Evaluación del impacto de la concentración bacteriana y la relación C/N en la remoción de especies nitrogenadas en sistemas anaerobios de tratamiento de aguas residuales

Abstract

En el presente trabajo se evaluó la eficacia de las prácticas de tratamiento anaerobio de aguas residuales en cuanto a la eliminación de contaminantes nitrogenados. A pesar de la relevancia de estos sistemas de tratamiento en la región, hay una escasez de estudios en Guatemala que investiguen la influencia de la concentración bacteriana en la dinámica del nitrógeno en procesos anaeróbicos. Este estudio investigó cómo las variaciones en la relación carbono nitrógeno y la concentración bacteriana afectan la remoción de nitrógeno en condiciones controladas. Se diseñó un medio experimental ajustando las concentraciones de carbono y nutrientes para simular valores de aguas residuales ordinarias por medio de compuestos no patogénicos. Las pruebas se realizaron variando la concentración de carbono (164, 208, 700 y 933 mg/L) y bacteriana (5, 10, 15 y 20 ppm) en cuatro niveles diferentes, permitiendo evaluar sus efectos individuales y combinados en la remoción de especies nitrogenadas como amonio, nitritos y nitratos. Los resultados mostraron que la remoción de nitrógeno total estuvo fuertemente influenciada por la concentración de carbono, con mayores tasas de eliminación observadas en niveles elevados de carbono. Además, la adición de una mayor concentración bacteriana mejoró la remoción en algunos casos, aunque los efectos no fueron uniformes para todas las especies nitrogenadas evaluadas. Los modelos de regresión utilizados permitieron cuantificar la relación entre las variables y explicar la variabilidad en la remoción de nitrógeno bajo distintas condiciones experimentales, destacando la importancia de ajustar la relación carbono-nitrógeno para aumentar la remoción de especies nitrogenadas el proceso. Los hallazgos sugieren que la fuente de carbono utilizada, maíz triturado, es efectivo para mejorar la remoción de especies nitrogenadas totales.

The present work evaluated the efficacy of anaerobic wastewater treatment processes in terms of nitrogen pollutant removal. Despite the importance of these treatment systems in the region, there is a paucity of studies in Guatemala investigating the influence of bacterial concentration on nitrogen dynamics in anaerobic processes. This study investigated how variations in carbon-nitrogen ratio and bacterial concentration affect nitrogen removal under controlled conditions. An experimental environment was designed by adjusting carbon and nutrient concentrations to simulate common wastewater levels of non-pathogenic compounds. Tests were conducted by varying carbon (164, 208, 700, and 933 mg/L) and bacteria (5, 10, 15, and 20 ppm) concentrations at four different levels to evaluate their individual and combined effects on the removal of nitrogen species such as ammonium, nitrite, and nitrate. The results showed that total nitrogen removal was strongly influenced by carbon concentration, with higher removal rates observed at higher carbon levels. In addition, the addition of a higher bacterial concentration improved removal in some cases, although the effects were not uniform for all nitrogen species evaluated. The regression models used were able to quantify the relationship between the variables and explain the variability in nitrogen removal under different experimental conditions, highlighting the importance of adjusting the carbon-nitrogen ratio to increase the removal of nitrogen species in the process. The results indicate that the carbon source used, crushed corn, is effective in increasing the removal of total nitrogen species.