Diseño de un sistema de tratamiento asistido de biopelículas para la remoción de PCBs en aguas residuales

Abstract

Los policlorobifeniles son un compuesto orgánico persistente altamente tóxico y difícil de degradar. Debido a sus características fisicoquímicas suelen acumularse en sedimentos y tejidos grasos, sin embargo, su ingreso al medio ambiente está dado principalmente por el aire y el agua. A través de estas vías llegan finalmente a las plantas de tratamiento de aguas residuales, donde pueden reincorporarse a ríos y mares o bien pasar a formar parte de los biosólidos, lo cual permite su ingreso a la cadena alimenticia. Su uso y producción se encuentra regulado por el Convenio de Estocolmo, el cual prohíbe la producción y promueve el desuso de artefactos que aún lo contengan. Dado que Chile se encuentra adscrito a este convenio, se hace necesario buscar formas de tratamiento que permitan removerlo de forma definitiva del ambiente. Una de las técnicas utilizadas para el tratamiento de PCBs en aguas residuales corresponde al uso de biopelículas para su degradación. Este trabajo busca diseñar un sistema de tratamiento que permita remover PCBs de las aguas residuales mediante biopelículas de Burkholderia xenovorans. Para esto se estudia tanto el crecimiento de la biopelícula en carbón activo, biochar de pino y carriers de PLA, como la remoción de bifenilo lograda con cada uno. Se realiza además el diseño conceptual de un reactor de biopelícula de lecho móvil, utilizando como caso de estudio una planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Santiago. Se tiene que el crecimiento de las bacterias es mayor en adherencia al material soporte, logrando concentraciones mayores a las que se tienen en suspensión en todos los casos . Particularmente se tienen concentraciones de 1,04e10 [UFC/mL] para el crecimiento en carbón activo, 8,07e9 [UFC/mL] para biochar de pino y 7,72e9 [UFC/mL] para carriers de PLA. Se logran remover un 99,99% de bifenilo con biopelícula creciendo tanto en carriers de PLA como en biochar de pino y un 99,90% creciendo en carbón activo. En todos los casos se tiene una mayor remoción al utilizar la biopelícula versus la bacteria en suspensión y el material soporte por si solo. Utilizando los porcentajes de remoción anteriores y datos de planta de tratamiento, se diseñan reactores de 6,12 [L] usando carriers de PLA, 7,73 [L] usando carbón activo y 9,99 [L] utilizando biochar de pino como soporte de crecimiento. A partir de estos resultados es posible concluir que la remoción de bifenilo mediante biopelículas de Burkholderia xenovorans es factible para todos los soportes probados, sin embargo se requieren pruebas adicionales para comprobar su factibilidad a escala industrial.