Nuevos conocimientos sobre la remoción profunda de nitrógeno en el efluente de la PTF: Rendimiento y mecanismos de los filtros de desnitrificación autotróficos

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Ambiental Ingeniería Ambiental.
• Microbiología Microbiología.
• Tecnologías de Tratamiento de Agua Tecnologías de Tratamiento de Agua

Sus antecedentes:

• Las plantas de tratamiento de aguas residuales requieren una mejor eliminación de nitrógeno debido al aumento de las normas de efluentes.
• Los sistemas actuales de desnitrificación autotrófica, como la desnitrificación autotrófica de sulfuro-siderita-magnetita (SSMAD), son prometedores, pero carecen de una optimización sistemática del diseño del reactor.
• Eficiencias de eliminación de nitrógeno subóptimas persisten en muchos WWTPs.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y evaluar nuevas configuraciones de reactores para mejorar la desnitrificación autotrófica.
• Para comparar el rendimiento de un Filtro de Denitrificación Vertical Baffled (VBDF) con un Filtro de Denitrificación Convencional (CDF).
• Investigar el impacto del diseño del reactor en las comunidades microbianas y la expresión génica relacionada con la desnitrificación.

Principales métodos:

• Se diseñaron y probaron cuatro configuraciones de reactores distintas, todas ellas utilizando rellenos SSMAD.
• El rendimiento se evaluó en función de la eficiencia total de eliminación de nitrógeno y la concentración de efluentes en varios tiempos de retención hidráulica (HRT).
• Se realizó un análisis de la comunidad microbiana y la cuantificación de los genes funcionales relacionados con la desnitrificación.

Principales resultados:

• El VBDF demostró una eficiencia de eliminación total de nitrógeno comparable al CDF, manteniendo una eficiencia estable del 80% en HRT < 1 hora.
• VBDF logró concentraciones estables de nitrógeno total en el efluente alrededor de 3,49 mg/L.
• VBDF exhibió una eficiencia de mezcla superior debido al diseño del deflector, enriqueciendo grupos microbianos específicos (Ferritrophicum, Geothrix) y aumentando la expresión del gen de desnitrificación.

Conclusiones:

• El VBDF es un diseño de reactor eficaz para la desnitrificación autotrófica, que ofrece un rendimiento comparable a los sistemas convencionales con mezclado mejorado.
• La comunidad microbiana mejorada y la expresión génica en VBDF contribuyen a su alta capacidad de eliminación de nitrógeno.
• Los hallazgos proporcionan una valiosa guía teórica y práctica para el desarrollo de sistemas de desnitrificación autotróficos compactos y eficientes.