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dc.rights.licenceAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional*
dc.contributor.advisorPedroza Rodriguez, Aura Marina
dc.contributor.authorAlvear Zapata, David Alvear
dc.date.accessioned2021-12-16T14:00:05Z
dc.date.available2021-12-16T14:00:05Z
dc.date.created2021-12-02
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10554/58224
dc.description.abstractEl agua residual domestica presenta cargas variables de materia orgánica y sulfuros los cuales son los causantes de los olores ofensivos en los sistemas de alcantarillado, cuerpos de agua de la ciudad y pueden causar corrosión en tuberías. Los sulfuros en altas concentraciones generan olores en las plantas de tratamiento, así como una disminución en la eficiencia de las mismas. Por lo tanto, es un tema de gran interés la búsqueda bacterias que puedan transformar estos compuestos para liberados en formas de azufre no gaseosos como sulfatos y azufre elemental. Las bacterias sulfuro oxidadoras en cooperación con microorganismos heterotróficos puedan mejorar el tratamiento del agua residual doméstica. Por esta razón, el objetivo del presente trabajo de grado fue disminuir las concentraciones de DQO y sulfuros del agua residual domestica (ARD) producida en la facultad de ciencias de la Pontificia Universidad Javeriana empleado diferentes consorcios de bacterias sulfuro oxidadoras (BSO). En el presente estudio se realizó la reactivación de cinco consorcios desarrollados por Espinoza y Muñoz en 2020, a estos consorcios se les realizo una prueba de tolerancia al agua residual doméstica al 100 % (v/v). Adicionalmente, con esta prueba se recuperaron y seleccionaron 10 bacterias y 4 levaduras heterotróficas, las cuales se convirtieron en el inoculo o consorcio heterotrófico degradador de materia orgánica bajo condiciones aeróbicas, mesofílicas y pH cercano a la neutralidad. Se observaron diferencias significativas entre consorcios (p<0,05) siendo el mejor consorcio el C4, con el cual se obtuvo porcentajes de remoción de 60 % y 70 %, para DQO y sulfuros. Posteriormente se realizó un diseño experimental Plackett Burman (PB) para seleccionar las condiciones de operación a escala de Erlenmeyer que favorecían la remoción de DQO y sulfuros. Para este diseño se realizaron otras determinaciones asociadas con la concentración de amonio, nitratos, nitritos, sulfatos y ortofosfatos, pero no fueron incluidos como variables de respuesta principales para el diseño de PB. A partir del análisis de varianza se determinó que para la remoción de DQO los factores influyentes fueron la adición del inóculo de BSO (Factor A), (p =0,0307) y el factor F o temperatura (p = 0,0070). Con unos porcentajes de contribución sobre la remoción de DQO del 43, % y 22, 3 %. En relación con la remoción de sulfuros los factores que favorecieron la remoción de estos contaminantes fueron A (p = 0,0321), D (p = 0,0263) y F (p = 0,0434). Con unos porcentajes de contribución del 35,23 %, 25,34 % y 19, 45 %, respectivamente para A, D y F. A la comparación de medias entre tratamientos, se observaron diferencias significativas entre los 12 tratamientos (p<0,05), siendo los mejores T5 y T6 con porcentajes del 63 % y 55 %, para la remoción de DQO. Para la remoción de H2S la mayor remoción se obtuvo con el T6 (93 %). Las condiciones del T6 seleccionadas para realizar las cinéticas de remoción fueron: Agua residual doméstica sin esterilizar, inoculada con 5 % (v/v) de bacterias sulfuro oxidadoras (BSO), 1 % (v/v) de un consorcio 1:1 de bacterias y levaduras heterotróficas, a un pH de 7,0, por 3 días de tratamiento y con una temperatura preferencial de 30 ºC. Por otro lado, se validó si los tres consorcios (C1, C3 y C5) seleccionados como potenciales en las pruebas de tolerancia se comportaban de forma similar o diferente al cultivarlos bajo las condiciones del tratamiento 6. Estas pruebas se realizaron a escala de Erlenmeyer de 500 mL y se estableció que al realizar el escalamiento del tratamiento seis con el consorcio 3, se obtuvieron las remociones más altas con porcentajes del 95 ± 5,6 y 76 ± 0,4 para DQO y sulfuros. Se realizó una cinética de remoción para el consorcio C3 por un periodo de 4 días en una planta piloto que estaba compuesta por un reactor biológico de aireación forzada de 10 L y un sedimentador secundario de 15 L. Las cinéticas se evaluaron por 4 días para estudiar el comportamiento de la DQO, sulfuros, sulfatos, amonio, nitratos, nitritos, ortofosfatos y recuento de bacterias BSO, bacterias heterotróficas totales (BHT) y levaduras totales (LT). Como control se realizó otra cinética en la cual no se adicionó ninguno de los inóculos y se valoró la capacidad de los microorganismos del agua residual domésticas (MARD), para remover los parámetros de interés. Para la cinética que tenía BSO, BHT, LT y MARD las remociones fueron de 53 % de DQO y 100 % para sulfuros a los 4 días de retención hidráulica en el reactor biológico y 1 hora de sedimentación secundaria. Adicionalmente se obtuvieron resultados satisfactorios en la remoción de nitratos (33,3 %) y nitritos (25 %). Los resultados obtenidos en esta cinética fueron superiores al control absoluto, en especial para la remoción de DQO y sulfuros, ya que la remoción fue de 15,6 y 32 % respectivamente. Por último, se realizaron 3 bioensayos de toxicidad aguada con 3 modelos diferentes en los cuales para el modelo vegetal (Lactuca sativa) se determinó que para los tratamientos de ARD tanto en el tiempo 0 como en la salida del biorreactor y sedimentador se genero una inhibición de crecimiento que oscilo entre los valores de 16 a 50 %. Por otro lado, para el modelo bacteriano se determinó que el ARD tratada desde el tiempo 0 hasta la salida del sedimentador reporto índices mutagénicos por encima de 2, lo que indica presencia de compuestos mutagénicos, esto tanto para la cepa TA98 como para la cepa TA100 de Salmonella thiphimurium. Finalmente para el modelo animal (Daphnia magna) se concluye que el ARD no contiene ningún compuesto que cause la mortalidad de los neonatos sino por el contrario, es el tratamiento del ARD lo que genera el compuesto causante de la muestre de los neonatos ya que en las cinéticas de tratamiento en el tiempo 0 no existe mortalidad, mientras que en la hora 96 y 98 se alcanzan porcentajes de mortalidad del 100 %.spa
dc.formatPDFspa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.language.isospaspa
dc.publisherPontificia Universidad Javerianaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAgua residual domésticaspa
dc.subjectConsorcios, bacterias sulfuro oxidadorasspa
dc.subjectDQOspa
dc.subjectSulfurosspa
dc.subjectCinética de remociónspa
dc.subjectPorcentaje de remociónspa
dc.subjectBioensayos de toxicidadspa
dc.titleEvaluación de bacterias sulfuro oxidadoras para el tratamiento de aguas residuales domésticas producidas en la Facultad de Ciencias de la Pontificia Universidad Javerianaspa
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.title.englishEvaluation of oxidizing sulfide bacteria for the treatment of domestic wastewater produced by Pontificia Universidad Javeriana at the Faculty of Sciencesspa
dc.contributor.evaluatorMateus Maldonado, Juan Felipe
dc.subject.keywordDomestic wastewaterspa
dc.subject.keywordConsortiumsspa
dc.subject.keywordOxidizing sulfide bacteriaspa
dc.subject.keywordCODspa
dc.subject.keywordSulfidesspa
dc.subject.keywordRemoval kineticsspa
dc.subject.keywordRemoval percentagespa
dc.subject.keywordToxicity bioassaysspa
dc.description.abstractenglishIn the present study, five consortia developed by Espinoza and Muñoz carried out in 2020 were reactivated, these consortia underwent a 100% (v/v) tolerance test to domestic wastewater. Additionally, with this test, 10 bacteria and 4 heterotrophic yeasts were recovered and selected, which became the heterotrophic inoculum or consortium degrading organic matter under aerobic, mesophilic conditions and pH close to neutrality. Significant differences were observed between consortia (p <0.05), C4 being the best consortium, with which removal percentages of 60% and 70% were obtained for COD and sulfides. Subsequently, a Plackett Burman (PB) experimental design was carried out to select the operating conditions at the Erlenmeyer scale that favored the removal of COD and sulfides. For this design, other determinations associated with the concentration of ammonium, nitrates, nitrites, sulfates and orthophosphates were made, but they were not included as main response variables for the PB design. From the analysis of variance, it was determined that the influencing factors for COD removal were the addition of the BSO inoculum (Factor A), (p = 0.0307) and the F factor or temperature (p = 0.0070). With percentages of contribution on the removal of COD of 43,% and 22, 3%. In relation to the removal of sulfides, the factors that favored the removal of these pollutants were A (p = 0.0321), D (p = 0.0263) and F (p = 0.0434). With contribution percentages of 35.23%, 25.34% and 19.45%, respectively for A, D and F. When comparing means between treatments, significant differences were observed between the 12 treatments (p <0, 05), being the best T5 and T6 with percentages of 63% and 55%, for the removal of COD. For H2S removal, the highest removal was obtained with T6 (93%). The T6 conditions selected to perform the removal kinetics were: Non-sterile domestic wastewater, inoculated with 5% (v / v) of oxidizing sulfide bacteria (BSO), 1% (v / v) from a 1: 1 consortium of heterotrophic bacteria and yeasts, at a pH of 7.0, for 3 days of treatment and with a preferential temperature of 30 ºC. On the other hand, it was validated whether the three consortia (C1, C3 and C5) were selected as potentials in the tolerance tests behaved in a similar or different way when grown under the conditions of treatment 6. These tests were carried out on an Erlenmeyer scale of 500 mL and it was established that when scaling treatment six with consortium 3, the highest removals were obtained with percentages of 95 ± 5.6 and 76 ± 0.4 for COD and sulfides. Removal kinetics were performed for the C3 consortium for a period of 4 days in a pilot plant that was composed of a 10 L forced aeration biological reactor and a 15 L secondary settler. The kinetics were evaluated for 4 days to study the behavior of COD, sulfides, sulfates, ammonium, nitrates, nitrites, orthophosphates and the count of BSO bacteria, total heterotrophic bacteria (BHT) and total yeast (LT). As a control, other kinetics were carried out in which none of the inoculum was added and the capacity of the microorganisms in domestic wastewater (MARD) to remove the parameters of interest was assessed. For the kinetics that BSO, BHT, LT and MARD had, the removals were 53% for COD and 100% for sulfides after 4 days of hydraulic retention in the biological reactor and 1 hour of secondary sedimentation. Additionally, satisfactory results were obtained in the removal of nitrates (33.3%) and nitrites (25%). The results obtained in these kinetics were superior to the absolute control, especially for the removal of COD and sulfides since the removal was 15.6 and 32% respectively. Finally, 3 bioassays of watery toxicity were carried out with 3 different models in which for the plant model (Lactuca sativa) it was determined that for the ARD treatments both at time 0 and at the exit of the bioreactor and settler an inhibition was generated of growth that oscillate between the values of 16 to 50%. On the other hand, for the bacterial model, it was determined that the DWW treated from time 0 to the exit of the sedimentator reported mutagenic indices above 2, which indicates the presence of mutagenic compounds, this for both the TA98 strain and the TA100 strain Salmonella thiphimurium. Finally, for the animal model (Daphnia magna) it is concluded that the DWW does not contain any compound that causes the mortality of the neonates but on the contrary, it is the treatment of the DWW that generates the compound that causes the sample of the neonates since in the kinetics of treatment at time 0 do not have mortality, while at hours 96 and 98 mortality percentages of 100% are reached.spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.publisher.programMicrobiología Industrialspa
dc.publisher.facultyFacultad de Cienciasspa
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradospa
dc.subject.armarcMicrobiología industrial - Tesis y disertaciones académicasspa
dc.subject.armarcTratamiento de aguas residualesspa
dc.subject.armarcAguas residualesspa
dc.description.degreenameMicrobiólogo (a) Industrialspa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.identifier.instnameinstname:Pontificia Universidad Javerianaspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javerianaspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.javeriana.edu.cospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.rights.localDe acuerdo con la naturaleza del uso concedido, la presente licencia parcial se otorga a título gratuito por el máximo tiempo legal colombiano, con el propósito de que en dicho lapso mi (nuestra) obra sea explotada en las condiciones aquí estipuladas y para los fines indicados, respetando siempre la titularidad de los derechos patrimoniales y morales correspondientes, de acuerdo con los usos honrados, de manera proporcional y justificada a la finalidad perseguida, sin ánimo de lucro ni de comercialización. De manera complementaria, garantizo (garantizamos) en mi (nuestra) calidad de estudiante (s) y por ende autor (es) exclusivo (s), que la Tesis o Trabajo de Grado en cuestión, es producto de mi (nuestra) plena autoría, de mi (nuestro) esfuerzo personal intelectual, como consecuencia de mi (nuestra) creación original particular y, por tanto, soy (somos) el (los) único (s) titular (es) de la misma. Además, aseguro (aseguramos) que no contiene citas, ni transcripciones de otras obras protegidas, por fuera de los límites autorizados por la ley, según los usos honrados, y en proporción a los fines previstos; ni tampoco contempla declaraciones difamatorias contra terceros; respetando el derecho a la imagen, intimidad, buen nombre y demás derechos constitucionales. Adicionalmente, manifiesto (manifestamos) que no se incluyeron expresiones contrarias al orden público ni a las buenas costumbres. En consecuencia, la responsabilidad directa en la elaboración, presentación, investigación y, en general, contenidos de la Tesis o Trabajo de Grado es de mí (nuestro) competencia exclusiva, eximiendo de toda responsabilidad a la Pontifica Universidad Javeriana por tales aspectos. Sin perjuicio de los usos y atribuciones otorgadas en virtud de este documento, continuaré (continuaremos) conservando los correspondientes derechos patrimoniales sin modificación o restricción alguna, puesto que, de acuerdo con la legislación colombiana aplicable, el presente es un acuerdo jurídico que en ningún caso conlleva la enajenación de los derechos patrimoniales derivados del régimen del Derecho de Autor. De conformidad con lo establecido en el artículo 30 de la Ley 23 de 1982 y el artículo 11 de la Decisión Andina 351 de 1993, "Los derechos morales sobre el trabajo son propiedad de los autores", los cuales son irrenunciables, imprescriptibles, inembargables e inalienables. En consecuencia, la Pontificia Universidad Javeriana está en la obligación de RESPETARLOS Y HACERLOS RESPETAR, para lo cual tomará las medidas correspondientes para garantizar su observancia.spa
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis


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