Biologia de los microorganismos (1155)

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710 E C O L O G Í A M I C R O B I A N A Y M I C R O B I O L O G Í A A M B I E N T A L
Normalmente las aguas residuales permanecen en un tan-
que de fangos activados durante 5-10 horas, que es un tiempo 
demasiado corto para la oxidación completa de toda la mate-
ria orgánica. Sin embargo, durante este tiempo gran parte de 
la materia orgánica soluble se adsorbe a los flóculos y se incor-
pora en las células microbianas. La DBO del líquido efluente se 
reduce considerablemente (hasta el 95 %) en comparación con 
la de las aguas residuales entrantes; la mayoría del material con 
DBO alta se encuentra ahora en los flóculos sedimentados. Los 
flóculos pueden ahora ser transferidos desde el digestor anae-
robio de fangos para su conversión en CO
2
 y CH
4
. 
El método de filtración por goteo o biofiltro también se uti-
liza habitualmente como tratamiento secundario aeróbico 
(Figura 21.16c). Un filtro percolador o por goteo consiste en un 
lecho de rocas machacadas, de unos 2 m de espesor. Las aguas 
residuales se rocían sobre la superficie de las rocas y pasan len-
tamente a través del lecho. El material orgánico de las aguas 
residuales se adsorbe sobre las rocas, y los microorganismos 
crecen en la gran superficie expuesta de las rocas. En la extensa 
biopelícula microbiana que se desarrolla en las rocas tiene lugar 
la mineralización completa de la materia orgánica a CO
2
, amo-
niaco, nitratos, sulfatos y fosfatos.
La mayoría de las instalaciones cloran el efluente después del 
tratamiento secundario, a fin de reducir la probabilidad de con-
taminación biológica posterior. El efluente así tratado ya puede 
ser vertido en ríos o en lagos. En el Este de los Estados Unidos, 
muchas instalaciones de tratamiento de aguas residuales utili-
zan la radiación UV para la desinfección de las aguas efluentes. 
Así mismo, algunas plantas en los Estados Unidos también uti-
lizan ozono (O
3
) para la desinfección de las aguas, ya que es un 
agente oxidante fuerte y un bactericida y virucida eficaz. 
MINIRREVISIÓN
 ¿Qué es la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y por qué es 
importante su reducción en el tratamiento de aguas residuales?
 ¿En qué se diferencian los métodos tratamiento primario y 
secundario de aguas residuales?
 Además de las aguas tratadas ¿cuáles son los productos 
finales del tratamiento de aguas residuales? ¿Cómo podrían 
ser utilizados estos productos finales?
Primero, los anaerobios utilizan polisacaridasas, proteasas 
y lipasas para digerir los sólidos en suspensión y las macro-
moléculas grandes dando lugar a compuestos solubles. Estos 
son fermentados después dando una mezcla de ácidos grasos, 
H
2
 y CO
2
; a continuación los ácidos grasos son fermentados 
de nuevo por la actividad cooperativa de bacterias sintróficas 
( Sección 13.15) produciendo acetato, CO
2
 e H
2
. Estos pro-
ductos son utilizados, seguidamente, como sustratos por 
Archaea metanógenas ( Sección 16.2), que fermentan ace-
tato produciendo metano (CH
4
) y dióxido de carbono CO
2
, que 
son los productos mayoritarios del tratamiento anaerobio de las 
aguas residuales (Figura 21.15c). El CH
4
 se quema o se usa como 
combustible para suministrar calor y energía a la planta de tra-
tamiento de aguas residuales.
Tratamiento secundario aeróbico de aguas 
residuales
El tratamiento secundario aeróbico de aguas residuales 
emplea reacciones de degradación oxidativa que realizan algu-
nos microorganismos en condiciones aerobias, para tratar aguas 
residuales que contienen bajos niveles de materia orgánica 
(Figura 21.16a, b). En general, las aguas residuales que proceden de 
áreas residenciales pueden tratarse eficazmente mediante trata-
miento aeróbico únicamente. Para tratar las aguas residuales pue-
den usarse varios procesos de degradación aerobia; si bien los más 
comunes son los métodos de fangos activados (Figura 21.16a, b). 
Aquí, las aguas residuales se mezclan y se airean continuamente 
en grandes tanques. Las bacterias aerobias formadoras de limo, 
como Zoogloea ramigera y otras, crecen y forman masas de agre-
gados llamadas flóculos (Figura 21.17). La biología de Zoogloea ya 
se ha visto en la Sección 15.2. Los protistas, los animales peque-
ños, las bacterias filamentosas y los hongos se adhieren a los fló-
culos. La oxidación de la materia orgánica en el flóculo tiene 
lugar a medida que este se agita y se airea. El efluente aireado que 
contiene los flóculos se bombea a un tanque de retención o cla-
rificador, donde los flóculos sedimentan. Parte de este material 
floculado (llamado fango o lodo activado) se devuelve al aireador 
como inóculo para nuevas aguas residuales, y el resto se bombea 
al digestor anaerobio de fangos (Figura 21.15), o se extrae, se seca 
y se quema, o bien se utiliza como fertilizante.
Acetato H2 + CO2
Polímeros complejos
(polisacáridos, lípidos, proteínas)
CH4 + CO2 CH4 + H2O
Entrada
de
fango
Salida de gas
CH4/CO2
Capa de espuma
Sobrenadante
Fango activado
Fango estabilizado
Eliminación
de escoria 
Eliminación
de
sobrenadante
Salida de fango 
(b)
Monómeros
(azúcares, ácidos grasos, aminoácidos)
(c)
T
.D
. 
B
ro
c
k
(a)
Hidrólisis 
por enzimas 
microbianas
Fermentación Fermentación
Metanogénesis
Figura 21.15 Tratamiento secundario anaerobio de aguas residuales. (a) Digestor anaerobio de fangos. Solo se muestra la parte superior del tanque;
el resto está bajo tierra. (b) Procesos internos en un digestor de fangos. (c) Procesos microbianos más importantes en un digestor anaerobio de fangos. Los 
principales productos de la biodegradación anaerobia son metano (CH
4
) y dióxido de carbono (CO
2
).
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