Inmovilización de microorganismos en esferas de alginato como protección contra condiciones adversas en un tratamiento de agua residual

Tertiary treatment of biological wastewater exposes treating agent(s) to competition and predation by large populations of microflora but mainly by microfauna residing in the wastewater; this effectively reduces their efficiency. Therefore, protection against competition is vital. It is assumed, yet without experimental proof, that immobilization in a polymer matrix, such as beads, will provide a physical barrier between the treating agents and the microbiologically-hostile wastewater environment. Our objectives were to: (1) Demonstrate that the internal population of wastewater treating agents within the bead is not reduced upon expose to wastewater; (2) Determine the kind of protection that immobilization provide (3) Quantify how much tertiary treatment is performed. In the present study we use as a model the microalgae-bacteria co-immobilized system for tertiary wastewater treatment as a model, proposal by the environmental microbiology group of CIBNOR. All of this has been done using wastewater from the municipal treatment plant of La Paz, B.C.S., Mexico. When placed in wastewater, populations of C. sorokiniana in the beads increased over time. Joint immobilization with A. brasilense further increased the population size of the microalgae and mitigated the decline of A. brasilense populations over time. Evaluation of bacterial population of jointly-immobilized beads, using FISH, revealed that exterior populations was made of unidentified bacteria where the inside population was composed solely of A. brasilense Immobilization in alginate beads provides a separation barrier between wastewater treating agents and the micro- and macro-organisms inhabiting wastewater, which allows uninterrupted tertiary wastewater treatment. The microalgae-bacteria system show to be efficient in the removal of ammonia and phosphates from wastewater, although there are no difference with the treatments with just microalgae. It was show an increase in the concentration of nitrates in all treatments except the control, this increase could be related to nitrification process carry out by wastewater indigenous bacteria. It’s recommended more studies aimed to improve the system efficacy for nutrient removal.

El tratamiento biológico terciario de aguas residuales expone a los agentes de biorremediación a la depredación y competencia por la microflora y principalmente microfauna presentes en el agua residual, lo cual reduce su eficiencia. Por lo que la protección contra la competencia es vital. Sin embargo se ha asumido, todavía sin pruebas experimentales, que la inmovilización en matrices de polímeros, por ejemplo esferas de alginato, brinda una barrera física entre los microorganismos inmovilizados y la comunidad microbiológica hostil presente en el agua residual. El objetivo de este trabajo fue: (1) demostrar que la cantidad de los microorganismos utilizados no se ve afectada por la exposición a agua residual; (2) determinar el tipo de protección que ofrece la inmovilización de microorganismo en esferas de alginato; (3) Analizar la eliminación de nutrientres del sistema microalga-bacteria en agua residual doméstica. En el presente trabajo se utilizó como modelo de estudio el sistema microalga-bacteria (Chlorella sorokiniana-Azospirillum brasilense) co-inmovilizado para el tratamiento terciario de aguas residuales, propuesto por el grupo de microbiología ambiental del CIBNOR. Todos los experimentos fueron llevados a cabo con agua residual doméstica proveniente de la planta de tratamiento de La Paz, B.C.S., México El crecimiento de la microalga no se vio disminuido por la exposición al agua residual sino se registró un crecimiento mayor al reportado anteriormente para medio residual sintético. La co-inmovilización también mostro tener efectos positivos en la microalga estimulando su crecimiento. Por medio de microscopia de fluorescencia e Hibridación Fluorescente in Situ (FISH) se logró determinar la ubicación de A. brasilense y de las demás bacterias en la esfera de alginato, logrando establecerse que las bacterias que no son A. brasilense quedan detenidas en la superficie de la esfera, mientras que en el interior solo se encuentra A. brasilense y C. sorokiniana. El sistema microalga-bacteria mostró ser eficiente en la eliminación de amonio y fosfato del agua residual, aunque no hubo una diferencia evidente comparado con el tratamiento de solo microalga. Se registro un aumento en la concentración de nitratos, lo cual pudiera atribuirse a procesos de nitrificación llevados a cabo por bacterias presentes en el agua residual. Se recomienda realizar más estudios encaminados a mejorar la eficiencia del sistema para la eliminación de nutrientes en agua residual real