Bioindicación y rendimiento de inactivación e . co 1 n a e oses

Eva María Ciriero Cebrán licenciada en Biología, técnica de laboratorio en Aigües de la Costa Brava (Emacbsa)

Cristina Sendra Masó licenciada en Ciencias Ambientales, técnica de laboratorio en Aigües de la Costa Brava (Emacbsa)

Anna María Huguet Boix licenciada en Química, jefa de proceso en Aigües de la Costa Brava (Emacbsa)

El estudio de la bioindicación en fangos activos permite, a partir del

análisis de los microorganismos, extraer información para averiguar el

estado del proceso biológico. Es decir, gracias a esos microorganismos se puede determinar la causa de las alteraciones en la calidad del

efluente y variar las condiciones operacionales convenientemente para restablecer perturbaciones y, así, optimizar el proceso de depuración. En

la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) de Roses (Girona) se ha realizado un estudio que intenta relacionar la inactivación de E coli como indicadora de la calidad microbiológica, con los microorganismos

existentes en el fango activo por diferentes clasificaciones y por diferentes índices biológicos. También se estudian los microorganismos

filamentosos para saber el parámetro que condiciona el crecimiento,

especialmente de Microthrix parvicella, por ser uno de los que puede

provocar alteraciones en el efluente debido a un descontrol, como el

bulking filamentoso. Este estudio concluye que el análisis de E coli es

un buen indicador para determinar inestabilidades del proceso, pues

cuanto mayor conocimiento del proceso, mayor control y optimización

se puede conseguir. Así mismo, las causas influyentes observadas en Microthrix parvicella en la EDAR de Roses serían las bajas temperaturas

y, a temperaturas más elevadas, el déficit de oxígeno.

Palabras clave Estación depuradora de aguas residuales (EDAR), bioindicación, Escherichia coli, Microthrix

parvicella, fangos activos, calidad microbiológica.

42 TECNSAOUA

Bioindication and E.coli removal process performance in Roses WWTP (Girona, Spain) A study of activated sludge bioindication is a study of

microorganisms and t11e informa/ion that obtain of biological

process. The advantage of using protozoa is that is possible to

11ave predictions of quality of effluent and optimize activated­

sludge process. Therefore, about this informa/ion is possible

to change operational conditions for disturbance and optimize

treatment process. In the wastewater treatment plant (WWTP) of

Roses (Girona, Spain) was executed a study to link E.coli removal

process, as microbiological quality, with existing activated­

sludge microorganisms according different classifications and

different biological indexs. Also this study observes filamentous

microorganisms to know the parameter who determine the growtl1

in special of Microthrix parvicella because this microorganism

can make filamentous bulking. This study concludes that E.coli analysis is a good indicator to determínate instability process.,

because with more knowledge process and more control, the

process can be optimized. On the other hand, the causes of

Microthrix parvicella growth would be a lower temperature and a

higher temperature deficit of dissolved oxygen.

Keywords Wastewater treatment plan! (WWTP), bioindication, Escherichia

coli, Microthrix parvicella, activated sludge, microbiological quality.

Marzo-Abril 2014

1. Introducción La EDAR de Roses, gestionada por

la la Empresa Mixta d'Aigües de la

Costa Brava (Emacbsa), está ubicada

en el municipio de Roses (provincia

de Girona), una localidad turística de

la Costa Brava y, por tanto, con una

población muy variable, lo que hace

que la EDAR fluctúe según la época

del año, aumentando su caudal con­

siderablemente. Esta EDAR (Figura 1) dispone de dos líneas de fangos

activos, una primera que opera du­

rante todo el año y una segunda que

se suma a la primera en verano:

- La línea 1 consta de un reactor

biológico en forma carrusel, con sis­

tema de aireación prolongada y sin

eliminación de nutrientes. Tiene un

caudal de diseño de 10.000 m3/día y

un volumen del reactor de 7. 500 m3

- La línea 2 tiene dos líneas que

constan, cada una, de 2 reactores

biológicos cuadrados en serie y el

sistema de carga media-alta. Esta

línea tiene un caudal de diseño de

15.000 m3/día y un volumen de cada

reactor biológico de 850 m3

El objetivo de este estudio es co­

nocer la eliminación de E. co!i que

realiza el tratamiento secundario,

puesto que la eliminación de los tra­

tamientos terciarios ya se conoce.

Se desconocía el rendimiento y la

concentración de E. coli de influente

y efluente (tratamiento secundario)

y quería saberse la relación entre el

logaritmo de inactivación de f. coli

y los diferentes índices (de fango y

microbiológicos), grupos microbio­

lógicos y parámetros operacionales.

Además, se estudian las causas

que influyen en la proliferación de

los microorganismos filamentosos

de esta EDAR, ya que al ser un es­

tudio de bioindicación no se puede

obviar este tipo de microorganismos

por la relevancia que puede tener un

BIOINDICACIÓN Y RENDIMIENTO DE INACTIVACIÓN DE E. COL/ EN LA EDAR DE ROSES

descontrol de estos. Se pone énfasis

en el crecimiento de Microthrix par­

vice/la, que es uno de los filamento­

sos existentes y de mayor abundan­

cia y que puede provocar bulking

filamentoso. Microthrix parvicella es

un microorganismo que en fangos

activos tiene un crecimiento óptimo

a temperaturas inferiores a 1 5 oc (Eikelboom, 2000), carga másicas in­

feriores de O, 1 kg DB05/kg SSLM·día

(Knoop et al. , 1998) o 0,2 kg DBOsf

kg SSLM·día (Eikelboom, 2000) y a

bajas concentraciones de oxígeno

disuelto en el reactor biológico (Jen­

kins et al, 2003).

La bioindicación es una técnica

que permite, a partir de la identi­

ficación y cuantificación de los mi­

croorganismos del proceso, extraer

información de este y utilizarla para

poder variar los parámetros opera­

cionales y optimizar el proceso. Hay

que tener en cuenta que el proceso

no deja de ser un ecosistema for­

zado del fango activo y que es di­námico y cambiante en el tiempo,

en el cual existe una depredación y

competición entre los microorganis­

mos existentes, los cuales llevan a

una estabilidad dinámica dentro del

reactor biológico (Madoni, 1994).

El objetivo del proceso es mantener

esta estabilidad del conjunto de mi­

croorganismos porque contra más

estabilidad en el proceso se logra un

mayor rendimiento, pero minimizan­

do el gasto.

2. Material y métodos Las muestras puntuales se tomaron

mensualmente en la EDAR de Roses

durante los meses de junio a diciem­

bre de 2011. Las muestras analiza­

das son de influente y de efluente

de la EDAR para determinar E. coli y

de muestra de fango activo para ha­

cer el informe de bioindicación. Los

análisis de E. coli se determinaron

por el método estandarizado 9222

de filtración por membrana (Apha et

al. , 1992).

El informe de bioindicación cons­

ta de tres índices: el de fango, el de

Shannon y el de Madoni. El índi­

ce de fango ( IF) (Rodríguez et al,

2004; lsac et al, 2007; y Rodríguez

et al., 2008) valora el estado del

fango, tanto las características ma­

croscópicas como las microscópicas.

El índice de Shannon (H') (Shannon­

Weaver, 1949) evalúa la diversidad

de especies existentes de protozoos

y su abundancia. Por último, el índi­

ce de Madoni (SB I) (Madoni, 1994

valora la abundancia de pequeños

flagelados y protozoos, protozoos

por clasificación de grupos predomi­

nante y número de especies encon­

tradas de protozoos. Este índice (SB I)

descarta los protozoos carnívoros y

las amebas desnudas.

TECNflAOUA 43

artículostécnicos

En este informe también aparece

la clasificación y el recuento de pro­

tozoos, metazoos y microorganis­

mos filamentosos. En la clasificación

de protozoos se han determinado

flagelados, gimnamebas y tecame­

bas (Patterson y Hedley, 1992), cilia­

das (Curds, 1969; Fernández-Galia­

no et al., 1996; y Foissner, 1996) y

metazoos (Streble y Krauter, 1987).

La clasificación de microorganismos

filamentosos se ha determinado por

características morfológicas y estruc­

turales ( Eikelboom, 1975; Jenkins,

1993). Además de la clasificación, se

ha hecho el recuento de protozoos

mayores de 20 �m y metazoos (Ma­

doni, 1984), protozoos y amebas in­

feriores de 20 �m (Salvadó, 1990a)

y los microorganismos filamentosos

(Salvadó, 1990b).

Para relacionar los diferentes mi­

croorganismos ciliadas con la elimi­

nación de E. coli se han agrupado

los microorganismos por dos tipos

de clasificació: la primera, por su

movilidad y relación con el flóculo; y

la segunda, por el tipo de nutrición.

- En la clasificación por movilidad y

relación con el flóculo se distinguen

tres tipos de protozoos ciliadas: los

libres nadadores, los reptantes y

los sésiles (principalmente suctores

y perítricos). En la Figura 2 puede

observarse la sucesión de microor­

ganismos durante la estabilidad de

un fango activo. En este esquema se

detalla la progresión de los diferen­

tes microorganismos ciliadas (nada­

dores, reptantes y sésiles), flagelados

y bacterias dispersas con respecto al

tiempo (en días). Y en la Figura 3 se

observa la cadena trófica en el pro­

ceso de fango activo de grupos de microorganismos.

- En la clasificación por nutrición

se distinguen también tres tipos:

bacteriófagos, omnívoros y carnívo­

ros. Los bacteriófagos se alimentan

44 TECN0AOUA

Figura 2. Sucesión de microorganismos durante la estabilidad

de un fango activo (Madoni, 1 994).

lOO

o --t4) E 60 -Cl') 111 n, e 40 o

CQ 20

o

Flagellale ·

• Swimming ciliate o Auatched ciliate.

o Di pcrsed bacteria

• Cr wling ciliates

4U

Time (day.)

---·

su MI

Figura 3. Cadena trófica en el proceso de fangos activos (Madoni, 1 994).

Carnivorou ciliates

t Fihc r- feeding

ciliate

t FlagcllltiC Disper ed Sludge

bacteria bacteria

' t Organic matter (DOM·POM)

de bacterias, los omnívoros se nu­

tren de bacterias y pequeños proto­

zoos, y los carnívoros se alimentan

de pequeños protozoos. En la Figu­ra 4 se observa cómo se relacionan

los diferentes tipos de microorganis­

mos por esta clasificación. En la Fi­gura 3 se examina el flujo que sigue

la materia orgánica, en definitiva, la

cadena trófica.

Para este estudio también se han

valorado los parámetros operacio­

nales siguientes: el tiempo de reten­

ción hidráulico (TRH), la eliminación

de D B05 por métodos estandariza­

dos (Apha et al. , 1992) y el caudal

de entrada. Por último, se estudia

el motivo del crecimiento de los

microorganismos filamentosos más

abundantes, con especial interés de

Marzo-Abril 2014

BIOINDICACIÓN Y RENDIMIENTO DE INACTIVACIÓN DE E. COL! EN LA EDAR DE ROSES

Figura 4. Relación de los diferentes tipos de microorganismos (Salvadó, 2006b).

"' o ... o >

·e: E o

Microthrix parvicella, que es uno de

los filamentosos que puede provocar

bulking. Por una parte se relaciona

el porcentaje de estos microorganis­

mos filamentosos más abundantes

con la influencia de la temperatura

y, por la otra, con los microorganis­

mos con relevancia bioindicadora de

déficit de oxígeno (como son Trepo­

monas sp. y Beggiatoa sp.).

3. Resultados y discusión

3.1. Datos mensuales

En la Tabla 1 se muestran los datos

mensuales de la EDAR de Roses del

caudal de entrada a planta y el trata­

do en la línea biológica estudiada (lí­

nea 1 ) . Todos los demás datos hacen

referencia a la línea 1 y examinan la

media de la DB05 del influente, la

"' o ... o >

·e: ... ro

u

"' o tlO ro -·O ·;: (1) ..... u ro

al

DBO, eliminada (en kg) y las mues­

tras puntuales de E.coli de entrada,

efluente secundario y del logaritmo

de inactivación de E. coli.

La EDAR de Roses está diseñada

para tratar un caudal de 10.000 m3/

día, por tanto 310.000 m3/mes. En

estos datos se observa que en los

meses de julio y de agosto se supera

este límite, coincidiendo con los me-

Tabla 1. Datos de la EDAR de Roses correspondientes al caudal de la línea biológica estudiada.

Junio 320.290

Julio 437.21 6

Agosto 459.61 4

Septiembre 317. 1 5 1

Octubre 255.875

Noviembre 228.499

Diciembre 284.052

n° 6

Caudal línea 1 (m3/mes)

294.5 1 9

316.236

328.01 2

251 .998

255.875

228.499

284.052

1 90

209

1 89

1 44

1 64

79

1 43

54.486 2,30E+06 8,00E+03

63.563 3,70E+06 7,60E+05

60.026 6,60E+06 1 ,40E+06

34.776 1 ,20E+06 2,40E+04

40.940 2,50E+06 3,30E+04

1 7. 1 37 2,50E+06 7,00E+02

39.767 3,70E+06 6,40E+03

Logaritmo de inactivación

de E. co/i

2,46

0,69

0,67

1 ,7

1 ,88

3,55

2,76

TECN6AOUA 45

artículostécnicos

Figura S. Relación del logaritmo de inactivación de E. coli entre los diferentes

índices: de fango, de Shannon y de Madoni.

e: o

"'O -� 9,0 "' VERANO :2: o

> u 8,0

e: ...; o CIJ 7,0 e: "'O e: e: "' ·O 6,0 .<::: ·¡:¡ Vl CIJ "' > S,O "'O ... CIJ u u "'

"'O e: 4,0 .E CIJ CIJ "'O

3,0 "'O "" o Q1 -'

2,0 � > "' 1,0 >

0,0

ses que hay menor eliminación de E.

co!i. Mientras que en los otros meses

se puede analizar que este logaritmo

de inactivación es bastante superior

(más de un logaritmo de diferencia).

Esto hecho seguramente se debe a

que en los meses mencionados Uulio

y agosto) el proceso se desestabili­

za por el aumento de caudal y de

D B05, en definitiva, por el aumento

de la carga orgánica, y esta inesta­

bilidad queda reflejada en la dismi­

nución del logaritmo de inactivación

de E. co!i.

80 ..... 70

o "" e: �

60 CIJ "'O

50 CIJ

.:! "'O e:

30

20 ---Índice de Shannon

10 -Log inactivación de E.

Coli

o -Índice de Madoni

:--,."> --Índice de Fango (IF) '0'"'

�...,..., "'"'

Remarcar, por último, que la elimi­

nación de E. coli del mes de noviem­

bre es bastante más elevada que en

los otros meses. Esto se explicaría a

que los días anteriores a la toma de

muestra llovió y, aunque la muestra

de entrada tiene un valor normal,

la de salida es bastante inferior. Por

tanto, seguramente la muestra de

salida está influenciada por la entra­

da de aguas blancas de esa semana.

Por consiguiente, este mes no se

tendrá en cuenta para el análisis de

este estudio.

Figura 6. Relación del logaritmo de in activación de E. co/i entre

los microorganismos filamentosos.

"' o "' o ... e: CIJ E .!!! ..... Ql "'O Ql E e: Ql u o ...

46 TECN0AOUA

25

20

V> "' >C: "' o � E � g_ � CIJ CIJ � a. l-E "' .,-o 1- ""

o .....

10 .._....... Microthrix

Beggiatoa sp.

-+-log Trt:>pomonas

3.2. Relación entre logaritmo

de inactivación de E. coli y los índices de fango, Shannon

y Madoni

En la Figura 5 se observa la relación

entre el logaritmo de inactivación de

E.coli y los diferentes índices de fan­

go, de S hannon y de Madoni.

Si se compara el logaritmo de in­

activación de E. co!i con el índice de

Madoni parece tener una tendencia

similar pero retrasada en el tiempo.

Es decir, primero se observa el des­

censo de la inactivación de E.coli

y, al mes siguiente, se observa esta

disminución en el índice de Madoni.

Igualmente, en septiembre se ob­

serva un aumento del logaritmo de

inactivación de E. coli y, en el mes

siguiente, se percibe esta misma ten­

dencia en el índice de Madoni. Este

hecho podría ser debido a que lo

primero que se modifica en el pro­

ceso son las bacterias que están en

el nivel inferior de la cadena trófica

y, después, va repercutiendo en los

siguientes niveles tráficos (Figuras 3 y 4)

Al analizar el índice de Madoni,

que tiene en cuenta diferentes as­

pectos de los protozoos, el efecto

de cualquier inestabilidad sería pos­

terior con relación a las bacterias.

Por tanto, al cambiar las condiciones

del proceso se establecen mejores o

peores cadenas tróficas, siendo E. coli la base del primer nivel tráfico y,

en consecuencia, la primera en alte­

rarse. Por este motivo, es interesante

realizar regularmente el análisis de

este parámetro, ya que sería el pri­

mer indicador que advertiría que el

proceso tiene alguna inestabilidad.

Recalcar que el mes de noviembre

no se tiene en cuenta en el análisis

de este estudio, ya que, como se ha

comentado anteriormente, estos re­

sultados se verían alterados por la

incidencia de lluvias en días anterio­

res a la toma de muestras.

Marzo-Abril 2014

Si se analiza el índice de fango con

el índice de Shannon parece que si­

ga una tendencia similar a excepción

del punto del mes de octubre. El ín­

dice de fango examina diferentes

aspectos del fango, tanto a nivel

macroscópico como a nivel micros­

cópico, aunque tienen especial re­

levancia los filamentos, ya que 50

de las 100 unidades que tiene este

índice corresponden di rectamente o

indirectamente a los microorganis­

mos filamentosos. Si se examina la

Figura 6 se puede observar que hu­

bo una inestabilidad de filamentosos

(en el mes de octubre), ya que en la

diferencia de una semana (aunque

son muestras de diferentes meses)

hubo un cambio de tendencia de

crecimiento de estos microorganis­

mos. Como el índice de fango valora

más los microorganismos filamento­

sos que los protozoos (y estos son

más valorados en los otros índices),

con los resultados obtenidos no pue­

de concluirse que sigan la misma

tendencia.

El índice de S hannon examina el

proceso desde el punto de vista de

la diversidad y abundancia de los

protozoos. Se observa que sigue la

misma tendencia que el índice de

Madoni. Por tanto, también indicaría

que una inestabilidad en el proceso

se vería reflejada en este índice, aun­

que retardado en el tiempo.

3.3. Relación entre logaritmo

de inactivación de E. coli y fleglados inferiores a 20 �m

En la Figura 7 se muestra la relación

de logaritmo de inactivación de E. coli con los flagelados inferiores a

20 �m. Se puede observar que los

flagelados inferiores a 20 �m siguen

la misma tendencia que el logaritmo

de inactivación de E co!i Por tanto,

en principio estos flagelados podrían

ser buenos bioindicadores de la esta­

bilidad del proceso.

BIOINDICACIÓN Y RENDIMIENTO DE INACTIVACIÓN DE E. COL/ EN LA EDAR DE ROSES

Figura 7. Relación del logaritmo de inactivación de E. coli entre los flagelados

inferiores a 20 �m.

7,000 �-

6,000

S,OOO

4,000 t 3,000

1,000

0,000 :-,.""

'\.()

VERANO

....... >-----r-

:-,."" '\.() :-,.""

'\.() :-,."" :-,."" :-,.""

-Lag Flagel·lats

<20�rn ...,_Log lnactivacion

E.coli

Log Coanoflagelados

LogBodo sp.

Log Trepomonas

'[�-() '[�-() \"() ()ro

\ é ()q,\

�()O¡ '\.()'""() �""""

'\.()'\ '\.()'\ '\.()'\ '\.() '\.()

En general, los flagelados inferio­

res a 20 �m se suelen asociar a una

inestabilidad del proceso. Aunque si

se observan los mayoritarios, al prin­

cipio y al final del estudio, son los

coanoflagelados los que están aso­

ciados a la buena calidad del efluen­

te y en donde se observa la mayor

eliminación de E coli. Si se examina

el mes de julio se observa que hay

una disminución acusada del logarit­

mo de eliminación de E coli y tam­

bién una pequeña disminución de

flagelados, aunque esta es mucho

menor. Esto podría deberse a que

las bacterias, que son las primeras

consumidoras de la materia orgáni­

ca, son las primeras afectadas ante

una inestabilidad del proceso, como

por ejemplo un aumento o dismi­

nución de carga orgánica, que es lo

que ocurre en julio y agosto en esta

EDAR. Los flagelados como consu­

midores de estas bacterias serían los

siguientes en afectarles este tipo de

inestabilidad, como se observa en la

Figura 2, donde se ve la sucesión de

los diferentes grupos de protozoos.

Así mismo, los flagelados son los mi­

croorganismos que están en el nivel

tráfico inferior (Figuras 3 y 4) a los

ciliadas y metazoos y son los prime-

ros protozoos que se ven afectados

cuando existe una inestabilidad o

algún cambio.

3.4. Relación entre logaritmo

de inactivación de E. coli y grupos de ciliadas según

locomoción y relación

con el flóculo

En la Figura 8 se muestra la rela­

ción del logaritmo de inactivación de

E. coli con el porcentaje de grupos

de ciliadas según la locomoción y

la relación con el flóculo. En ella se

puede observar que al comienzo del

estudio hay una buena eliminación

de E coli (2,46 log de inactivación)

y que los grupos predominantes son

reptantes y perítricos (en un 98%)

En el mes de julio disminuye drásti­

camente la inactivación de E. coli, a

la vez que descienden también los

reptantes, el perítrico dominante es

Opercularia sp. y aumentan los na­

dadores. Este aumento de nadado­

res se ve incrementado en el mes de

agosto, alcanzando el95%. El nada­

dor en concreto es Dexiotricha sp. ,

que suele estar asociado a sobrecar­

ga en el proceso y, como se ha cita­

do anteriormente, en estos dos me­

ses se sobrepasó el caudal de diseño.

TECN0AOUA 47

artículostécnicos

Figura 8. Relación del logaritmo de inactivación de E. coli con el porcentaje de grupos de ciliadas según la locomoción y la relación con el flóculo.

> e: ·o ·¡:¡ o E o g-º - ;;;¡ Qj u "O ·O e:;;:

·O ­·¡:¡ QJ "' e: u o \;::::: u ·v; e: -5 :§

� "' 8.� Qj ·� e: Qj u o c..

En el mes de septiembre vuelve

a aumentar el logaritmo de inacti­

vación y se observa también un au­

mento de perítricos y reptantes, dis­

minuyendo muy considerablemente

los nadadores. Por último, comentar

que el valor del logaritmo de inacti­

vación del mes de noviembre difiere

con lo comentado, pero este valor

seguramente es tan elevado debido

a que los días anteriores a la toma

de muestra había llovido, , como ya

se ha reiterado.

:.:::: 4

o u ...;

3,S Qj "O e: ·O

3 ·¡:¡ "' > ·¡:¡

2,5 u "' .E "" 2 o .... 1,5 --Nadadores%

1 -- Reptantes %

0,5 o _. Perltricos%

--+-- Suctores%

cia, daría lugar a un incremento con­

siderable de bacterias. Este aumento

provocaría una mayor cantidad de

bacteriófagos, pero posterior, por­

que la capacidad de reproducción

de los protozoos es inferior al de las

bacterias, como se puede observar

en la Figura 3. Por tanto, el des­

equilibrio del ecosistema se empieza

a notar a partir del mes de julio por

el descenso del logaritmo de inac-

tivación de E. coli y por el cambio

de la proporción de bacteriófagos

y carnívoros, pues los primeros van

aumentando y los segundos, dismi­

nuyendo. El máximo desequilibio se

observa en la muestra de agosto,

con un 99% de bacteriófagos y tan

solo un 1% de carnívoros.

En el mes de septiembre se obser­

va que aumentan los omnívoros, que

son microorganismos que pueden

nutrirse tanto de bacterias como de

bacteriófagos, y aumenta el loga­

ritmo de inactivación de E. coli. Por

tanto, parece que se va recuperando

la estabilidad en el proceso. El valor

del logaritmo de inactivación de E.

coli de noviembre en principio sería

despreciable, por lo antes mencio­

nado.

Por último, destacar los resulta­

dos de diciembre, mes en el que se

observa que el logaritmo de inacti­

vación de E. coli es elevado (2,44) y la proporción de bacteriófagos y

carnívoros es más equilibrada (80 y

20% respectivamente). Por tanto,

se podría concluir que el proceso se

encuentra en un estado mucho más

estable.

3.5. Logaritmo de inactivación

de E. coliy ciliadas según

nutrición

Figura 9. Relación del logaritmo de inactivación de E. coli con el porcentaje de protozoos ciliadas por clasificación nutricional.

En la Figura 9 se muestra la relación

de logaritmo de inactivación de E.

co!i con el porcentaje de protozoos

ciliados por clasificación nutricional.

En junio hay una buena eliminación

de E. co/i y una buena proporción de

bacteriófagos y carnívoros, del 70 y

30% respectivamente

Como se ha citado con anteriori­

dad en los meses de julio y agosto

hay una disminución del logaritmo

de inactivación de E. coli debido se­guramente a un aumento de la car­

ga orgánica que, como consecuen-

48 TECN�AOUA

o a. "' o -o ñi � e ·¡:¡ o "' � o o N ;;;¡ o e ...., e e �o a. 'ü "' Ql u -o ¡;::: Ql ·¡¡¡ ·;;;- "' ..... -¡:¡ e Ql u o c..

120

100

80

60

40

20

:::: o 4 u

.... Qj

3,5 -o e: ·o 3 ·¡:¡ "' >

·¡:¡ u 2,5 "' .!:

Qj 2 -o "" o .... 1,5

--% Bacteriófags

---% Omnivors 0,5

o ......-% Carnívors

..-,._ Log inactivación de E. Coli

Marzo-Abril 2014

3.6. Parámetros operacionales

y logaritmo de inactivación

de E. coli En la Figura 10 se observa la rela­

ción entre el logaritmo de inactiva­

ción de E. coli y el TRH, el TRC, la

DB05 y el caudal de entrada. Se pue­

de observar un aumento del caudal

de entrada en el periodo estival, julio

y agosto pr incipalmente, con la con­

secuencia de una disminución del

TRH. Por tanto, al disminuir el TRH,

también disminuye el logaritmo de

inactivación de E. co/i, ya que se pro­

voca una inestabilidad en el proceso

(aumentando la carga orgánica), el

cual no está preparado para este

aumento. De esta forma, aumentan

exponencialmente las bacterias para

transformar este aporte de materia

orgánica extra, pero los protozoos

con menor velocidad de crecimiento

no pueden asimilar todas estas bac­

terias. Estas diferentes velocidades

de crecimiento generan un desfase

entre las poblaciones y esto provoca

la inestabilidad de proceso.

Destacar también que al aumentar

la eliminación de la DB05, disminuye

el logaritmo de inactivación de E. ca­

ti, seguramente debido a lo comen­

tado anteriormente que el proceso

ha tenido una inestabilidad y porque

ha llegado al límite del caudal de di­

seño.

Si se analiza el comportamien­

to del TRC, puede observarse que

cuanto menor es este parámetro

menor eliminación de E. coli se

obtiene. Obviando el valor de no­

viembre, la mejor eliminación de

E. coli se tiene cuando se superan

los 1 O días. Analizando los valores

inferiores o iguales a 1 O días que

corresponden a los meses de julio

y agosto, se observa que es cuando

se tiene una mayor carga orgánica,

coincidiendo también con los meses

de mayor temperatura. Por tanto,

esto indicaría que el mayor aporte

BIOINDICACIÓN Y RENDIMIENTO DE INACTIVACIÓN DE E. COL/ EN LA EDAR DE ROSES

Figura 1 O. Relación del logaritmo de inactivación de E. coli y el TRH, el TRC, la DB05 y e 1 caudal de entrada.

40

de materia orgánica y de tempera­

tura harían que también la concen­

tración del fango aumentara más y,

consecuentemente, se purgara más

para mantener una concentración

de MLSS más o menos constante en

el reactor biológico. Al extraer más

fango del reactor biológico, la edad

del fango es inferior, por lo que sería

otro factor por el cual en los meses

de julio y agosto no se acabara de

estabilizar el fango, como se observa

en la Figura 2.

3.7. Microorganismos

filamentosos, temperatura y logaritmo de Trepomonas sp. En la Figura 6 se muestra la relación

entre el porcentaje de los microor­

ganismos filamentosos (Microthrix

parvicel/a, T0675 y Beggiatoa sp. )

y la temperatura y el logaritmo de

Trepomonas sp.

Por lo que se refiere a los microor­

ganismos filamentosos, no se han

relacionado con la eliminación de

inactivación de E. coli porque las

bacterias filamentosas no eliminan

bacterias, sino que transforman la

materia orgánica. Sin embargo, sí

se han tenido en cuenta en este es­

tudio, ya que al ser un estudio de

bioindicación no se pueden obviar

350.000

.-.-.Loe de inactivaclón

de E.coli

TRH(dias)

-DBOS(Tn)

-TRC

_._Caudal Entrada

estos microorganismo tan importan­

tes, por el interés que tienen y por

los problemas que pueden llegar a

ocasionar si se produce un descon­

trol de los mismos.

En la Figura 6 se muestran las

bacterias filamentosas con más

abundancia, en porcentaje de mi­

croorganismos filamentosos tota­

les, durante todo el periodo del

año 2011. Se puede observar que

Microthrix parvicel/a tiene una ten­

dencia inversamente proporcional

a la temperatura, de forma que al

aumentar la temperatura se limita

el crecimiento de este microorganis­

mo. Esto es debido a que Microthrix

parvicella se asocia a bajas cargas

másicas, a concentraciones bajas de

oxígeno y a temperatura bajas. Se

puede observar que en agosto y en

septiembre, aunque la temperatura

no ha disminuido, hay un pico de

crecimiento de Microthrix parvice-

1/a. Si se analiza con detenimiento,

también se advierte la presencia re­

levante de Beggiatoa sp. y Trepano­

mas sp., que son microorganismos

indicadores de déficit de oxígeno

en algún punto del proceso. Por lo

tanto, todo esto indica que aunque

Microthrix parvicella tiene un creci­

miento más competente a tempe-

TECN0AOUA 49

artículostécnicos

El logaritmo de inactivación de Eco/i es un indicador que puede evaluar el estado del proceso biológico de una EDAR: contra más inactivación, mejor trabaja el proceso. Es, por tanto, un buen parámetro a determinar, puesto que las bacterias son los primeros microorganismos que se alteran si se produce alguna inestabilidad en el proceso

raturas bajas y esta sea elevada, si

existe algún punto del proceso don­

de haya déficit de oxígeno se pue­

den observar picos de crecimiento

de este filamentoso.

4. Conclusiones Según el estudio, se concluye que:

- Se observa una correlación entre

el índice de Madoni y el logaritmo

de eliminación de E. coli, pero retar­

dada en el tiempo. Primero se obser­

va una disminución o aumento del

logaritmo de eliminación de E.coli y,

al mes siguiente, se aprecia lo mismo

en el índice de Madoni.

- El índice de Shannon tiene la

misma tendencia que el índice de

Madoni y, por tanto, la conclusión

sería la misma. Estos índices advier­

ten de una inestabilidad del proceso,

pero posterior al logaritmo de inacti­

vación de E. coli.

- El índice de fango parece tener

una tendencia similar a los otros dos

índices, pero con estos resultados

no se puede acabar de afirmar esta

conclusión, ya que este índice valo­

ra más los filamentos de los flóculos

que los protozoos y podría ser por

este motivo que no se observara una

relación idéntica.

- Con respecto a los flagelados

inferiores a 20 �m. se observa que

siguen la misma tendencia que el

logaritmo de eliminación de E. co­

li. Por tanto, en este estudio podría

so TECN0AOUA

concluirse que son buenos, puesto

que son los primeros bioindicado­

res que advierten de una inestabili­

dad en el proceso. Remarcar que es

importante la diferenciación dentro

de los flagelados inferiores a 20 �m

de clase, orden o género para llegar

a esta conclusión, porque si los mi­

croorganismos más abundantes no

hubiesen sido los Coanoflagelados,

esta conclusión seguramente tam­

bién hubiera sido otra.

- Los flagelados inferiores a 20 �m

son los siguientes después de las

bacterias en el nivel trófico y, segura­

mente por este motivo, se observan

las variaciones en la misma muestra

a diferencia de los índices de Mado­

ni, Shannon y otros microorganis­

mos protistas. - La concentración de E. coli en el

efluente es un indicador de la cali­

dad microbiológica del efluente.

- El logaritmo de inactivación de

E. co!i sería un indicador que eva­

luaría el estado del proceso: contra

más inactivación, mejor trabajaría el

proceso. Sería, por tanto, un buen

parámetro a determinar, ya que las

bacterias son las primeras en la ca­

dena trófica y los primeros microor­

ganismos que se pueden alterar en

caso que se produzca alguna inesta­

bilidad. Si fuera un parámetro que se

determinara regularmente, al variar

este, se podría tener conocimiento

del estado de la estabilización del

proceso. Al ser un análisis económi-

co, rápido, objetivo y sencillo, podría

ser un buen parámetro a analizar

periódicamente. Por tanto, se po­

dría concluir que la curva de inacti­

vación de E. coli marcaría la eficacia

del proceso.

- Esta analítica debería ser com­

plementaria al análisis de bioindica­

ción, ya que este análisis ofrece una

información complementaria y muy

valiosa porque indica la causa de la

inestabilidad del proceso. Esto es

muy importante, ya que si no se sa­

be el motivo de la inestabilidad no se

puede actuar y variar los parámetros

operacionales oportunos para poder

regular y estabilizar el proceso.

- Teniendo en cuenta la clasifica­

ción por locomoción y relación a

flóculos, se observa que la mayor

eliminación de E. co/i se encuentra

cuando dominan los perítricos y rep­

tantes. Así mismo, la menor elimina­

ción se observa cuando disminuyen

los reptantes y aparece Opercularia

sp. (mes de julio) y cuando el gran

porcentaje son nadadores (mes de

agosto) Dexiotricha sp.

-Si la clasificación es por nutrición,

se observa que la mayor eliminación

de E. coli se obtiene cuando existe

una buena pro_porción de bacterió­

fagos y carnívoros. Por el contrario,

la menor eliminación se encuentra

cuando hay mayoritariamente bac­

teriófagos.

-Al disminuir el TRH también dis­

minuye el logaritmo de inactivación

de E. coli debido a que al aumentar

el caudal y la DB05, aumenta la car­

ga orgánica y desestabiliza el proce­

so. Otro motivo de desestabilización

del proceso es, seguramente, que

la EDAR está al límite del caudal de

diseño.

- Al disminuir el TRC por debajo de 1 1 días, existe una disminución

del logaritmo de E. coli.

- Se puede observar que en la

EDAR de Roses Microthrix parvicella

Marzo-Abril 2014

se ve influenciada por las temperatu­

ras bajas y a temperaturas más ele­

vadas si hay déficit de oxígeno.

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(Roslorr BOMBAS DE ALTA PRESION

C/

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