Control de la producción de sulfuro en aguas residuales mediante la adición de nitrato. Combinación de técnicas moleculares y microelectrodos

En esta tesis doctoral se estudio el papel de las biopeliculas de aguas residuales en la produccion de sulfuro y su influencia en la corrosion de 4 aleaciones de acero inoxidable (304.304LS, 316 y 316L) en incubaciones en la EDAR-Guadalete durante 4 anos. Se evaluo la eficacia del control del sulfuro basado en la adicion de nitrato, asi como el mecanismo implicado en el proceso. La cinetica de la eliminacion y recuperacion de sulfuro se ensayo a escala de laboratorio realizando incubaciones con diferentes concentraciones de nitrato y a escala de biorreactor (174L, 4 meses). Por ultimo, y con una voacion dirigida a la gestion, se evaluo la eficacia del tratamiento con nitrato a escala de planta completa,. En las distintas escalas de trabajo se emplearon, etre otras, tecnicas moleculares basadas en el ARN y microelectrodos de H2S, Ph y oxigeno. El uso combinado de ambas tecnicas ofrecio la posibilidad de relacionar la presencia de ciertos microorganismos presentes en aguas residuales urbanas y biopeliculas con procesos metabolicos (sulfatorreduccion y oxidacion de sulfuro), dilucidando asi el mecanismo implicado en el control del sulfuro cuando se anade nitrato. Los resultados obtenidos demuestran que las biopeliculas son netas productoras de sulfuro y participan en la corrosion de metales mediante: (i) un recubrimiento heterogeneo de las probetas metalicas, (ii) la creacion de celulas de aireacion diferencia, (iii) creando altas concentraciones de sulfuro en su interior y (iv) disminuyendo el Ph, de tal modo que se favorece la oxidacion del metal. Se encontro la siguiente secuencia de resistencia frente a la corrosion: 316L =316>304 LS >304. Esto demuestra el papel protector del molibdeno el efecto de beneficioso de alto N en las probetas de la aleacion 304 LS frente a los 304. El nitrato mostro una elevada eficacia en el control del sulfuro, suprimiendo eficazmente la exportacion de sulfuro desde la biopelicula a la fase acuosa, y disminuyendo asi su concentracion en el agua hasta niveles despreciables. En biorreactores, se alcanzaron eficiencias de eliminacion de sulfuro del 82% en las primeras 3 h, incrementandose hasta el 96% durante los 120 dias que duro el experimento. Los porcentajes de disminucion de la concentracion de sulfuro y las tasas netas de sulfatorreduccion mostraron una clara dependencia de la concentracion de nitrato anadida. El ajuste a una cinetica michaeliana revelo una gran afinidad de la comunidad microbiana por el nitrato. El proceso de control de sulfuro mediante la adicion de nitrato es reversible, recuperandose su generacion una vez que cesa la exposicion al nitrato. Las tecnicas moleculares mostraron que el nitrato estimulo a bacterias nitratorreductoras sulfurooxidadoras relacionadas con Sulfurimonas denitrificans. La adicion de nitrato a escala de planta no incremento la concentracion de nitrogeno inorganico total en el efluente de salida, por lo que esta estrategia puede considerarse ambientalmente adecuada para las aguas receptoras.