China – Determinan que los desechos agrícolas pueden mejorar el proceso de desnitrificación biológica en el tratamiento de los efluentes de las granjas acuícolas.
La contaminación por nitrógeno en los efluentes acuícolas representa un riesgo significativo para la salud y el ambiente, si no son removidos antes de descargar el efluente en los cuerpos de agua naturales.
Un equipo de investigadores de la Chinese Academy of Fishery Sciences, Guangdong Ecological Remediation of Aquaculture Pollution Research Center, y del National Demonstration Center for Experimental Fisheries Science Education investigaron como seis tipos de residuos agrícolas pueden ser usadas como fuentes sólidas de carbono en la desnitrificación biológica de los efluentes acuícolas.
Ellos estudiaron: Tallo de plátano (BS), esponja vegetal (LS), tallo de sorgo (SS), tallo de camote (SPS), piel de sandía (WS) y cáscara de trigo (WH), para determinar su capacidad para liberar carbono y mejorar la eficiencia de la desnitrificación de los efluentes de las granjas acuícolas.
Cada residuo agrícola se sometió a una investigación exhaustiva de los compuestos orgánicos liberados, las propiedades de la superficie, la cinética de liberación de carbono y la cinética de desnitrificación mediante experimentos por lotes.
Desnitrificación biológica
La desnitrificación biológica es considerada como la tecnología más efectiva y prometedora para remover el nitrógeno de las aguas residuales. Esta emplea bacterias desnitrificantes.
La tasa de desnitrificación es altamente dependiente de la tasa carbono-nitrógeno (C/N) del sustrato usado. Sin embargo, la tasa de C/N de los efluentes de la acuicultura usualmente son menores a cuatro y no contienen el carbono suficiente para garantizar el proceso de desnitrificación.
Convencionalmente, fuentes externas de carbono, como el metanol, el ácido acético y la glucosa, son agregados a las aguas residuales para incrementar el proceso de desnitrificación. Sin embargo, estas fuentes de carbono son generalmente caras y tienen altos requerimientos de energía y operativos.
Uso de residuos agrícolas para la desnitrificación
El uso de residuos agrícolas como fuente de carbono tiene significativas ventajas económicas y es altamente eficiente. A la fecha, varios tipos de residuos agrícolas han sido investigados para su aplicación como fuentes sólidas de carbono para la desnitrificación de las aguas residuales municipales y los efluentes industriales.
Los residuos agrícolas tienen una excelente capacidad de liberación de carbono con demandas químicas de oxígeno de 100 a 2050 mg/g, y potenciales de desnitrificación de 0,42-0,67 mg NO3−-N/h.
Diversos estudios de investigación han confirmado que agregar residuos agrícolas a las aguas residuales municipales y los efluentes industriales puede efectivamente mejorar la eficiencia de la desnitrificación.
Sin embargo, no está claro si el impacto de los desechos agrícolas en la desnitrificación en el tratamiento de aguas residuales de la acuicultura es rápido y duradero.
Resultados
“Los resultados de los experimentos mostraron que los seis residuos agrícolas tienen excelentes capacidades de liberación de carbono”, destacan los investigadores.
Según los investigadores los residuos agrícolas tuvieron excelente rendimiento de desnitrificación y removieron completamente el nitrato y el nitrito.
Las tasas de desnitrificación variaron de 1,01 a 2,16 mg/(L*h), que fueron más altas que en estudios previos.
Conclusiones
“Nosotros concluimos que la esponja vegetal tiene el menor riesgo potencial de exceso en la liberación de carbono y capacidad de liberación duradera y estable de carbono”, dicen los investigadores.
También indican que en la reacción de desnitrificación de 181 horas, todos los residuos agrícolas removieron completamente el nitrato y el nitrito; sin embargo, el tallo de sorgo tuvo la más alta tasa de desnitrificación.
Finalmente los investigadores destacan que sus resultados proveen una guía teórica para la selección efectiva de los residuos agrícolas como una fuente de carbono sólido y para mejorar la eficiencia de la desnitrificación en el tratamiento de las aguas residuales de la acuicultura.
Referencia (acceso libre)
Gao S, Gong W, Zhang K, Li Z, Wang G, Yu E, Xia Y, Tian J, Li H, Xie J. 2022. Effectiveness of agricultural waste in the enhancement of biological denitrification of aquaculture wastewater. PeerJ 10:e13339 https://doi.org/10.7717/peerj.13339
