La cinética de desnitrificación y la evolución microbiana de la oxidación anaeróbica del amoníaco para aguas...

Área de la Ciencia:

• Ciencias ambientales Ciencias ambientales.
• Biotecnología La biotecnología es la biotecnología.
• Tratamiento de aguas residuales.

Sus antecedentes:

• Las aguas residuales de nitrógeno de amoníaco ácido son un subproducto de la extracción de elementos de tierras raras.
• La oxidación anaeróbica de amoníaco (Anammox) es un método sostenible de tratamiento de aguas residuales, pero sensible a las condiciones ambientales.
• El bajo pH (acidez) plantea un desafío significativo para la estabilidad y eficiencia del proceso de Anammox.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el rendimiento de eliminación de nitrógeno de Anammox en condiciones de baja acidez.
• Desarrollar modelos cinéticos para la recuperación de Anammox y describir la evolución de la comunidad microbiana.
• Para revelar la dinámica de la secreción de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) y su papel en la estabilidad del sistema.

Principales métodos:

• Investigación exhaustiva del rendimiento de Anammox en condiciones variables de baja acidez.
• Desarrollo de modelos cinéticos (modelo logístico modificado) para describir la recuperación de Anammox.
• Análisis de la estructura de la comunidad microbiana (abundancia de bacterias clave como Planctomycetota) y la secreción de EPS.

Principales resultados:

• El pH bajo aumentó el amoníaco libre tóxico (FNA), disminuyó la eficiencia total de eliminación de nitrógeno (TNRE) a ≤53.66%, e inhibió las bacterias Anammox.
• Los modelos cinéticos mostraron que la baja acidez impactó negativamente en el tiempo de respuesta (λ), TNRE y la tasa máxima de eliminación (Rmax).
• La acidez redujo la secreción de EPS pero mantuvo las relaciones PN / PS, lo que indica la resiliencia de las bacterias inmovilizadas; la abundancia bacteriana clave disminuyó significativamente.

Conclusiones:

• Un pH bajo compromete gravemente el rendimiento y la estabilidad de Anammox al inhibir las bacterias funcionales y alterar la estructura de la comunidad microbiana.
• El modelado cinético proporciona información sobre la dinámica de recuperación de Anammox bajo estrés ácido.
• Las estrategias de gestión de aguas residuales deben abordar la acidez para garantizar una aplicación efectiva de Anammox en el procesamiento de elementos de tierras raras.