Identificación de bacterias filamentosas en EDAR industriales

DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA Resumen El funcionamiento de las EDAR de poblaciones puede deteriorarse por la incidencia de los efluentes industriales, para superar este problema deben implantarse depuradoras industriales antes de su vertido a la red de alcantarillado que han sido estudiadas en número de 27, con predominio del sector alimentario repartidas por toda España, habiéndose observado en 17 bulking. Se han determinado como dominantes, 17 morfotipos distintos, entre los que destacan por su orden de aparición: T021N, Thiotrix y Haliscomenobacter hydrossis. Del resto de plantas analizadas, el 18% presentaba problemas de desfloculación y un 4% presentaba fenómenos de viscosidad. Palabras clave: Microorganismos filamentosos, EDARI, bulking fangos, aguas residuales industriales, análisis microcópico, tipos de contaminantes. 303 / DICIEMBRE / 2008 Abstract Identification of filamentous bacteria in industrial waste water treatment plants The operation of waste water treatment plants serving towns may be adversely affected by industrial effluents. To overcome this problem, industrial treatment plants should be put in place to purify such waste before it is poured into the sewer system. Twenty-seven such plants, located across Spain, mainly in the food industry, were studied and bulking found in 17 of them. Seventeen dominant morphotypes were determined, of which the most important, in order of appearance, were T021N, Thiotrix and Haliscomenobacter hydrossis. Of the other plants examined, 18% had deflocculation problems and 4% had viscosity problems. Keywords: Filamentous microorganisms, industrial wastewater treatment plant, bulking sludge, industrial wastewater, microscopic analysis, types of contaminants. 56 TECNOLOGIA DEL AGUA Identiicación de bacterias ilamentosas en EDAR industriales Por: Rodríguez, E. (*); Isac, L. (*); Fernández, N. (*); Zornoza, A. (*,**); Mas, M. (***) (*) Grupo Bioindicación Sevilla, GBS EDAR La Ranilla Bda./ San José de Palmete s/n 41006 Sevilla Apartado Postal 7279 41080 Sevilla Tel.: 955 020 847 Fax: 955 020 847 E-mail: gbs@asociaciongbs.com (**) AVSA-EGEVASA-EPSAR EDAR Quart-Benager, Valencia E-mail: azetazeta@hotmail.com (***) Hydrolab Microbiológica C/ Blanco, 38 08028 Barcelona Tel.: 934 110 940 E-mail: meritxellmas@hydrolabmicrobiologica.com 1. Introducción as aguas residuales industriales son aguas de desecho generadas en la industria por pérdidas de producto, aguas de proceso, lavado, etc. Estos vertidos plantean, por sus particulares características, una grave problemática para su incorporación a redes urbanas de alcantarillado o su vertido directo: gran variabilidad, alta carga orgánica, presencia de tóxicos, compuestos no biodegradables, etc., que antes de producirse el vertido deben ser tratados previamente. Así, alcanzar los niveles de calidad exigibles para el vertido de las aguas residuales industriales a la red de alcantarillado de cualquier comunidad pasa necesariamente por implantar los medios correspondientes de corrección por medio de las estaciones depuradoras de aguas residuales industriales (EDARI), L ya que estos vertidos industriales son responsables, en gran medida, de la contaminación existente en el conjunto de las aguas residuales de una población (Marín et al., 2005), representando éste un problema económico importante para la mayoría de las industrias (Ikuko et al., 1987). 2. Depuración de las aguas residuales industriales Desgraciadamente, este problema afecta a muchas industrias, debido a que muchas de sus aguas residuales muestran resistencia al tratamiento convencional de depuración (Burgues et al. (2), 1999). Además, en las EDARI se produce, especialmente, foaming y bulking, así como otros fenómenos biológicos que generan problemas en su proceso de explotación (Ikuko et al., 1987), estimándose que el 40% de las EDARI pre- DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA pueden controlar los fenómenos de bulking (Tsang et al., 2007). Como factor potenciador de la necesidad de estudio de estas aguas está el alto contenido en materia orgánica coloidal y disuelta de bajo peso molecular, muy fácilmente biodegradable (Carceller, 2005), que predispone al bulking. De hecho, la mayoría de plantas del sector agroalimentario han sufrido episodios de bulking (Scheleenglein, 2002; Carceller, 2005). Por otra parte, la legislación vigente, cada vez más exigente y restrictiva, obliga a conocer profundamente los organismos y sus necesidades metabólicas, a in de comprender los mecanismos implicados en estos sistemas. Tal es el caso de las emisiones de nitrógeno a los medios receptores, cuyo aumento en los cauces ha dado como resultado una regulación mucho más restrictiva para poder resolver este problema (Lucas et al., 2005). Teniendo en cuenta que el lóculo es la unidad funcional que debe depurar y decantar eicazmente y que una de las causas asociadas al bulking es la naturaleza del agua residual (Carceller, 2005), debemos conocer estos componentes y las variaciones de los mismos. Por lo tanto, desde el punto de vista operacional de una planta, es esencial conocer volúmenes diarios, variaciones de caudales, tipo de fabricación, periodicidad, biodegradabilidad, tóxicos, condiciones físicas inapropiadas, baja viabilidad celular y producción de metabolitos tóxicos (Burguess et al., 1999). Según estudios de laboratorio, los parámetros operacionales que más afectan a la depuración de las aguas residuales son la carga másica (CM) y los niveles de oxígeno disuelto (Scrugss et al., 1998). Dentro de las bacterias ilamentosas, las Alphaproteobacterias son las más representadas en el sector seleccionado. Datos de un estudio realizado en 86 plantas industriales de cuatro países europeos constataron la presencia de éstas en el 65% de las muestras estudiadas, generando bulking en el 25,5% de ellas (Levantesi et al., 2004). De las 27 muestras analizadas en el presente estudio se constata la presencia de bulking en 17 de ellas. Se han determinado como dominantes 17 morfotipos distintos, entre los que destacan por su orden de aparición: T021N, Thiotrix y Halisco- Tabla 1 Sector Nº EDAR estudiadas Láctea 5 Terpenos 1 Papeleras 2 Cerveceras 3 Grasas 1 Metalurgia 1 Vinícola 4 Cítricos 1 Alimentación - snacks 1 Conservas vegetales 1 Harineras 3 Zumos 1 Tenerías 3 Total 27 Tabla 1. Número de EDAR industriales estudiadas, asignadas a cada sector del tejido empresarial. TECNOLOGIA DEL AGUA 303 / DICIEMBRE / 2008 sentan mal funcionamiento causado por Bulking (Schleengleim, 2002). Las aguas residuales de origen industrial son tratadas usualmente a través de fangos activos (Ikuko et al., 1987; Burguess et al. (1), 1999), en cuyo tratamiento se combina la actividad biológica de diversos microorganismos (Ikuko et al., 1987). Sin embargo, a diferencia con las aguas residuales urbanas, estas aguas se caracterizan por presentar un ratio bajo de nutrientes frente a la DQO (De Lucas et al., 2007). Si en el sector de la depuración de las aguas residuales urbanas se particulariza hasta expresiones del tipo “cada estación depuradora es un mundo”, en las EDARI este axioma se conirma con mayor intensidad. No existe similitud alguna entre los vertidos de distintas actividades industriales (Hernández et al., 1996), por lo que conocer bien el sistema con el que se va a trabajar es esencial (agroalimentaria, farmacéutica, petroquímica, etc.), así como la isiología y ecología de los microorganismos implicados. La mayoría de los cultivos de ciertos tipos de microorganismos aportan información importante sobre la forma de evitar que proliferen de forma indebida (Sanz y Kochling, 2007). La generación de aguas residuales y su carga contaminante depende del tipo de producción industrial. En general, las empresas del sector agroalimentario pueden ser tratadas, aunque con ciertas limitaciones, con tratamientos convencionales. Los sectores como el farmacéutico o petroquímico pueden necesitar tratamientos preliminares para acondicionar el vertido a la depuración biológica. La alimentación artiicial mejora la depuración de las aguas industriales (Ikuko et al., 1997), mientras que la adición de compuestos como las sales de hierro, disminuyen el índice volumétrico de fangos (IVF) de sistemas biológicos asediados por el bulking (Agridiotis et al., 2007). En este sentido, nuevas tecnologías como los reactores SBR 57 DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA menobacter hydrossis. Del resto de plantas analizadas, el 18% presentaba problemas de desloculación y un 4% presentaba fenómenos de viscosidad. A B C 303 / DICIEMBRE / 2008 Figura 1. Estructuras floculares generadas en una EDAR convencional sin influencia industrial (A), EDAR de oxidación total (B) y EDAR industrial del sector lácteo (C). In vivo. 200X. 58 A B C D Figura 2. Evolución de la decantación en probeta de una muestra de fangos activos industriales para tiempos sucesivos de 3 (A), 10 (B), 20 (C) y 30 minutos (D). TECNOLOGIA DEL AGUA 3. Material y métodos Se han estudiado las poblaciones de bacterias ilamentosas y las estructuras loculares de 27 EDARI, repartidas por toda España y de distintos sectores industriales, con predominancia del sector agroalimentario, tal como puede observarse en la Tabla 1. Las muestras de licor mezcla se tomaron justo a la salida del reactor biológico, previo a la decantación secundaria. El tratamiento preliminar de las muestras del reactor para la observación microscópica y su conservación se realizaron según el protocolo establecido en Rodríguez et al. (2004). La identiicación de bacterias ilamentosas se hizo en base a los manuales de Jenkins et al. (1996, 2004) y Seviour y Blackall (1999). 4. Resultados y discusión De las 27 muestras analizadas predominan aquéllas que proceden del sector alimentario (85%) que, de forma general, tras distintos pretratamientos previos, se asimilan en su tratamiento a aguas residuales urbanas. Las industrias de carácter químico, que se encuentran representadas en este estudio por tenerías y metalurgia (15%), presentan elementos tóxicos que diicultan la degradación biológica. El primer control realizado a las muestras estudiadas fue la valoración de las estructuras loculares generadas para cada agua residual. Si se comparan lóculos de dos procesos biológicos típicos (fango activo de edad media y fango activo de oxidación total) con lóculos de procesos industriales, se puede observar que las diferencias en cuanto a agregación son palpables (Figura 1). Frente a lóculos muy cohesionados en el fango de oxidación total, o lóculos de cohesión media típicos DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA Figura 3. Crecimiento disperso observado en uno de los RILES analizados, pertenecientes al sector lácteo. In vivo, 400X. A B C Figura 4. Distintos procesos de alteración de la floculación aparecidos en las aguas residuales analizadas. Bulking filamentoso en cervecera (A), bulking viscoso en industria vinícola (B) y flóculo en alfiler en industria de terpenos. In vivo, 1.000X. Tabla 2 Sector Estructuras floculares Nº Muestras observadas Láctea Totalmente desestructurado, flóculo en alfiler, flóculo grande. 5 Terpenos Desfloculación y pequeños flóculos en alfiler 1 Papeleras No floculación y flóculo grande en malla 2 Cerveceras Flóculo abierto y flóculo grande en malla 3 Flóculo grande en malla 1 Flóculo en punta de alfiler y ausencia de depuración 1 Vinícola Flóculos grandes o medios, con estructura abierta o disgregada. Bulking viscoso 4 Cítricos Flóculo en malla de tamaño medio 1 Alimentación - snacks Un flóculo en punta de alfiler 1 Conservas vegetales Flóculo de tamaño medio con estructura abierta 1 Harinera Flóculo con estructura abierta, disgregada o compacta, con tamaño predominante pequeño 3 Tenería Flóculos desestructurados o moderadamente compactos 3 Zumos Un flóculo de tamaño grande en malla 1 Grasas Metalurgia Tabla 2. Valoración microscópica de la estructura del flóculo en las muestras estudiadas. TECNOLOGIA DEL AGUA 303 / DICIEMBRE / 2008 de EDAR con edades de fango entre 3-7 días, nos encontramos con lóculos abiertos, poco cohesionados, típicos de las EDAR industriales, con baja capacidad de separación de fases y mala decantación, que puede observarse en la decantación de la V30 de la Figura 2. Tanto la deiciencia nutricional típica de la industria agroalimentaria (Agridiotis et al., 2007), en las que el nitrógeno y el fósforo pueden limitar la degradación de la materia orgánica, como los eluentes químicos cargados de agentes tóxicos, produjeron loculaciones muy pobres, lo que afecta a las bacterias formadoras de lóculo, tanto a su respiración como su metabolismo. Los resultados del estudio de loculación se muestran en la Tabla 2, dominando el crecimiento disperso en los espacios interloculares de la mayoría de las muestras, tal como muestra la Figura 3. Los resultados obtenidos indican que la totalidad de las muestras analizadas, en mayor o menor medida, presentaron problemas de desloculación asociados a los tóxicos o a deiciencias nutricionales, los cuales desembocaron en fenómenos de bulking ilamentoso (63% de las muestras estudiadas), bulking viscoso (4% de las muestras estudiadas) y pin-point loc o lóculo en punta de aliler (27% de las muestras estudiadas), como queda ilustrado en la Figura 4. Los sectores afectados de bulking ilamentoso fueron: lácteo (especialmente propenso al bulking o pobre sedimentación [Thompson et al., 2003]), terpenos, cervecero, grasas, vinícola, cítricos, conservero (vegetales), harinera, tenería y zumos. En general, las aguas residuales del sector agroalimentario presentan tendencia natural a la acidiicación, rápida fermentación y baja presencia de nutrientes, lo que favorece este crecimiento desmedido de bacterias ilamentosas que diicultan la decantación. Los sectores que presentaron problemas de loculación fueron: lác- 59 DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA A B C Figura 5. (A) Test de tinta India en el que se observa el filamento Tipo 0041, asociado a deficiencias nutricionales (N/P); contraste de fases, 400. (B) Abundantes formas bacilares dispersas y próximas a la estructura del flóculo, retenidas por abundante material extracelular; campo claro, 1.000. (C) Aparición del filamento T0041 (ocasionalmente con capa limosa Neisser positivo), indicativo de procesos de deficiencia nutricional. Muestra cítricos. Tinción de Neisser. 1.000X. A B C 303 / DICIEMBRE / 2008 Figura 6. Organismos protozoarios encontrados en algunas muestras analizadas: Drepanomonas revoluta (A), Cyclidium sp. (B) y formas de resistencia (C). In vivo, 400X. 60 teo, papelera, metalurgia, alimentación, snacks y harinera. El efecto de los metales pesados presentes en la industria del sector metalúrgico fue patente con el desarrollo de lóculos de muy pequeño tamaño y con muy poca capacidad depuradora. Por otra parte, las empresas del sector lácteo y papelero presentaron dichos problemas asociados a niveles altos de temperatura, así como la aparición de espumas. La temperatura afecta enormemente a la formación locular en este tipo de aguas residuales. A mayor temperatura, las bacterias necesitan más energía para su mantenimiento ceTECNOLOGIA DEL AGUA lular y dedican menos esfuerzo a la producción de exopolisacáridos, lo que diiculta la agregación (Lopetegui, 2000). Por lo tanto, consideramos que la temperatura es un factor crítico en este tipo de plantas, para conseguir buenos rendimientos depuradores. Solamente se detectó un proceso de bulking viscoso en una de las 4 muestras analizadas del sector vinícola. Como es sabido, la agregación de las bacterias formadoras de lóculo depende en gran medida de los polímeros extracelulares, los cuales median en la cohesión y adhesión de las células y desempeñan un papel esencial en mantener la integridad de las células inmovilizadas (Liu y Tay, 2004). Sin embargo, el estrés generado por los factores ya comentados (tóxicos, desequilibrios nutricionales, condiciones físicas inapropiadas, baja viabilidad celular, producción de metabolitos tóxicos, etc.), generó bajas eiciencias depuradoras asociadas a los fenómenos de alteración de la sedimentabilidad, anteriormente comentados. Normalmente, el bulking viscoso ocurre en aguas residuales ricas en compuestos orgánicos fácilmente degradables y bajo condiciones de deiciencia nutricional, cuando éstos no pueden producir material celular formado por compuestos del nitrógeno o del fósforo debido a que estos son escasos en el medio (Jenkins et al., 2004). También ha sido asociado a estados de toxicidad (Tandoi et al., 2006), pues el material exocelular producido es el resultado de un metabolismo o de un desarrollo desequilibrado por parte de los microorganismos del fango activo (bacterias ilamentosas y bacterias de crecimiento loculento), lo cual puede acontecer claramente ante un episodio de toxicidad. Por otra parte, la alta biodegradabilidad de la mayoría de los inluentes, prácticamente todas las muestras salvo las pertenecientes al sector de la metalurgia y las tenerías, generó una situación de estrés nutricional que favoreció el crecimiento de bacterias ilamentosas en una proporción tan importante que la loculación fue claramente perjudicada, tal como puede apreciarse en el desarrollo de la capa limosa, típica de T0041, en condiciones de estrés nutricional. Esta formación externa al ilamento se ha detectado en las muestras de cerveceras y cítricos analizadas (Figura 5). Como demuestra el estudio de Liu y Tay (2004), el fango activo alimentado con una fuente de carbono artiicial (glucosa) presenta lóculos de forma irregular y alto crecimiento de bacterias ilamentosas. En este estudio hemos cons- DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA Tabla 3 Sector Filamento dominante Láctea 1 T021N, T0675 y T17702 5 Láctea 2 T0961 4 Láctea 3 T0675, T021N y Haliscomenobacter 4 Láctea 4 Thiotrix y T1863 Nostocoida 5 Láctea 5 Thiotrix, T0803 y T0211 T1963, Nostocoida y T021N 4 Terpenos GALO Microthrix, T1863, T021N, Nostocoida 5 Papelera 1 Fibras/desfloculación - Papelera 2 Fibras - Cervecera 1 T021N 3 Cervecera 2 T021N y T0041 Cervecera 3 T0211, Haliscomenobacter y T0041 3 GALO 4 Grasas Filamento secundario Haliscomenobacter y T0211 Cat. numérica 4 Metalurgia Desfloculación Vinícola 1 T021N y Thiotrix Nostocoida y Haliscomenobacter 3 - Vinícola 2 T021N Thiotrix y Haliscomenobacter 4 Vinícola 3 Bulking gelatinoso Vinícola 4 Thiotrix T021N, Nostocoida Limícola 4 Cítricos T021N Haliscomenobacter, T0041, T1701, Nostocoida, Thiotrix y GALO 5 - Alimentación - snacks Desfloculación Conservas vegetales T021N Nostocoida, Thiotrix y GALO 5 Harinera 1 Haliscomenobacter y T021N Thiotrix 5 Harinera 2 T021N Thiotrix, Haliscomenobacter y T0411 4 Harinera 3 Thiotrix y T0041 T021N y Haliscomenobacter 4 Tenería 1 GALO Thiotrix, T021N y T0041 3 Tenería 2 T021N GALO, Thiotrix y Nostocoida 2 Tenería 3 Thiotrix, Haliscomenobacter Nostocoida 4 Zumos - Hongos 5 tatado que aquellas muestras de sistemas con inluentes más biodegradables tendían a presentar estructuras loculares como las citadas anteriormente. Por otra parte, la comunidad protozoaria presente en las muestras estudiadas, que se ve afectada en gran medida por la formación locular, ha sido variable, presentando mayoritariamente una diversidad de especies baja, asociado en estas ocasiones a lóculos pequeños y abiertos que sólo permiten el desarrollo de algunos ciliados nadadores y impidiendo el desarrollo de grupos como el de los reptantes y sésiles. Se han valorado muestras con una diversidad que osciló entre 0 y 8 taxones. Teniendo en cuenta que un organismo particular en un hábitat es a menudo usado como indicador de su importancia ecológica (Curds y Cockburn, 1970), los resultados indican que existen algunas muestras donde el entorno es bastante estresante para los ciliados en general, como ocurre en las muestras del sector lácteo o de papeleras donde predominantemente aparecieron quistes de protozoos y, en menor medida, en harineras y vinícolas. Cabe destacar la muestra del sector metalúrgico, donde la población protozoaria fue nula. Los metales pesados son tóxicos para la mayoría de organismos a ciertas concentraciones (Madoni, 2000). Los protozoos son excelentes indicadores de la contaminación. Un descenso de la diversidad en cada uno de los grupos de ciliados, un TECNOLOGIA DEL AGUA 303 / DICIEMBRE / 2008 Tabla 3. Relación de morfotipos filamentosos dominantes y secundarios, así como la categoría numérica asociada, encontrados en las muestras analizadas. 61 DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA A B C Figura 7. Aparición del morfotipo 021N en las distintas muestras analizadas. T021N en la industria láctea (A), T021N en la industria cervecera, con mayor diámetro celular (B) y presencia de granos de reserva en muestra de cervecera (C). A y B In vivo. 400X y 1.000X. C Tinción PHB. 1.000X. 303 / DICIEMBRE / 2008 desequilibrio en la diversidad global, o un descenso en la densidad total, son circunstancias que indican condiciones limitantes tales como la presencia de sustancias tóxicas en el inluente, luctuaciones en la carga orgánica o en la extracción de fangos, problemas en la oxigenación, etc, como los que ocurren en las muestras analizadas. La densidad ha presentado un comportamiento similar a la diversidad, con oscilaciones muy amplias, entre 0 y 190.000 individuos por mL, destacando la presencia del grupo de los pequeños lagelados y pequeños nadadores bacterívoros como Cyclidium. La presencia de pequeños lagelados ya ha sido recogida en la bibliografía (Curds y Cockburn, 1970), asociada a las aguas residuales. Algunos de los protozoos encontrados se muestran en la Figura 6, de los cuales han sido típicos la aparición de Drepa- 62 Figura 8. Aparición de GALO en la muestra analizada de terpenos. Tinción Gram. 1.000X. TECNOLOGIA DEL AGUA nomonas revoluta en muestras de la industria láctea y papelera, asociado a niveles altos de temperatura superiores a 30ºC y Cyclidium sp, que ha aparecido en muestras de cítricos, vinícola, láctea, terpenos y harineras. Las formas de resistencia protozoarias han aparecido en la mayoría de las muestras. La diversidad de protozoos medida como índice de Shannon (H) ha sido también muy variable, oscilando entre 0 y 2,81 bit. La identiicación de los morfotipos ilamentosos dominantes y secundarios ha sido el punto clave de este estudio, ya que por una parte se ha constatado que son frecuentes en estas EDARI y, por otra parte, que es necesario conocer al organismo implicado en los problemas de loculación y decantación para solventarlos con medidas operacionales, o mediante el suplemento de nutrientes (nitrógeno y fósforo) o micronutrientes. Los resultados obtenidos quedan desarrollados en la Tabla 3. Como ilamento dominante se han determinado 13 morfotipos en las 27 muestras analizadas. En numerosas ocasiones ha sido particularmente difícil discriminar la dominancia, debido a la alta diversidad bacteriana presente en las muestras (lácteas y cerveceras). En otras ocasiones la dominancia ha sido clara (terpenos, grasas, cervecera, vinícola, cítricos, conservas vegetales, harineras, tenerías y zumos). Evidentemente, la composición química compleja y la variabilidad tanto de volúmenes, como de carga orgánica, explican estas diferencias, que permiten el establecimiento de rutas metabólicas alternativas en las muestras más diversas, para degradar los compuestos existentes. Ninguna de las especies individuales en estos microecosistemas son capaces de degradar este agua (Liu y Tay, 2004), por lo que se necesitan, en algunas ocasiones, asociaciones de bacterias con distintas capacidades degradativas. El morfotipo que ha aparecido como dominante en mayor número de ocasiones ha sido el Tipo 021N, con dominancia en el 31% de las muestras tal como puede apreciarse en la Tabla 4, seguido de Thiothrix con un 17%. El cálculo de abundancia se ha realizado teniendo en cuenta el número de veces que se determina el ilamento, frente al total de ilamentos detectados en todas las muestras. La aparición de este último puede achacarse a la tendencia natural de las aguas residuales del sector agralimentario a su acidiicación y rápida fermentación lo que favorece el crecimiento de este ilamento. Si tenemos en cuenta que Eikelboom (2006) recoge un morfotipo renombrado del morfotipo 021N como Thiothrix-021N y que Levantesi et al., (2004) indican que se han detectado morfologías similares al Tipo 021N que hibridan con sondas especíicas para Thiotrix en estudios de FISH, podríamos deinir un grupo dominante Tipo 021N – Thiothrix (debido a su diicultad para diferenciarlos con técnicas convencionales), que representaría una dominancia del 46% de las muestras. Los sectores industriales en los que ha aparecido el Tipo 021N como dominante fueron el lácteo, cervecero, vinícola, cítrico, conservas vegetales, harineras y tenerías. En la muestra de terpenos apareció como ilamento secundario, tal como cita la bibliografía, asociada al sector agroalimentario. (Wanner et al., 1995; Thompson et al., 2003, DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA Tabla 4 Filamento dominante % aparición T021N 31 T0675 6 T1702 3 T0961 3 H. Hidrossis 11 Thiotrix 17 T1863 3 T0803 2 T0211 6 GALO 8 T0041 8 Hongos 2 Total 100 Tabla 4. Reparto porcentual de los morfotipos filamentosos identificados como dominantes en las distintas muestras. (2004). Igualmente en el 14% de las ocasiones han aparecido los morfotipos 0675 y 0041, típicos de la industria alimentaria (sector lácteo, cervecero y harinera). 5. Conclusiones ß Si bien la depuración de las aguas residuales industriales es un factor primordial en el mantenimiento de los cauces receptores, continúa siendo una asignatura pendiente en el caso de muchos explotadores. ß Tal como hemos podido comprobar los fenómenos de alteración de la loculación son prácticamente generalizados. Por lo tanto, son necesarios profesionales formados en técnicas de control microbiológico, a in de solventar estos problemas. Los tratamientos de cloración, ozonización, etc., pueden ayudar a controlar los problemas de bulking asociados a estos RILES, si bien es necesario conocer los factores operacionales que afectan al cultivo depurador, así como las posibles limitaciones en nutrientes y micronutrientes. ß La adición de elementos (nutrientes y micronutrientes) deicitarios es, a menudo, efectiva para mejorar la biodegradación y decantación de nuestros RILES y evitar la proliferación de bacterias ilamentosas, junto con el seguimiento microscópico de la estructura del fango activo para actuar y rectiicar aquellas condiciones que están afectando el estado estructural del sistema o están favoreciendo el crecimiento desmedido de los ilamentos. ß En este sentido, los estudios microbiológicos en las estaciones depuradoras industriales, con determinaciones basadas en las clásicas claves de identiicación que tienen en cuenta las características bacterianas observables bajo microscopia óptica, compaginadas con las nuevas técnicas de identiicación, ayudarán a los profesionales del sector a determinar correctamente el organismo presente en su reactor. ß Los morfotipos predominantes han sido T021N y Thiotrix, seguidos de Haliscomenobacter hydrossis, Galo y T0041, reforzando los problemas usuales en estas EDAR de deiciencia nutricional y falta de oxígeno. ß A in de mejorar los rendimientos de depuración es conveniente TECNOLOGIA DEL AGUA 303 / DICIEMBRE / 2008 Levantesi et al., 2004, Jenkins et al., 2004 y Eikelboom, 2006). Si analizamos el porcentaje de dominancia de este ilamento por sectores industriales, éste ha aparecido en el 58% de los sectores estudiados, sin presencia en papeleras, grasas, siderurgia, snacks-alimentación y zumos. Ha sido muy llamativa la aparición de este ilamento en una de las muestras de cerveceras, con una morfología totalmente atípica respecto a la que presenta en aguas urbanas, con unos diámetros celulares considerablemente superiores a 1,5 Um como se muestra en la Figura 7. Se ha podido comprobar, tal como señalan Levantesi et al. (2004) en su estudio, tanto los diámetros celulares anormales, como la acumulación de granos lipídicos en condiciones de desequilibrio nutricional. La aparición de Haliscomenobacter hydrossis con un 11% como dominante, es característico de los niveles deicientes de oxigenación que mantienen muchas de estas EDARI, ocasionados en numerosas ocasiones por sobrecargas, entre otros factores, entre los que no se puede descartar, la deiciencia nutricional. Hemos podido constatar la asociación directa del grupo de las GALO, asociado a la muestra de industria de tratamiento de grasas, con un porcentaje total de aparición del 8%. Muchos de estos organismos tienen capacidad de degradar hidrocarburos y tóxicos (Arenskotler et al., 2004). Las grasas al reducir la solubilidad del oxígeno, beneician el crecimiento micelial de este tipo de bacterias, que las hace más competitiva, al crear un microambiente independiente y separado del resto de sistema. También ha aparecido como dominante en sectores como los terpenos, con morfología atípica (pequeñas ramiicaciones y ilamentos fraccionados, tal como puede apreciarse en la Figura 8) y en tenerías. Los niveles de pH bajos (5,3) han favorecido en la muestra de zumos el crecimiento dominante de hongos, tal como indica Jenkins et al, 63 DOSSIER AGUAS RESIDUALES INDUSTRIA ALIMENTARIA dotar a las EDAR industriales de una buena capacidad de decantación, de forma que se pueda optimizar la velocidad de clariicación, que permita que los típicos lóculos de estos RILES, no muy cohesionados, decanten. ß La incorporación de selectores previos al aerobio, que reduzcan el material fácilmente biodegradable, la mayor comprensión de los requerimientos medioambientales de estos microorganismos, la generación de cepas especíicas, etc., parecen ser las nuevas tendencias del futuro. ß Por último, es imprescindible seguir profundizando en la biota típica de las aguas residuales industriales a in de optimizar los procesos depuradores al menor coste. 303 / DICIEMBRE / 2008 6. Agradecimientos Queremos dejar constancia de nuestro agradecimiento a cada una de las empresas y centros a los que pertenecemos, especialmente a Emasesa por su apoyo y respaldo a nuestro trabajo. 64 7. Bibliografía [1] Agridiotis, V, Forster, C.F. y Cartiell-Marquet, C. (2007). Addition of Al and Fe salts during treatment of paper mill efluents to improve activated sludge settlements characteristics. Bioresource Technology, 98, 15, 2926-2934. [2] Arenskotler, M., Broker, M. y Steinbuchel, A. (2004). Biology of the metabolically diverse genus Gordonia. Applied and Environmental Microbiology, 3195-3204. [3] Burgess, J. E., Quarmby, J. y Stephenson, T. (1999)1. Role of micronutrients in activated sludge-bases biotreatment of industrial efluents. Biotechnology Advances, 17, 49-70. [4] Burgess, J., Quarmby, J. Y Stephenson, T. (1999) 2. Micronutrient supplements for optimisation of the treatment of TECNOLOGIA DEL AGUA industrial wastewater using activated sludge. Water Research 33, 18, 3707-3714. [5] Curds, C.R. y Cockburn, A. (1970). Protozoa in biological sewage-treatment processesI. A survey of the protozoan fauna of British percolating ilters and Activated sludge plants. Water Research 4, 225-236. [6] De Lucas, A., Rodríguez, L, Villaseñor, J. y Fernández, F.J. (2007). Inluence of industrial discharges on the performance and population of a biological nutrient removal process. Biochemical Engineering Journal, 34, 51-61. [7] Eikelboom, D. (2006). Identiication and Control of Filamentous Micro-organisms in Industrial Wastewater Treatment Plants. Multi-Media Training CD. IWA Publisingh. ISBN: 1843390965. [8] Jenkins, D., Richard, m. G. y Daigger, G. T. (2004). Manual on the Causes and Control of Activated Sludge Bulking and Foaming. Lewis Publishers (Michigan). [9] Jenkins, D., Richard, M. G. y Daigger, G.T. (1996). Manual on the causes and control of activated sludge Bulking and foaming. 2nd Edition. Lewis publishers (Michigan). [10] Levantesi, C. Beimfohr, C., Geurkinski, B., Rossetti, S., Thelen, K., Krooneman, J. y Tandoi, V. (2004). Filamentous Alphaproteobacteria associated with Bulking in industrial wastewater treatment plants. Systematic and Applied Microbiology, 27, 716-727. [11] Liu, Y. y Tay J-H. (2004). State of the art of biogranulation technology for wastewater treatment. Biotechnology Advances, 22, 533-563. [12] Lopetegui, J. y Sancho, L. (2000). Tratamiento biológico de eluente UASB de papelera a alta temperatura. Tecnología del Agua, 205, 70-78. [14] Lucas De, A., Rodríguez, L., Villaseñor, J., y Fernández, F. J., (2005). Denitriication potential of industrial wastewaters. Water Research, 39, 3715-3726. [15] Madoni, P. (2000). The acute toxicity of nickel to freshwater ciliates. Environmental Pollution. 109. 53-59. [16] Rodríguez, E., Isac, L., Fernández, N. y Salas, M.D. (2004). Manual de Trabajo para Análisis Biológicos en Fangos Activados. Jornada de Transferencia de Tecnología sobre “Ejercicios interlaboratorios en fangos activos como sistema de control de calidad en la EDAR” (Sevilla, Octubre de 2004). Edita Grupo Bioindicación Sevilla. I.S.B.N. 608-0189-6. [17] Sanz, J.L. y Kochling, T. (2007). Molecular biology techniques used in wastewater treatment. An overview. Process Biochemistry, 42, 119133. [18] Tandoi, V., Jenkins, D. y Wanner, J. (2006). Activated sludge separation problems. Theory, Control Measures, Practical Experience. IWA Specialist Group on Activated Sludge Population Dynamics. Scientiic and Technical Report No. 16. IWA, London. [19] Thompson, G. y Forster, C. (2003). Bulking in activated sludge plants treating paper mill waste waters. Water Research 37, 2636-2644. [20] Tsang, Y. F., Hva, F.L., Chva, H., Sin, S. N., y Wang, Y. J. (2007). Optimization of biological treatment of paper mill effluent in a sequencing batch reactor. Biochemical Engineering Journal, 34, 3, 193-199. [21] Wanner (1995). Activated Sludge Bulking and foaming control. Technomic Publishing Co. inc. Lancaster, Basel.