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Updated: Sep 9, 2025
09:50
Electrochemically and Bioelectrochemically Induced Ammonium Recovery
Published on: January 22, 2015
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Respuesta del proceso Anammox al cloroacetonitrilo y recuperación acelerada con campo eléctrico de pulso
Hongfeng Lu1, Juan Miao1, Ning Zhang1
1Department of Environmental Engineering, School of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang, China.
Biotechnology and bioengineering
|September 3, 2025
Resumen
La toxicidad del cloroacetonitrilo inhibe el anammox, pero el campo eléctrico pulsado (PEF) ayuda a la estabilidad y recuperación del lodo. La aplicación de PEF acelera la recuperación de la actividad de las bacterias de oxidación anaeróbica del amonio después del estrés tóxico.
Área de la Ciencia:
- Microbiología ambiental
- Tecnologías de tratamiento de aguas residuales
- Ingeniería bioquímica
Sus antecedentes:
- El cloroacetonitrilo (CAN) es un compuesto tóxico que inhibe los procesos de oxidación anaeróbica del amonio (anammox).
- Anammox es crucial para la eliminación de nitrógeno en el tratamiento de aguas residuales.
- Se necesitan estrategias efectivas de mitigación de la toxicidad de CAN para mantener la eficacia de anammox.
Objetivo del estudio:
- Evaluar el impacto del cloroacetonitrilo en el rendimiento de anammox.
- Investigar el potencial del campo eléctrico pulsado (PEF) para mitigar la toxicidad del CAN.
- Comprender los mecanismos por los que el PEF influye en las bacterias anammox y su recuperación.
Principales métodos:
- Evaluación de la eficiencia de eliminación de nitrógeno del anammox y de su actividad específica en diferentes concentraciones de CAN.
- Aplicación de una PEF de 1,5 V y 1000 Hz durante la exposición al CAN.
- Análisis del contenido de proteínas del lodo y de la composición de la comunidad microbiana (Ca. Proliferación de las Brocadías).
- Monitoreo de la eliminación de nitrógeno y la actividad específica durante la fase de recuperación después de la exposición a la CAN.
Principales resultados:
- La baja concentración de CAN (0,5 mg·L−1) tuvo un impacto mínimo, pero la mayor concentración (1,0 mg·L−1) inhibió severamente la eliminación y actividad del nitrógeno.
- La aplicación de PEF durante el estrés CAN no mejoró directamente la eliminación de nitrógeno, pero aumentó el contenido y la estabilidad de proteínas del lodo.
- Durante la recuperación, la eliminación de nitrógeno mejoró gradualmente, alcanzando ~ 60% de la actividad inicial.
- PEF mejora la permeabilidad de la membrana celular y el transporte del sustrato, promoviendo una recuperación más rápida.
- El PEF estimuló la proliferación de Ca. Brocadia (45%), que contribuye a la recuperación acelerada de la actividad de las bacterias anammox (AnAOB).
Conclusiones:
- El campo eléctrico pulsado (PEF) puede mitigar los efectos inhibidores del cloroacetonitrilo en los procesos de anammox al mejorar la estabilidad del lodo y promover una recuperación más rápida.
- La capacidad de la PEF para aumentar la permeabilidad de la membrana celular y estimular grupos microbianos específicos como el Ca. Brocadia es la clave para acelerar la recuperación de las bacterias anammox.
- La tecnología anammox integrada con PEF es prometedora para mejorar la resiliencia y la aplicación de sistemas de eliminación de nitrógeno biológico que enfrentan desafíos tóxicos.
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