Shepherdstown, USA.- Un grupo de investigadores concluye que los biorreactores de desnitrificación elaborados con astillas de madera pueden tratar eficientemente los efluentes de los sistemas de recirculación en acuicultura al menos dos años sin mayores costos de operación.
Los bioarreactores desnitrificantes de “astillas de madera”, una técnica de mitigación eficiente y relativamente pasiva de nitrógeno, han capturado el interés de la comunidad de la acuicultura debido a su diseño simple, operación simple y bajo costos de inversión. https://www.aquahoy.com/i-d-i/sistemas-de-cultivo/27622-biorreactores-de-astillas-de-madera-tienen-el-potencial
Las investigaciones iniciales demostraron que los biorreactores son capaces de remover cantidades significativas de nitrógeno generado de los métodos de cultivo intensivo de peces, La vida útil de los biorreactores de astillas de maderas para el tratamiento de efluentes agrícolas con un relativo bajo contenido de sólidos es de diez a más años.
La naturaleza concentrada de los efluentes de los sistemas en recirculación en acuicultura, con una alta demanda química de oxígeno y sólidos suspendidos totales, pueden causar una capacidad reducida hidraúlica e incrementar la obstrucción de las astillas con el tiempo.
Por otro lado, la hidráulica del biorreactor se puede alterar a medida que los sólidos en los efluentes se capturan cerca de los colectores convencionales y cuando el crecimiento biológico coloniza los espacios de los poros entre las astillas. Este efecto puede amplificarse en los biorreactores que tratan aguas residuales con cargas de nutrientes relativamente altas.
Mantener una operación óptima de biorreactor desnitrificante con una mínima obstrucción de astillas de madera ayudará a evitar que las instalaciones de acuicultura excedan las regulaciones de descarga de nitrógeno, evitar los posibles efectos ambientales perjudiciales y mantendrá bajo los costos operativos al extender la vida útil del biorreactor. Los investigadores han demostrado que el costo por kilogramo de nitrógeno eliminado podría reducirse a casi la mitad al extender la vida útil del biorreactor de uno a cinco años.
Mejora de diseño de biorreactores
Actualmente, la mayoría de estudios de mejora del diseño del biorreactores se han concentrado en la forma del biorreactor, la temperatura del agua, el tiempo de retención o la fijación de carbono, y el correspondiente tamaño del medio. Un área que a menudo pasan por alto ha sido el diseño múltiple influyente.
Un equipo de investigadores de The Conservation Fund Freshwater Institute, University of Illinois y Superior Fresh, liderados por Christine Lepine, evaluó la influencia del diseño múltiple influyente en el rendimiento del biorreactor desnitrificante de astillas de madera bajo diferentes regímenes de temperatura y condiciones de carga. Ellos compararon dos diseños de colector, una distribución única y un colector de distribución múltiple, para la eliminación de nitrógeno y el rendimiento general del biorreactor durante un período de estudio de dos años.
Los investigadores construyeron cuatro biorreactores de desnitrificación con astillas de madera a nivel piloto en un invernadero ubicado en el Freshwater Institute del The Conservation Fund. “De los cuatro biorreactores, dos colectores de entrada fueron construidos como un diseño de colector de distribución único (control), mientras que los dos restantes se configuraron con un diseño de distribución múltiple” reportan.
Los efluentes tratados por los biorreactores fueron obtenidos de cultivo de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss) y de salmón del Atlántico (Salmo salar). Los efluentes fueron procesados mediante un filtro de tambor para separar la mayoría de los sólidos.
“El estilo múltiple no tiene un impacto notable sobre el rendimiento del biorreactor cuando los efluentes tratados operan bajo condiciones normales, pero el estilo de distribución múltiple demuestra un 11% de incremento en nitrato y 12% de incremento en la eficiencia de remoción de sólidos suspendidos” reportan los investigadores.
Ellos destacan que el rendimiento del biorreactor en ambos diseños de colector disminuyó de un promedio de 92% en la remoción sólidos suspendidos totales bajo condiciones de operación normal a <76% cuando se trata de efluentes con alta carga. Los biorreactores proveyeron tasas de remoción de nitrógeno de 17-25 gramos NO3-N m-3 d-1 durante el segundo año de estudio.
Los investigadores concluyen que los biorreactores de astillas de madera pueden tratar eficientemente los efluentes de la acuicultura al menos dos años sin mayores impactos perjudiciales debido a la obstrucción. {mprestriction ids=»*»}
Referencia (abierto):
Christine Lepine, Laura Christianson, Gregory McIsaac, Steven Summerfelt. 2020. Denitrifying bioreactor inflow manifold design for treatment of aquacultural wastewater. Aquacultural Engineering, Volume 88, February 2020, 102036. https://doi.org/10.1016/j.aquaeng.2019.102036
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144860919301402?via%3Dihub#abs0010 {/mprestriction}
