más abundantes e importantes dentro de la comunidad de los fangos activados. Alcanzan concentraciones medias de 50000 individuos/ml en el tanque de aireación de una EDAR y constituyen aproximadamente el 5% del peso seco de la materia en suspensión del líquido de mezcla (Fernández-Galiano et al., 1996). Los nematodos que aparecen en los fangos activados son en su mayor parte depredadores de bacterias dispersas y protozoos, pero también se encuentran formas saprozoicas capaces de alimentarse de la materia orgánica en descomposición del agua residual. Su papel dentro del fango en el tratamiento biológico (tiempo de retención celular (TRS)). Los rotíferos eliminan bacterias dispersas y protozoos y contribuyen a la formación del floculo por la secreción de mucus. se les considera indicadores de un buen funcionamiento del proceso de depuración, siempre y cuando no alcancen densidades excesivas. Una gran concentración de rotíferos indica un elevado tiempo de retención del fango (Fernández-Galiano et al., 1996). Microbiología en los fangos activados Los fangos activados constituyen un ecosistema artificial donde se desarrollan y proliferan los microorganismos en condiciones controladas y limitadas. Esta situación conduce a una competencia continua entre especies, que favorece el predominio de unas sobre otras, según las condiciones ambientales prevalentes. Los parámetros ambientales (pH, temperatura, carga orgánica y oxigeno) varían de un lugar a otro, haciendo que la población microbiana de un fango activado no sea constante y refleje las condiciones a las cuales ha estado expuesta durante el sistema de tratamiento. Los microorganismos capaces de agruparse y formar floculos, o los que se adhieren a estos, son retenidos en el sistema de fangos activados; por el contrario, los que crecen UNTELS

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libremente y de forma dispersa escapan del sistema con el efluente. Además, los que crecen formando floculos protegen las células microbianas ante lo depredadores (Wanner, 1997). Desde un punto de vista metabólico. Los microorganismos pueden dividirse en dos grandes grupos: 1. Descomponedores, responsables de la degradación bioquímica de los contaminantes del agua residual. En este grupo se encuentran principalmente las bacterias, los hongos y las cyanofitas incolora. 2. Consumidores, utilizan las bacterias y otras células microbianas como sustrato. A este grupo pertenece los protozoos fagotróficos y los metazoos microscópicos. Alrededor del 95% de la población microbiana de los fangos activados están formada por organismos descomponedores, especialmente bacterias. Toda la biomasa es heterótrofa, a excepción de los nitrificantes que son autótrofos (Horan, 1993). La figura 3.9 ilustra la composición biótica de los fangos activados (Parody, 1997).

Microorganismos presentes en los flóculos: Los flóculos de lodo activado contienen partículas orgánicas, inorgánicas y bacterias. El tamaño de las partículas varía entre 1 um y 1000 um. Las células vivas del flóculo representan entre el 5 y el 20% del total de bacterias. Los microorganismos presentes en los flóculos son bacterias, hongos, protozoos y rotíferos.

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Bacterias: constituyen el principal componente. Los géneros principales son Zooglea, Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus, Achromobacter, Corynebacteriumy Acinetobacter; también hay formas filamentosas como Beggiatoa. Estas bacterias oxidan la materia orgánica y producen polisacáridos y otros polímeros extracelulares que facilitan la floculación. Los microorganismos aerobios representan una fracción importante cuyo número varía inversamente al tamaño del flóculo puesto que la difusión de O 2 al interior se va viendo más dificultada. En los flóculos de gran tamaño el interior es anaerobio y permite el crecimiento de anaerobios estrictos (tales como metanógenos) que han sobrevivido fases de mayor aerobiosis en pequeñas bolsas anaerobias internas en flóculos de menor tamaño. Su número en los lodos activados llega a 108 ufcml-1 y entre ellas el grupo más importante numéricamente es el de Pseudomonas. En los lodos activados también hay bacterias autótrofas tales como las nitrificantes (Nitrosomonas y Nitrobacter responsables de la DON) e incluso algunas bacterias fotosintéticas. Hongos: Normalmente no están presentes. Sólo en condiciones ambientales muy especiales (bajo pH, deficiencia de nitrógeno, presencia de productos tóxicos) pueden aparecer ciertos hongos de los géneros Penicillium y Cephalosporium, entre otros. Protozoos: Están presentes como depredadores de las bacterias. Pertenecen a los tres grupos (ciliados, flagelados y rizópodos). La actividad de los protozoos contribuye significativamente a la reducción de la DBO. Rotíferos: Son metazoos de tamaño entre 100 y 500 um. Son organismos que se unen al flóculo y desarrollan dos importantes funciones en él: 

Eliminan las bacterias libres que no se han agregado al flóculo



Contribuyen a la formación del flóculo mediante la producción de materia fecal rodeada de capas de mucus.

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MATERIALES Y REACTIVOS Muestras de agua residual: Efluentes líquidos de tratamiento en la entrada (primario), reactor (lodos), lagunas secundario, lagunas terciarias.

Microscopio Asa de siembra Laminas portaobjetos y cubreobjetos Papel absorbente Gotero Alcohol Algodón Colorantes: Cristal Violeta y Safranina Lugol Alcohol acetona Mechero

PROCEDIMIENTO UNTELS

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1. Limpiar los cubreobjetos con alcohol y algodón

2. Desinfectar la aza de siembra.

3. Agregar una gota de la muestra en el porta objeto, con ayuda del gotero. Esparcirlo con la asa de siembra e inmediatamente poner el cubre objeto.

4. Llevar a observar al microscopio visualizar en microscopio a 5X, 10X, 40X, para encontrar el mejor alcance para lograr una mejor observación, anotar lo observado (flóculos, filamentos, protozoarios etc.)

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5. Repetir el procedimiento anterior por cada muestra a observar.

6. Realizar

tinción Gram para la observación de

bacterias, enfriar

para

para lo cual se flamea el asa y se deja luego tomar una asada de la muestra y

colocarla en lámina portaobjetos, luego secar la muestra con ayuda del mechero 7. Aplicar el colorante cristal Violeta sobre la muestra fijada y dejarlo actuar durante 1 minuto, lavar suavemente con agua destilada.

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8. Aplicar Lugol para fijar el color y dejar actuar por 1 minuto luego lavar suavemente con agua. 9. Aplicar alcohol para decolorar, gota a gota hasta que quede casi claro, o ligeramente azul. 10. Lavar suavemente con agua.

OBSERVACION Y RESULTADOS

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MUESTRAS ANTES DE VER AL MICROSCOPIO

FANGOS:

SALIDA:

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

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Microorganismos presentes en el tratamiento de aguas residuales de origen industrial Cómo lo expresamos en el presente informe entre las diferencias de composición de las paredes de las bacterias Gram positivas, que contienen una gruesa capa de peptidoglucano con numerosos enlaces cruzados de ácido teicoico, y las paredes de las células Gram negativos, en las que la capa de peptidoglucano es más delgada, explican las diferencias de la tinción de Gram entre estos dos grupos principales de bacterias es probable que la gran cantidad de enlaces cruzados de ácido teicoico de los microorganismos Gram positivos contribuya a su capacidad de resistir la decoloración con alcohol

Estructura de paredes bacterianas GRAM(+) y

*Los microorganismos Gram positivos que perdieron la integridad de la pared celular debido al tratamiento antibiótico, al envejecimiento o a la acción de enzimas auto lítico permiten que el violeta se elimine durante la decoloración y pueden aparecer como Gram variables, con algunas células coloreadas de rosa y otras de violeta. Sin embargo, con propósitos de identificación, estos microorganismos se consideran gram positivos verdaderos, Por otro lado, las bacterias Gram negativas raras veces (o nunca) retienen el cristal violeta si el procedimiento de tinción se ha realizado de manera apropiada. Las células huésped, como los eritrocitos y los leucocitos (fagocitos), pierden el cristal violeta con la decoloración y aparecen de color rosa en los frotis preparados y teñidos de manera correcta. OBSERVACION DE LA TINCION DE GRAM. Una vez realizado el teñido se observa con los objetivos de inmersión Utilizados en secuencia ascendente; Cuando el material orgánico contenido en el agua residual utilizada para nuestros fines se tiñe con Gram (frotis directo) el portaobjetos se evalúa en busca de la presencia de células bacterianas así como de las reacciones Gram, de células observadas

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Clasificación de las bacterias de acuerdo a su morfología agrupación

Si bien la evaluación de la tinción de Gram de la muestra directa se utiliza de rutina como una ayuda en el la verificación de microorganismos perjudiciales para la salud, es posible que se detecten –y no deben ignorarse- hallazgos inesperados pero importantes de otras etiologías infecciosas. Por ejemplo, las células y los elementos micóticos por lo general se tiñen como Gram positivos pero pueden captar el cristal violeta de manera deficiente y aparecer como Gram variables (p. ej., rosa y violeta) o Gram negativos. Dado que con la tinción de Gram pueden detectarse otros agentes infecciosos además de las bacterias, todas las células o las estructuras inusuales observadas en la muestra deben evaluarse de nuevo antes de descartarse como no importantes.

REFERENCIAS:

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Microorganismos presentes en el tratamiento de aguas residuales de origen industrial http://cidta.usal.es/cursos/ETAP/modulos/libros/TRATAMIENTO.pdf file:///C:/Users/CELY%20Y%20GUI/Desktop/lodos%20activados.pdf

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