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LINEA DE BIOTECNOLOGIA
Ing. Juan Ramírez Hernández
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BASES DE MICROBIOLOGIA
Las bacterias son los microorganismos encargados de descomponer toda la materia orgánica presente en el medio ambiente; ellas son responsables de la purificación de los lagos, ríos y suelo. Estos microorganismos son también los principales catalizadores en los sistemas de tratamiento de aguas residuales municipales e industriales. Este proceso es denominado digestión o biodegradación. Idealmente, el proceso de digestión debería continuar hasta la liberación de bióxido de carbono y agua. Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
BIOAUMENTACION El principio de la bioaumentación es de utilizar bacterias altamente especializadas para incrementar y mejorar, la capacidad de digestión total de la población bacteriana natural, presente en los sistemas de tratamiento de aguas residuales y suelos. Ing. Juan Ramírez Hernández
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CLASIFICACION DE LAS BACTERIAS
AERÓBICAS.- Son las bacterias que requieren la presencia de oxígeno para desarrollarse o crecer. Este es el método más eficiente para la degradación de los nutrientes. ANAERÓBICAS.- Son las bacterias que no pueden usar oxígeno para desarrollarse. El oxígeno puede en algunos casos matar estas bacterias. FACULTATIVAS ANAERÓBICAS.- Estos organismos tienen la capacidad de usar el oxigeno cuando está presente, pero también pueden funcionar sin él. Ing. Juan Ramírez Hernández
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TEMPERATURAS OPTIMAS DE CRECIMIENTO
Bacterias Termofílicas °C Bacterias Mesofílicas °C Bacterias psicrofílicas °C Bacterias Facultativas °C Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
FUNCION DE LAS ENZIMAS Las enzimas producidas por las bacterias actúan como catalizadores que rompen los compuestos orgánicos complejos en fragmentos más simples Las enzimas cambian la forma del desecho (DISUELVEN) de tal manera que pueda ser utilizado por las bacterias. Así mismo, las enzimas permiten a las bacterias trabajar más rápido ( 10 billones de veces más rápido). Ing. Juan Ramírez Hernández
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CLASIFICACION DE LAS ENZIMAS
Enzimas Extracelulares.- Liberadas por las bacterias, cumpliendo su función en la parte externa de la celda. Enzimas Intracelulares.- Permanecen unidas a la celda. Entre aquellas que se encuentran en los sistemas de tratamiento de aguas residuales, tenemos: Proteasa: Rompe las proteínas Amilasa: Rompe los carbohidratos Lipasa: Rompe los aceites Celulasa: Rompe la celulosa Ureasa: Rompe la urea Ing. Juan Ramírez Hernández
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CRECIMIENTO BACTERIAL
CELDA INICIAL ELONGACION SEPTUM CELDAS HERMANAS IGUALES Ing. Juan Ramírez Hernández
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Fuente: Spartan Chemical
1ER ETAPA BACTERIA: FABRICA DE ENZIMAS Productos de síntesis Nuevas celdas Productos de respiración Agua CO2 Oxigeno Almacenamiento Partícula absorbida Orgánicos solubles Partícula libre Enzima extracelular Fuente: Spartan Chemical MEDIO LIQUIDO O SOLIDO Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
BIOTECNOLOGIA Los avances en biotecnología son dirigidos a “ formular” cultivos bacterianas superiores para productos biológicos, a través de: Selección de bacterias específicas existentes en la naturaleza. Adaptación selectiva de estas bacterias. Mezclado sinergético de las bacterias. Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
ADAPTACION SELECTIVA Suministra una tasa de metabolismo incrementada para compuestos biodegradables. Mejora la habilidad para degradar compuestos no biodegradables. Aumenta la tolerancia a compuestos normalmente tóxicos. Habilidad para operar bajo condiciones típicamente adversas como bajas temperaturas. Ing. Juan Ramírez Hernández
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EL PASTEL DE LA CONTAMINACION
ANTES DESPUES B A B A C A: microorganismos deseables B: microorganismos salvajes C: microorganismos selectivos Ing. Juan Ramírez Hernández
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PARAMETROS DE CRECIMIENTO
pH ( 7.5 optimo) Oxigeno disuelto 0,5 ppm Temperatura °C Nitrógeno ppm Fósforo ppm Ing. Juan Ramírez Hernández
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Agua residual REVISION GENERAL Agua tratada a desinfección Ing. Juan Ramírez Hernández
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Agua residual *Tratamiento mecánico *Remoción de partículas grandes y grasa *Adecuación del agua para posterior tratamiento TRATAMIENTO PRELIMINAR *Cuando se requiere en sistemas industriales. *Ayuda a balancear los flujos de aguas. A siguiente etapa Ing. Juan Ramírez Hernández
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
PRIMARIO Agua de Pretratamiento Tratamiento físico Reducción en % de los sólidos suspendidos, por sedimentación Dosificación de aditivos químicos para mejorar la sedimentación hasta el % Remoción de DBO % Líquido Sólido (lodo) Ing. Juan Ramírez Hernández
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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Agua residual del tratamiento primario TRATAMIENTO SECUNDARIO Tratamiento biológico Emplea microorganismos para la remoción del remanente de sólidos en suspensión y de sólidos disueltos Remoción de la DBO depende del tipo de sistema * Cloro * Ozono Incineración y/o Disposición en suelo Descarga
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TRATAMIENTO SECUNDARIO
Ing. Juan Ramírez Hernández
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BENEFICIOS DE LA BIOAUMENTACION
Mejoramiento de la bioactividad Reducción de la DBO Mejoramiento de la estabilidad del sistema Reducción de espuma Mejoramiento de la sedimentación de sólidos Reducción del volumen de lodos Ing. Juan Ramírez Hernández
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Marco legal para la calidad de agua
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-003-ECOL-1997 QUE ESTABLECE LOS LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA LAS AGUAS RESIDUALES TRATADAS QUE SE REUSEN EN SERVICIOS AL PUBLICO. PROMEDIO MENSUAL TIPOS DE REUSO Coliformes fecales NMP/100 ml Huevos de Helminto (h/l) Grasas y aceites m/l DBO5 mg/l SST/mg/l SERVICIOS AL PUBLICO CON CONTACTO DIRECTO 240 < 1 15 20 CON CONTACTO INDIRECTO U OCASIONAL 1,000 < 5 30 Ing. Juan Ramírez Hernández
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LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-ECOL-1997 QUE ESTABLECE LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES EN LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES EN AGUAS Y BIENES NACIONALES. LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA CONTAMINANTES BÁSICOS PARÁMETROS RÍOS EMBALSES NATURALES Y ARTIFICIALES AGUAS COSTERAS SUELO (miligramos por litro, excepto cuando se especifique) Uso en riego agrícola (A) Uso público urbano (B) Protección de vida acuática (C) Uso en riego agrícola (B) Uso público urbano (C) Explotación pesquera, navegación y otros usos (A) Recreación (B) ESTUARIOS (B) HUMEDALES NATURALES (B) P.M. P.D. P.D P.M Temperatura oC (1) N.A 40 N.A. G y A (2) 15 25 Materia Flotante (3) AUSENTE SS (ml/l) 1 2 SST 150 200 75 125 60 DBO5 30 Nitrógeno Total Fósforo Total 20 5 10 (1) Instantáneo (2) Muestra Simple Promedio Ponderado (3) Ausente según el Método de Prueba definido en la NMX-AA-006. P.D.= Promedio Diario; P.M. = Promedio Mensual: N.A. = No es aplicable. (A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos.
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Marco legal para la calidad de agua
Continuacion…. LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES PARA METALES PESADOS Y CIANUROS PARÁMETROS RÍOS EMBALSES NATURALES Y ARTIFICIALES AGUAS COSTERAS SUELO (*) (miligramos por litro) Uso en riego agrícola (A) Uso público urbano (B) Protec- Uso en riego agrícola (B) Uso público urbano (C) Explotación pesquera, navegación y otros usos (A) Recreación (B) ESTUARIOS (B) HUMEDALES NATURALES (B) ción de vida acuática (C) P.M. P.D P.M Arsénico 0.2 0.4 0.1 0.2. Cadmio 0.05 Cianuros 1 3 2 Cobre 4 6 Cromo 1.5 0.5 Mercurio 0.01 Níquel Plomo 5 10 Zinc 20 .D. = Promedio Diario P.M. = Promedio Mensual N.A. = No es aplicable (A), (B) y (C): Tipo de Cuerpo Receptor según la Ley Federal de Derechos. Ing. Juan Ramírez Hernández
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BIORREMEDIACION DE SUELOS
Es la técnica a través de la cual, se restablecen las condiciones de una superficie no aptas para la vida animal o vegetal. La biorremediación es una técnica ensayada y probada en sitios contaminados con hidrocarburos; dentro de esta técnica encontramos cuatro subcategorías: Biodegradación, biorregeneración, bioaumentación y bioestimulación. Ing. Juan Ramírez Hernández
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BIODEGRADACION Es la descomposición o rompimiento de una sustancia o compuesto con microorganismos vivos. Los microbios y hongos son los degradadores naturales más comunes. Ing. Juan Ramírez Hernández
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BIORREGENERACION Es el restablecimiento o el retorno hacia un estado original empleando microorganismos vivos. La naturaleza tiene un balance en el sistema y lo verifica continuamente. Si existe un exceso o muy poco de algo, la naturaleza emplea varias formas de los seres vivos para restablecer el equilibrio. Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
BIOAUMENTACION Esta técnica incorpora formas específicas de vida a un suelo contaminado, para incrementar o ayudar a alcanzar el efecto deseado. Ing. Juan Ramírez Hernández
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BIOESTIMULACION Este tratamiento de un sitio o de una superficie, consiste en adecuar las condiciones de crecimiento de los microorganismos existentes o añadidos, para realizar una función deseada. Ing. Juan Ramírez Hernández
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DEGRADACION DE HIDROCARBUROS
Oxigeno Microorganismos Alcohol Parafina Acido graso Aldehído CO2 Agua SUELO Ing. Juan Ramírez Hernández
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LIMITES PERMISIBLES PARA LA REMEDIACION DE SUELOS CONTAMINADOS
Limites maximo permisibles de contaminacion en suelos por Hidrocarburos ( HTP) en Mexico, Contaminante Uso predominante Agricola – Residencial - Industrial Gasolina Diesel Productos aceitosos Ing. Juan Ramírez Hernández
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GUIA PARA LA REMEDIACION DE SUELOS CONTAMINADOS
Actividad de microorganismos Contenido de humedad Requerimiento de nutrientes Requerimiento de oxigenación Efecto de la temperatura Parámetros de control Ing. Juan Ramírez Hernández
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REMEDIACION DE SUELOS IN SITU
Determinación de TPH Preparación el suelo; arado manual o mecánico Sembrado de microorganismos y nutrientes Ajuste de humedad mediante riego Aireación periódica y control de TPH Ing. Juan Ramírez Hernández
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DIGESTION DE PRODUCTOS AGRICOLAS
COMPOST Es el producto homogéneo obtenido por un proceso biológico, a través del cual la materia orgánica existente en los residuos y desechos sólidos, provenientes de la actividad agrícola, agropecuaria y agroindustrial, como vegetación, hojas, tallos, corteza de frutos, estiércol de aves o ganado; es convertida en otra más estable, por la acción de microorganismos. Ing. Juan Ramírez Hernández
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VENTAJAS COMPOSTAJE CON MICROORGANISMOS
El uso de microorganismos selectivos en el proceso de compostaje de desechos agrícolas, permite obtener el abono orgánico, en un período de tiempo de 25 a 30 días. Este compost tiene un mayor contenido de nitrógeno, que aquel elaborado por el método natural, en el cual el tiempo de digestión varia entre 90 a 120 días. Otro beneficio que se obtiene al utilizar microorganismos selectivos, es de llevar a cabo el proceso en un menor espacio o superficie de terreno. Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
ESQUEMA DE UNA PILA Ing. Juan Ramírez Hernández
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PRODUCTOS PARA BIOAUMENTACION
Concentrados líquidos Concentrados sólidos IMPORTANTE Concentración de microorganismos Número e identificación de microorganismos Dosificación Inicial y de mantenimiento Ing. Juan Ramírez Hernández
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APLICACIONES Trampas de grasa o interceptores de aceite
Filtros percoladores o filtros biológicos Digestores Tanques de aireación de lodos activados Lagunas de aireación y lagunas facultativas Lagunas de recreación Piscinas camaroneras Pozos sépticos Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
CONSUME LIQ Bacteria selectivas adaptadas diseñadas para tratamiento de efluentes, libre de Bacterias patogenas. 800 billones de bacterias x gls Ph USDA Rating L2 LAGUNAS: 1 GAL X 10,000 GLS DE FLUJO DIARIO X 2 SEMANAS MANTENIMIENTO: ½ GL X 10,000 GPDLS FLUJO DIARIO TRAMPAS DE GRASA 6 GAL. INICIALES/1500 GAL. DE CAPACIDAD DE LA TRAMPA MANTENIMIENTO: 1 QT/1500 GAL. DE CAPACIDAD DE LA TRAMPA Ing. Juan Ramírez Hernández
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Se adiciona Consume Liq en la entrada del sistema de aireacion
LODOS ACTIVADOS Se adiciona Consume Liq en la entrada del sistema de aireacion Flujo era Semana Mantenimiento 10K-20 K 2 gpd 1 gpd 20K-50K 4 gpd 2 gpd 50K-Plus 6 gpd 3 gpd 1 mgpd-plus 6 gal./mil.gal/dia 3 gpd (gpd= galones por día mgpd= millón galones por día) Ing. Juan Ramírez Hernández
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Consume POW Bacteria selectivas adaptadas diseñadas para tratamiento de efluentes y lodos con hidrocarburos. libre de Bacterias patogenas. 5 billones de bacteriasxgramo Ph 8.5 LAGUNAS: 1.5 k X 50,000 GLS DE FLUJO DIARIO X 2 SEMANAS MANTENIMIENTO: ½ kg X 100,000 GPD FLUJO DIARIO TRAMPAS DE GRASA 1.5 Kg/1500 GAL. DE CAPACIDAD DE LA TRAMPA ½ Kg / semana /1500 GAL. DE CAPACIDAD DE LA TRAMPA Ing. Juan Ramírez Hernández
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CONSUME POW Polvo para tratamiento
Flujo era Semana Mantenimiento 10K-20 K gpd ½ kg/ dia ¼ kg/ dia 20K-50K gpd 1 kg / dia ½ kg/ dia 50K-Plus kg / dia kg/ dia 1 mgpd-plus kg / dia (gpd= galones por día mgpd= millón galones por día) Ing. Juan Ramírez Hernández
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Ing. Juan Ramírez Hernández
MUCHAS GRACIAS Assistance tecnica Cel : (656) Ing. Juan Ramirez Oficinas: Lic. Pedro lavalle Ing. Juan Ramírez Hernández
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