¿Cómo los medios MBBR facilitan los procesos de nitrificación y desnitrificación?

Los medios MBBR (Reactor de Biopelícula de Lecho Móvil) facilitan los procesos de nitrificación y desnitrificación gracias a su diseño y funcionamiento dentro del sistema de tratamiento de aguas residuales. Estos procesos son esenciales para la eliminación de compuestos nitrogenados de las aguas residuales, donde la nitrificación convierte el amoníaco en nitrato, y la desnitrificación convierte el nitrato en nitrógeno gaseoso, que se libera a la atmósfera sin causar daños.

Facilitación de la nitrificación

1. Superficie para el Crecimiento de Biopelículas: Los medios MBBR proporcionan una gran superficie para el crecimiento de biopelículas. Estas biopelículas albergan bacterias nitrificantes, específicamente bacterias oxidantes de amoníaco (AOB) y bacterias oxidantes de nitrito (NOB), que convierten el amoníaco (NH₃) en nitrito (NO₂⁻) y posteriormente en nitrato (NO₃⁻). Esta extensa superficie permite una alta densidad bacteriana, lo que mejora el proceso de nitrificación.

2. Disponibilidad de oxígeno: La nitrificación es un proceso aeróbico que requiere oxígeno. El movimiento constante del medio MBBR en el reactor, generalmente impulsado por sistemas de aireación, garantiza una buena oxigenación de la biopelícula, lo que promueve una nitrificación eficiente.

3. Condiciones óptimas para el crecimiento bacteriano: El entorno de biopelícula en el medio MBBR proporciona un hábitat protector para las bacterias nitrificantes, protegiéndolas de sustancias tóxicas y fluctuaciones en la composición de las aguas residuales. Esta estabilidad favorece el crecimiento y la actividad de las bacterias nitrificantes.

Facilitación de la desnitrificación

1. Zonas anóxicas: En sistemas diseñados tanto para nitrificación como para desnitrificación, los reactores MBBR pueden configurarse con zonas anóxicas. En estas zonas, el medio favorece el crecimiento de bacterias desnitrificantes que convierten el nitrato (NO₃⁻) en nitrógeno gaseoso (N₂) en condiciones de oxígeno limitado.

2. Heterogeneidad de la biopelícula: La biopelícula en medios MBBR puede desarrollar múltiples capas, con condiciones aeróbicas predominantes en la interfaz entre la biopelícula y el agua, y condiciones anóxicas en las capas más profundas. Esta heterogeneidad permite que tanto la nitrificación como la desnitrificación ocurran dentro de la misma biopelícula, lo que mejora la eficiencia de la eliminación de nitrógeno.

3. Liberación controlada de sustratos: El movimiento del medio MBBR y la estructura de la biopelícula facilitan la liberación controlada de carbono orgánico de la biopelícula al agua circundante. Este carbono orgánico puede servir como donador de electrones para las bacterias desnitrificantes, promoviendo el proceso de desnitrificación en zonas anóxicas del reactor o en biopelículas donde coexisten capas aeróbicas y anóxicas.

4. Flexibilidad del sistema: Los sistemas MBBR se adaptan fácilmente a las necesidades cambiantes de tratamiento, ajustando la aireación para crear zonas con diferentes niveles de oxígeno o modificando el patrón de flujo. Esta flexibilidad permite a los operadores optimizar las condiciones de nitrificación y desnitrificación según sea necesario.

En general, los medios MBBR son fundamentales para establecer y mantener las comunidades microbianas necesarias para una nitrificación y desnitrificación eficaces. Su diseño favorece la oxigenación, la protección y el mantenimiento de estas comunidades, lo que permite una eliminación eficiente del nitrógeno de las aguas residuales.