Flujo de nutrientes

4.2.3.1 Flujo del nitrógeno en los digestores

La concentración final de NT en los digestores fue diferente en cada uno de los meses para todos los pretratamientos, lo que indica que la aplicación de pretratamientos en el efluente modificó la proporción y concentración de nutrientes en los efluentes. La aplicación de diversos pretratamientos a los lodos da lugar a un aumento en la liberación tanto de NT como de PT (Carrére et al., 2010). Las diferentes concentraciones de NT en todos los digestores estuvieron representadas por Norgánico, NO2-N, NO3-N y

NAT. Sin embargo, conforme el TRH varió, se observó una variación en la concentración de NT entre los pretratamientos y los meses. La proporción de NT después de la aplicación de un pretratamiento por lo

general está representada por las siguientes proporciones, un 84.9 % de N orgánico, 14.9 % de NAT y el resto en forma de NO2-N y NO3-N (Wang et al., 2010c).

En la mayoría de los meses en los que se llevó a cabo el experimento, la mayor proporción de nitrógeno estuvo representada por el N orgánico, el cual disminuyó en los meses cálidos después de los 15 días de THR, con un incremento en la concentración de NAT por procesos de amonificación (Reddy y Patrick, 1984). El NAT que se produce por amonificación queda entonces disponible para otros procesos tales como la nitrificación o volatilización (Vymazal, 2007; Zhang et al., 2009). Al aplicar pretratamientos mecánicos, térmicos y químicos (ozonación) en lodos de aguas residuales se han observado incrementos de hasta 10 veces en la concentración de NT (Muller, 2000).

En algunos de los meses, la concentración final de NT en los pretratamientos fue mayor a la inicial a causa de la constante liberación de N del sedimento en forma de NAT. Sin embargo, posterior a los 15 días del TRH, la concentración de NT disminuyó en la mayoría de los casos, por lo cual se debe considerar que tanto la reducción de los NO3-N y NO2-N por desnitrificación, así como la constante volatilización del

amonio (este último siendo un proceso que es más activo cuando el pH < 7.5, y la concentración de NAT sea muy alta) resulta en una disminución importante del NT en el efluente (Reddy y Patrick, 1984; Miklelsen et al., 1978; Ahn, 2006). En este estudio, la remoción de N estuvo representada por la desnitrificación y la remoción del nitrógeno orgánico por amonificación. Los pretratamientos que fueron más consistentes en la disminución de la concentración del NT fueron el biológico con una remoción del 37.28+19.32 %, el mecánico con un 41.49+34.76% y el control con un 38.30+25.11 %. Uno de los factores que tuvo mayor influencia sobre las tasas de degradación de las diferentes especies químicas del N en los digestores fue la temperatura, la cual aceleró la actividad de las bacterias en los lodos secundarios (Dawson y Murphy, 1972; Bailey y Beauchamp, 1973; Stanford et al., 1975). En base a lo anterior se puede establecer que tanto la temperatura como el TRH son factores que deben ser considerados en los procesos de degradación de nutrientes en digestores anaeróbicos independientemente del origen de los lodos

A pesar de que no se detectaron diferencias significativas entre los pretratamientos térmico, biológico y mecánico en comparación con el control en la concentración final de NT, la proporción de las diferentes especies de N fue diferente para cada uno de ellos, tanto la concentración de N orgánico como la de NAT el cual presentó una constante liberación dentro de los digestores a causa de los procesos de amonificación.

4.2.3.2 Flujo del fósforo en los digestores

La concentración de PT a lo largo del estudio presentó diferencias significativas tanto entre los pretratamientos como entre los meses. En la mayoría de los casos se observó un incremento en la concentración PT por la constante liberación de P de los en los digestores. Durante la digestión anaeróbica una de las principales características es la degradación de la materia orgánica y la liberación de P, las cuales se llevan a cabo en condiciones anaeróbicas (Camacho, 2001; Sathasivan, 2008).

El aporte de P dentro de los digestores se debió a un incremento en la mineralización del P inorgánico y orgánico, proceso que se presentó en la mayoría de los meses. Tanto el PO4-P como el P orgánico

representaron un aporte importante en el incremento de la concentración de PT en los digestores en todos los pretratamientos concentraciones de hasta 3,94 mgL-1. En el pretratamiento biológico se observó la mayor producción de PT (118.8 %). Puigagut et al. (2011) evaluaron la degradación de lodos tratados en lechos de secado, reportando incrementos en la concentración de PT al presentarse una liberación de 4mg de PO4-P por día. Muller (2000) observó que la concentración de P se incrementó

hasta 3 veces, posterior a la aplicación de un pretratamiento a una presión alta de homogenización (80 MPa). Solamente durante agosto se presentó una menor concentración de P orgánico en todos los pretratamientos, lo que tuvo como consecuencia disminución en la concentración del PT. La única forma en la que se puede remover el P de los efluentes en condiciones anaeróbicas precipitación en los lodos por procesos químicos. En este estudio, los lodos expuestos a un pretratamiento biológico se liberó la mayor concentración de PT; sin embargo, ningún pretratamiento fue capaz de eliminarlo, ya que para que las bacterias acumuladoras del fosfato asimilen el fósforo se requiere de una fase aeróbica o en consecuencia se requiere llevar a cabo una precipitación química y posteriormente retirar los sólidos en el efluente para evitar su resuspensión.