Evaluación de las comunidades microbianas y su relación con la vida útil de un bioportador laminar, empleado en una planta de tratamiento para aguas residuales no domésticas

15.00 table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Tabla normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:8.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:107%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif; mso-ascii-font-family:Calibri; mso-ascii-theme-font:minor-latin; mso-hansi-font-family:Calibri; mso-hansi-theme-font:minor-latin; mso-fareast-language:EN-US;} La Universidad Javeriana en la Facultad de Ciencias, produce aguas residuales domésticas (ARD) y aguas residuales no domésticas (ARnD). El 10 % de las ARnD son producidas al realizar tinciones biológicas empleando una amplia gama de colorantes químicos, aditivos y solventes. Dependiendo del tipo de asignatura que se dicte en los laboratorios y el periodo académico, su composición y volumen cambia mensualmente. Asociado con esta variación su carga contaminante expresada como Demanda Química de Oxígeno (DQO), Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), color verdadero y sólidos suspendidos totales (SST) son elevadas. Determinando que puedan causar un impacto ambiental alto si no son tratadas antes de realizar su vertimiento a los sistemas de alcantarillado y no cumplirían con los límites máximos permisibles dados por la resolución 0631 del 2015 del Ministerio de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible. Por esta razón, son consideradas con un residuo peligroso (Respel) y son entregados a un operador externo para realizar su transporte y disposición final. Esto genera un costo adicional a la universidad que podría disminuirse significativamente si se realiza un tratamiento puntual de estas ARnD en la facultad.Para buscar alternativas al manejo y disposición de estos residuos líquidos, desde el año 2017, parte de estas ARnD han sido tratadas en las plantas de tratamiento instaladas en el laboratorio de Microbiología Ambiental y suelos de la Facultad de Ciencias [1,2]. Una de ellas está compuesta por un tanque de igualación, trampa de grasas, reactor biológico con biomasa fúngica inmovilizada (Fibras de lignocelulosa con micelio de Pleurotus ostreatus y Phanerochaete chrysosporium) y dos unidades de filtración [2]. En esta planta a las 50 horas de tratamiento, se han obtenido remociones superiores al 80 % para color, DQO, DBO5, SST, SS y el pH está dentro de los límites de vertimiento (6.0-9.0). Adicionalmente, el agua pos tratada se utilizó a escala de laboratorio para realizar pruebas de germinación de semillas de pasto Raygrass, Lacttuca sp. y Rabano. Demostrando que no se produjo inhibición de las semillas a los 5 días de evaluación, dejando abierta la posibilidad de reutilización como agua para riego; en especial para pastos de zonas verdes [3,1].Aunque el reactor biológico que tiene la planta realizó el tratamiento del ARnD con mallas de lignocelulosa colonizadas con micelio de P. ostreatus y P. chrysosporium, por un periodo de tres meses, aún se desconoce cuál es su desempeño por periodos más prolongados (un año), que comunidades se desarrollan e interactúan con los hongos inmovilizados durante este tiempo, como se pueden remover nutrientes residuales (fósforo y nitrógeno) y como se deben disponer o aprovechar las mallas del bioportador que han sufrido desgaste mecánico o colmatación. Estos cuatro aspectos relacionados con la operación de planta de tratamiento (tiempo, comunidades, remoción de nutrientes y disposición de residuos), deben investigarse para tener mayor control de proceso dentro de la misma. De tal manera que se incremente más la eficiencia de remoción, se reduzcan los tiempos de retención hidráulica y se realice un tratamiento completo tanto del ARnD como de los residuos sólidos que ella misma genera. Por esta razón, en el presente proyecto se plantea continuar y mejorar, el tratamiento de al menos al 80 % de las aguas residuales no domésticas derivadas de las tinciones biológicas (ARnD/TB) producidas en la Facultad de Ciencias empleando la planta de tratamiento que utiliza el bioportador laminar protegido por la patente No COLO- 13-290121-2016 y que fue autorizada por la Dirección de Innovación de la universidad para ser valoradas en la presente propuesta. Para lograr esto se realizará un nuevo montaje y operación de la planta de tratamiento para determinar su desempeño por periodos más prolongados (12 meses). Establecer qué tipo de comunidades se desarrollan en cooperación con P. ostreatus y P. chrysosporium en función del tiempo, remover nutrientes (instalación de un tratamiento terciario con Chlorella sp) y por último realizar la conversión termoquímica de los residuos sólidos de la planta (mallas de lignocelulosa desgastadas y saturadas). Por lo tanto, las preguntas de investigación que se busca resolver con este proyecto son: (1) ¿Cuáles son las comunidades microbianas que se desarrollan en cooperación con P. ostreatus y P. chrysoporium, al realizar el tratamiento primario y secundario, del agua residual generada por las tinciones biológicas durante 12 meses?. (2) ¿Como se puede realizar la remoción de nutrientes en el efluente pos tratado y la conversión de residuos sólidos generados por la planta?La unión de todas las operaciones y procesos se logrará integrando un modelo de biorefinería a escala de laboratorio, que busca promover al interior de la facultad un desempeño ambiental más sostenible que minimice el impacto de nuestras actividades de docencia a nivel de los residuos líquidos, residuos sólidos y emisiones gaseosas. A su vez la integración de la biorefinería se convertiría en una novedosa estrategia de conversión física, química y biológica, que no se ha implementado en ninguna otra universidad y fortalecerá la investigación, por lo tanto, los procesos de formación a través de las asignaturas de pregrado y posgrado, relacionadas con temas de interés ambiental, y los posibles servicios técnicos y científicos del laboratorio. Ya que los estudiantes y tesistas podrán conocer y trabajar, con diferentes tecnologías, para el tratamiento de ARnD/TB y residuos sólidos potencialmente aprovechables. Lo que ayuda a consolidar una formación más interdisciplinaria y responsable con el medio ambiente.La presente propuesta se enmarca dentro de la convocatoria No 06 apoyo a proyecto interdisciplinarios de la Pontificia Universidad Javeriana dado el equipo de trabajo estará conformado por investigadores de Microbiología, Biotecnología y Física, con amplia experiencia en tratamiento de aguas residuales, estudios de metagenómica, producción y caracterización de materiales. Adicionalmente, se contará con la cooperación de una investigadora de la universidad Anahúac de México que como co investigadora asesorará en la parte de bioconversión y reutilización de los residuos sólidos generados en la planta, dado que tiene amplia experiencia con el uso y transformación de materiales lignocelulósicos para el desarrollo adsorbentes naturales con capacidad para remover contaminantes en aguas residuales.El impacto científico será, la generación de nuevo conocimiento (integración de los procesos físicos, químicos y biológicos en una instalación autosostenible), apropiación y aplicación del conocimiento previo (Se cuenta con estudios previos que son las líneas base para soportar el presente proyecto para mejorar lo existente al adicionar más etapas de conversión), formación de talento humano (estudiantes de pregrado y/o posgrado) y divulgación de los resultados (Sometimiento de artículo a revista indexada WoS o SCOPUS).El impacto académico y social del proyecto, sería la implementación de tecnologías sostenibles que permitan realizar la bioconversión de parte de los residuos líquidos y sólidos producidos en la Facultad de Ciencias de la Universidad Javeriana y su contribución e impacto la formación de talento humano. Por otro lado, en el mediano plazo podrá trasladarse a otros laboratorios de la universidad que eliminen productos similares.