ARTICULOS Resumen Las operaciones unitarias que ocurren en los mataderos producen desechos complejos, los cuales tienen entre otras características contaminantes contener elevadas concentraciones de microorganismos, que pueden resultar patógenos. Los microorganismos indicadores de contaminación presentes en estos desechos pueden ser removidos mediante el proceso de digestión anaerobia.El objetivo de este artículo es analizar la eliminación de este tipo de bacterias en un digestor anaerobio UASB de 20 litros. Se evaluó la eficiencia del sistema anaerobio bajo tres condiciones de TRH: 4 días, 2.5 días y 1.6 días, habiéndose obtenido eficiencias promedio de 94.4%, 93.4% y 94.2% de remoción de CT, CF y EF, respectivamente. TECNICOS Remoción de microorganismos durante la depuración anaerobia de residuales de mataderos Por: Elizabeth Vázquez Borges*; Nieve Ballhaus Santo Profesor investigador, Maestría en Ingeniería Ambiental de la Universidad Autónoma de Yucatán. Apartado Postal 150 Cordemex, Mérida, Yucatán, México. *e-mail:vborges@tunku.uady.mx Palabras clave: Matadero, Anaerobio, Coliformes, Reactor UASB. 180 / SEPTIEMBRE / 1998 Abstract Removing microorganisms during the anaerobic treatment of slaughterhouse waste. The operation carried out in slaughterhouse produce complex waste which, among other contaminants, contains high microorganism concentrations which could be pathogenic. The potentially contaminating microorganisms present in such waste can be removed by a process of anaerobic digestion. This paper studies the elimination of this type of bacteria in a 20-litre UASB anaerobic digester. The efficiency of the anaerobic system was evaluated under three hydraulic retention time (HRT) conditions: 4 days, 2.5 days and 1.6 days with an average efficiency of 94.4%, 93.4% and 94.2% removal of CT, CF and EF respectively. Keywords: Slaughterhouse, Anaerobic, Coliform bacteria, UASB reactor. 50 TECNOLOGIA DEL AGUA 1. Introducción os efluentes de mataderos resultan de los procesos de desangrado, desosado, mondonguería, tripería y lavado de corrales, la mezcla de las distintas líneas produce un efluente complejo que contiene proteínas, microorganismos, compuestos lignocelulósicos, etc. Las aguas residuales que se generan en las instalaciones de los rastros municipales tienen entre sus características principales, las siguientes: elevado número de microorganismos, incluidos entre éstos los patógenos; gran cantidad de materia orgánica; alto contenido de macronutrientes, nitrógeno y fósforo, fundamentalmente (Borja 1995, Díaz 1990, Martínez et al 1996). Debido a la presencia de estos desechos, en todo el mundo, se han realizado numerosos estudios de los tratamientos a aplicar para reducir o eliminar totalmente los perjuicios que estos desechos ocasionan al medio ambiente, cuando no se disponen de ellos adecuadamente (Borja 1992, Lema 1987, Negri 1993, Souza 1986). Los tratamientos anaero- L bios resultan ser muy eficientes para la reducción de materia orgánica, alcanzándose por lo general, eliminaciones de DQO y DBO entre 70% y 85% (Moya 1996, Rodríguez et al 1997). El agua residual que es sometida a este tratamiento suele ser rico en microorganismos, macronutrientes y sólidos suspendidos y si el residuo, sometido al proceso anaerobio, es de elevado contenido de materia orgánica como es el caso de las aguas residuales de los rastros municipales (Lema et al 1987, Lettinga et al 1991, Martínez et al 1996), el efluente no tendrá las características de calidad requeridas para ser dispuesto con seguridad, por lo que se requieren postratamientos al efluente, tanto para eliminación de materia orgánica como para la remoción de microorganismos que pudieran estar presentes, incluso patógenos; lo anterior dependiendo, fundamentalmente de la utilización que se le vaya a dar, bien sea para agua de riego de hortalizas, de frutales, jardinería, etc. (Borja 1992, Dionicio et al 1997). Los microorganismos indicadores de con- ARTICULOS TECNICOS Tabla 1 Resultados promedio de los microorganismos y remociones Ensayo 1 2 3 Duración (semanas) 8 5 9 TRH (días) 4 2.5 1.6 C.T.influente (NMP/100ml) 2.6x107 1.3x108 4.8x107 C.T.efluente (NMP/100ml) 1.2x106 1.6x106 3.1x106 94.8 95.3 93.7 % remoción C.T. C.F.influente (NMP/100ml) 2.4x10 C.F.efluente (NMP/100ml) 1.4x106 1.6x106 2.7x106 93.6 95.3 92.2 % remoción C.F. 7 1.3x10 4.1x107 E.F.influente (NMP/100ml) 2.7x10 E.F.efluente (NMP/100ml) 5.7x104 8500 2.3x104 95 94.2 93.5 taminación más utilizados son los coliformes totales (CT), coliformes fecales (CF) y los estreptococos fecales (EF), las características principales que definen este grupo de microorganismos son las siguientes: todos ellos bacterias grampositivas, se encuentran en elevadas concentraciones en las aguas residuales de este tipo de agroindustria, provienen del aparato digestivo de los animales de sangre caliente y potencialmente coexisten con otros microorganismos patógenos. Por todas estas características se utilizan para definir la eficiencia de un sistema de tratamiento, respecto a los porcentajes de eliminación de éstos (Vázquez 1994). 2. Materiales y métodos Para realizar esta investigación se utilizó un reactor tipo UASB, el cual se construyó con un tubo de PVC (cloruro de polivinilo), de 20 cm de diámetro y 64 cm de altura, con lo que se obtuvo un volumen útil de 20 litros.Las ventajas de utilizar este modelo de digestor se encuentran en Vázquez y Méndez (1997). Una descripción más detallada de este modelo se encuentra en Vázquez y Mejía (1991). El reactor funcionó a la temperatura ambiente durante todo el experimento (27 oC en promedio).Los análisis se realizaron de acuerdo con los métodos estándar aprobados por la APHA (1989). 3. Resultados y discusión En la Tabla 1 se muestran las características resultantes de cada uno de los tres ensayos. Las variaciones del influente corresponden a diferentes lotes de agua residual, la cual durante todo el experimento fue recolectada en el mismo punto de 5 9.3x105 muestreo, en un rastro municipal. El curso de la digestión anaerobia del residuo suministrado se siguió en cada etapa de alimentación del digestor, analizando una vez a la semana cada muestra tomada del influente y del efluente del reactor. En las Figuras 1, 2 y 3 se muestran las variaciones de las concentraciones de CT, CF y EF en el influente y efluente del reactor anaerobio, así como los porcentajes de remoción de estos microorganismos, para cada uno de los TRH evaluados. En los resultados mostrados 180 / SEPTIEMBRE / 1998 % remoción E.F. 6 4.5x10 8 51 Fig. 1. Remociones de coliformes totales. TECNOLOGIA DEL AGUA ARTICULOS TECNICOS El agua para riego no debe contener >1.000 col/100 ml Fig. 2. Remociones de coliformes fecales. 180 / SEPTIEMBRE / 1998 en estas figuras, se aprecia la eficiencia del digestor para la eliminación de estos microorganismos en este tipo de desechos líquidos. Los valores de remoción de CT obtenidos durante el período de operación del digestor fueron 94.8%, 95.3% y 93.7%, para TRH de 4 días, 2.5 días y 1.6 días, respectivamente. Los resultados promedio de CF durante el período de evaluación del reactor fueron 93.6%, 95.3% y 92.2%, para TRH de 4 días, 2.5 días y 1.6 días, respectivamente; en este mismo orden, las eficiencias pro- 52 Fig. 3. Remoción de estreptococos fecales. TECNOLOGIA DEL AGUA medio de remoción de EF fueron 95%, 94.2% y 93.5%. Moya (1996) describe en su trabajo que la remoción de coliformes fue cero en un agua residual que contiene >1200 NMP coliformes después de ser tratada en un UASB; en este caso la concentración de coliformes es relativamente baja ya que otros autores (Lettinga et al 1991, Martínez et al 1996, Negri et al 1993, Souza 1986) señalan concentraciones de coliformes del orden de 104 hasta 1012. Independientemente del TRH utilizado en ambos casos Moya des- taca la no remoción de este tipo de microorganismos. Si bien las remociones alcanzadas en este trabajo representan una muy buena eliminación y sustancial mejoramiento de la calidad inicial de estas aguas residuales, es imprescindible someterlas a un postratamiento, si el fin es utilizarlas para riego o bien vayan a ser dispuestas en el medio ambiente. En los resultados que se presentan en este trabajo es muy importante destacar que aún cuando se está hablando de remociones superiores al 90%, la calidad del efluente no cumple con las características recomendadas para un agua de riego, esta Norma marca que bacteriológicamente el agua que se va utilizar para riego de hortalizas debe contener como máximo 1000 col/100ml (CNA 1994), se propone la utilización de la desinfección o alcalinización de los efluentes generados para mejorar su calidad final, estos procesos son utilizados en diferentes trabajos de los que se presentan en la bibliografía. 4. Conclusiones 1) La remoción de bacterias del grupo coliforme fue positiva. 2) Los TRH utilizados en este experimento permiten que la remoción de microorganismos no deseables en las aguas residuales completen su ciclo y así sean removidos. El efluente 2. exige un 3. postratamiento 4. 3) El TRH de 4 días permite que la remoción de CT, CF y EF sea de 94.8%, 93.6% y 95%, respectivamente. 4) El TRH de 1.6 días permite que la remoción de CT, CF y EF sea de 93.7%, 92.2% y 93.5%, respectivamente. 5) El efluente obtenido en este experimento exige un postratamiento. 6) La carga orgánica de 4.3 kgDQO/m 3/d (TRH=1.6 días) no demeritó la eficiencia del sistema anaerobio para la eliminación de este tipo de microorganismos. 7) El sistema amortigua las variaciones en las concentraciones iniciales de coliformes totales, coliformes fecales y estreptococos fecales del sustrato utilizado. 5. 6. 7. 8. Agradecimiento Este artículo forma parte del proyecto de investigación "Digestión anaeróbica de aguas residuales de rastros municipales", el cual fue apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, convenio DGICSA-CONACYT 148-89104. Referencias bibliográficas 1. APHA, AWWA,WPCF. (1989). Standard Methods for the exa- 9. 10. TECNICOS mination of water and wastewater. Borja P.R. (1992). Control de reactores anaerobios: parámetros y procedimientos.Trabajo presentado en el II Taller Latinoamericano de digestión anaerobia, Mexico, D.F. Borja R.(1995). Kinetic evaluation of an anaerobic fluidisedbed reactor treating slaughterhouse wastewater. Bioresource Technology 52 pp. 163-167. CNA (1994). Comisión Nacional del Agua, Calidad del Agua de Riego, México, D.F. Díaz B.M.C. (1990). Tratamiento de aguas residuales de matadero mediante reactores anaerobios de lecho empacado, Facultad de Ingeniería, pp. 118, Universidad Nacional de Colombia. Dionicio G.V., González B.O., González M.S. 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