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Uso de ATP para medir la biomasa activa en biorreactores

04/02/2022

Uso de ATP para medir la biomasa activa en biorreactores



Autor: MicroPlanet®

Blog: www.bioindicacion.com

 
Los métodos rutinarios de cálculo de biomasa utilizados en la actualidad en la mayoría de estaciones de tratamiento de aguas residuales son métodos indirectos e inexactos.
 
En MicroPlanet Bioindicación somos especialistas en productos de análisis que utilizan la ATPmetría para el control microbiológico en las EDARs. Hoy dedicamos este post a explicar concretamente el uso de ATP para medir eficientemente la biomasa activa en biorreactores.
 


Control microbiológico correcto = funcionamiento correcto del biorreactor

 
Un biorreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En algunos casos, un biorreactor es un recipiente en el que se lleva a cabo un proceso químico que involucra organismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso puede ser aerobio o anaerobio. Estos biorreactores son comúnmente cilíndricos y varían en tamaño desde algunos mililitros hasta metros cúbicos. En nuestro caso entendemos como bioreactor los tanques agitados (y oxigenados) donde se desarrolla el proceso de depuración en nuestra planta de tratamiento.
 
Los biorreactores aprovechan la capacidad natural de los microorganismos existentes en las aguas residuales para descomponer los contaminantes ambientales  producidos por las ciudades e industrias. Al ser el motor principal que impulsa el proceso, resulta fundamental supervisar de cerca la cantidad y calidad de estos microorganismos.
 


Usando ATP para cuantificar la biomasa activa en biorreactores

 
Las herramientas convencionales producen varias interferencias que dificultan el logro de este objetivo. Los medios convencionales de cultivo no permiten recuperar la variedad de microorganismos exitentes y/o otros sistemas de análisis microbiológicos son caros y no inmediatos (dificultan la interpretacion “in time”). Los métodos alternativos (MLSS) que utilizamos habitualmente no reproducen con fiabilidad la biomasa activa.  
 
LuminUltra ha desarrollado y demostrado con éxito un método nuevo y preciso para este fin, de utilidad en muchas instalaciones en todo el mundo, usando la medición de trifosfato de adenosina (ATP), la molécula de transferencia de energía en todos los seres vivos.
 
Utilizando el kit de análisis QuenchGone21W de LuminUltra (QG21-W™ ), un producto diseñado específicamente para su uso en aguas residuales, se consigue una medición exacta de la biomasa viva en cualquier biorreactor (aeróbico, anóxico, anaerobio) en cuestión de minutos.
Las mediciones de sólidos suspendidos en licor mixto (MLSS) y sólidos suspendidos volátiles en licor mixto (MLVSS) son métodos indirectos que miden más que la biomasa viva. La medición de ATP celular (cATP) de LuminUltra cuantifica la biomasa presente en nuestra muestra. Investigaciones independientes han demostrado que, de promedio, una población de biomasa contiene 250 partes de carbono de biomasa por 1 parte de ATP intracelular y que la biomasa es aproximadamente 50% de carbono en base seca.
 
 
 
Estos factores se pueden combinar para lograr la siguiente conversión para sólidos suspendidos volátiles activos (AVSS):
 
AVSS (mg / L) = 0.5 × cATP (ng / mL)
 
 
El AVSS puede considerarse una indicación directa de la concentración de biomasa viva. Tener este parámetro, junto con la medición MLSS convencional, facilita el cálculo de un nuevo parámetro de control, la relación de biomasa activa (ABR):
 
ABR (%) = AVSS (mg / L) / TSS (mg / L)
 
 
Las investigaciones realizadas han demostrado que la fracción de biomasa viva contenida en el total de sólidos en suspensión de un biorreactor se encuentra generalmente entre el 15 y el 40 por ciento. Pero es muy variable según las condiciones del biorreactor, las características del sustrato y la presencia de toxinas. El siguiente diagrama muestra el ABR promedio para muchas mediciones en diferentes biorreactores aeróbicos que tratan aguas residuales de diferentes industrias.
 
 
La variabilidad del ABR demuestra la insensibilidad del MLSS como indicador real de la concentración de biomasa viva y sugiere que existen oportunidades de mejora en la mayoría de las instalaciones. De hecho, se presenta una amplia gama de opciones con la medición fácil y directa de la cantidad de biomasa viva, como la capacidad de:
 
  • Gestionar el nivel de lodos del biorreactor.
  • Mejorar la capacidad de sedimentación de los biosólidos.
  • Detectar la toxicidad de las aguas residuales del afluente.
  • Supervisar la biomasa en el efluente.
  • Equilibrar el rendimiento del biorreactor.
  • Optimizar la dosificación de aditivos y nutrientes.
  • Identificar la fuente de alteraciones del proceso.
  • Determinar la eficacia de la desinfección.
 

Kit de análisis rápido QG21-W™: un nuevo método para el control microbiológico de su planta

 
La tecnología cuantitativa ATP 2G® se aplica como una herramienta de control microbiológico en tratamientos de depuración gracias al kit de análisis rápido QG21-W™.
 
El análisis de una muestra de su planta le permitirá la valoración total de las células metabólicamente activas (biomasa o flora total), incluyendo células no cultivables, sin ser influenciada por la presencia de productos inhibidores (sales, metales, químicos,…) habituales en una matriz tan compleja como la nuestra.
 
Con la capacidad de medir la biomasa viva directamente y sin interferencias, los operadores de las estaciones de tratamiento de aguas residuales pueden desbloquear el potencial de su biorreactor mediante el uso de los kits de análisis QG21W de LuminUltra que puede adquirir en nuestra tienda online.
 
 
 
 
El kit QG21-W de LuminUltra permite cuantificar la biomasa bacteriana existente en una muestra de aguas residuales de forma rápida, fácil y segura. El kit incluye todo lo necesario (necesitará el equipo lector) y podrá realizar este análisis en cualquier EDAR sin necesidad de personal técnico cualificado.
 
El valor de la biomasa detectada le permite conocer nuevos parámetros de proceso como el índice de toxicidad (BSI) para evaluar la mortalidad en su reactor o bien el índice ABR (porcentaje de biomasa activa en SST).
 
En el siguiente video se presenta el protocolo de uso del QG21-W:
 
 
 
 

DSA (Depost&Surface Analysis) para análisis de superficies, biofilms y depósitos sólidos

 
DSA es un kit de análisis rápido para la cuantificación de la biomasa total de la muestra. Utiliza la tecnología ATP 2G® (ATP de segunda generación) de LuminUltra para la cuantificación microbiológica en pg/mL presente, mediante tres protocolos definidos: el muestreo con hisopo o escobillón de una determinada superficie; la cuantificación de un sedimento, arena o depósito en general, o bien la cuantificación de la biomasa presente en un “cupón” o sensor artificial utilizado en la recogida de biomasa en una instalación.
 
 
 
 
El uso de ATP para medir la biomasa activa en biorreactores es un salto adelante en el tratamiento de aguas residuales. Ahorra tiempo y dinero asegurando el correcto funcionamiento de la EDAR. Si lo desea, póngase en contacto con nosotros para conocer más las ventajas sobre el uso de los kits de análisis rápido de LuminUltra para el control microbiológico en su estación de tratamiento de aguas residuales.
 

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