¿Cómo controlar las condiciones ambientales?
De alguna manera nosotros debemos garantizar que las condiciones ambientales se cumplan, con la condición de que son las más adecuadas para que los microorganismos puedan desarrollarse y llevar a cabo su ciclo vital. Por tanto, si no controlamos las condiciones ambientales, los microorganismos no van a desarrollarse adecuadamente y por ende tendremos una deficiencia en nuestro tratamiento de aguas residuales. Los parámetros para controlar se explicarán a continuación:
La temperatura en el tratamiento de aguas
La temperatura tiene un efecto relevante en el desarrollo de los microorganismos y, por lo tanto, en la producción de biogás. Debemos tener en cuenta que cuando trabajamos con bacterias anaerobias existe una clasificación dependiendo del rango de temperatura en el que actúan:
Aunque la DA (digestión anaerobia) se puede llevar a cabo en cualquier rango de temperatura, el más utilizado es el mesofílico. El termofílico no, porque requiere mucha energía para calentar el reactor a 55°C y además causa inestabilidad en el sistema. El rango psicrófilo reduce significativamente la producción de biogás.
El pH en el tratamiento de aguas
El pH suele ser un resultado del desbalance, no la causa. Aunque es importante medirlo, se deben monitorear otros parámetros más críticos. La digestión anaerobia se lleva a cabo entre pH 6.2 y 7.8, siendo el óptimo entre 7.0 y 7.2, aunque varía según el grupo bacteriano: acidogénicas toleran pH bajos, mientras que acetogénicas y metanogénicas no.
Ácidos grasos volátiles (AGV)
En condiciones normales de operación, los AGV deben ser inferiores a 100 mg/L. Un aumento puede indicar:
- Sobrecarga en la alimentación o inhibición de las metanobacterias
- Desbalance entre bacterias metanogénicas y acetogénicas
- Presencia de sustancias tóxicas
Alcalinidad
En un reactor anaerobio se produce alcalinidad por la formación de iones bicarbonato, que dan capacidad tampón al sistema. Se mide alcalinidad intermedia y total con protocolos de laboratorio.
Amoniaco
Las especies no disociadas de amoníaco son más tóxicas. A pH neutro, 200-300 mg/L de NH₃ pueden inhibir la metanogénesis. A pH alcalino, hasta 1500-3000 mg/L de NH₄⁺ pueden ser toleradas.
Ácido sulfhídrico
El H₂S también depende de su forma disociada o no. Las metanogénicas y acetogénicas son las más susceptibles. Algunos límites:
- 100 mg/L de H₂S inhiben la producción de metano
- 200+ mg/L es fuertemente inhibitoria
- 26–322 mg/L inhiben acetoclásticas
- 64–96 mg/L inhiben hidrogenofílicas
Sulfato
Las bacterias sulfato reductoras compiten con las metanogénicas por el hidrógeno, lo que puede disminuir la producción de CH₄ y aumentar H₂S (tóxico). Se debe controlar el sulfato en las corrientes para evitar este efecto.
Nutrientes
La digestión anaerobia requiere nutrientes inorgánicos (C, N, P, S, Co, Fe, Ni, Mo). Las proporciones deben garantizar un crecimiento adecuado de biomasa:
Si no están presentes, se limita el crecimiento celular. Medir estos parámetros es esencial para garantizar eficiencia en el tratamiento anaerobio.
