I. ¿Quién desempeña el papel principal en la nitrificación?
Dos tipos de bacterias autótrofas son indispensables y son las principales protagonistas de la nitrificación:
1. Bacterias oxidantes de amoníaco- (AOB): la fuerza principal en el primer paso, que oxida el nitrógeno amoniacal (NH₄⁺) a nitrito (NO₂⁻).
2. Bacterias oxidantes de nitrito-(NOB): la fuerza principal en el segundo paso, oxidar nitrito (NO₂⁻) a nitrato (NO₃⁻)
En resumen: Nitrificación =Amoníaco-bacterias oxidantes + Nitrito-bacterias oxidantes. Trabajando juntos, sin estos dos tipos de bacterias, el nitrógeno amoniacal nunca disminuirá.
Características:
• Bacterias autótrofas: No consumen materia orgánica; obtienen energía oxidando el nitrógeno amoniacal y crecen utilizando dióxido de carbono.
• Crecimiento lento, ciclo generacional largo; requiere suficiente edad del lodo; intolerante a las cargas de choque; susceptible a la toxicidad.
II. Proceso completo de reacción de nitrificación (dos pasos)
Paso 1: Nitrificación (Amoníaco → Nitrito)
Función de las bacterias oxidantes del amoníaco: Consume grandes cantidades de oxígeno, produce ácido y reduce el pH.
Paso 2: Nitrificación (Nitrógeno → Nitrito)
Papel de las bacterias oxidantes de nitrito:
Proceso general: Nitrógeno amoniacal → Nitrito → Nitrato, íntegramente en ambiente aeróbico.
III. Cómo mantener una operación de nitrificación estable
1. Es esencial contar con suficiente oxígeno disuelto (OD)
• La nitrificación es un proceso fuertemente aeróbico
• Control de OD en tanques aeróbicos: 2,0–3,5 mg/L
• Bajo OD: la nitrificación se detiene inmediatamente, el nitrógeno amoniacal supera los estándares
2. Control estricto de pH y alcalinidad
• pH óptimo: 7,5–8,5
• La nitrificación produce ácido, que consume alcalinidad.
• Alcalinidad insuficiente → descensos del pH → inactivación bacteriana → el nitrógeno amoniacal no disminuye
• Complementando la alcalinidad: carbonato de sodio, bicarbonato de sodio
3. Es esencial disponer de un tiempo suficiente de lodo (SRT)
Las bacterias nitrificantes crecen muy lentamente; un tiempo corto de lodo resultará en un agotamiento completo.
• Aguas residuales municipales convencionales: tiempo de lodo controlado de 10 a 15 días o más
• Invierno con bajas-temperaturas: 15 a 20 días
4. La temperatura tiene un impacto significativo
• Óptimo: 25 a 30 grados para una nitrificación más rápida
• Por debajo de 15 grados Actividad significativamente reducida
• El nitrógeno amoniacal es difícil de reducir en invierno porque las bajas temperaturas inhiben las bacterias nitrificantes.
5. No se permiten sustancias tóxicas
Los metales pesados, el alto contenido de sal, los antibióticos, las aguas residuales industriales tóxicas y los niveles excesivamente altos de amoníaco libre inhiben directamente las bacterias nitrificantes, lo que hace que los niveles de nitrógeno amoniacal aumenten inmediatamente.
6. Los niveles de materia orgánica no deben ser demasiado altos
Las bacterias nitrificantes son autótrofas y son más vulnerables a los niveles altos de DQO. Exceso de DQO → las bacterias heterótrofas compiten por el oxígeno y el espacio vital → se suprimen las bacterias nitrificantes, lo que provoca fallos en la nitrificación.
El alto OD, el pH adecuado, la edad suficiente del lodo, la temperatura estable, la no-toxicidad y el bajo contenido de materia orgánica garantizan una reducción estable del nitrógeno amoniacal mediante la nitrificación.