Lección 1. Microorganismos presentes en el agua residual

 

3. MICROORGANISMOS PRESENTES EN EL AGUA RESIDUAL

Los seres vivos se dividen en tres reinos: animal, vegetal y protisto, este último es el de nuestro interés. Ver Tabla No.17, a su vez el reino protisto contiene micro-organismos subdivididos en: Procariótidos o microorganismos unicelulares sin verdadero núcleo, comprenden las bacterias y las algas verde-azules y los eucarióticos o microorganismos de células con "verdadero" núcleo, como son las algas, los hongos y los protozoos.

TABLA No. 17 CLASIFICACIONES DE LOS ORGANISMOS

 

GRUPO

ESTRUCTURA CELULAR

CARACTERISTICAS

MIEMBROS REPRESENTATIVOS

EUCARIOTAS

 

 

 

 

 

 

EUBACTERIAS

 

 

 

ARQUEBACTERIAS

EUCARIOTICA

(Contiene núcleo verdadero encerrado dentro de una membrana nuclear)

 

PROCARIOTICA

(Sin membrana nuclear)

 

PROCARIOTICA

(Sin membrana nuclear)

Multicelulares con diferenciación amplia de células y tejido. Unicelulares o miceliales con pocao ninguna diferenciación de tejido.

Química celular similar a los eucariotas.

 

 

Química celular característica.

Plantas

Animales

 

Protistas (algas, hongos, protozoos).

 

 

Bacterias

 

 

 

Metanógenas

Halófilas

Termacidófilas

Fuente: ROMERO ROJAS, Jairo Alberto. Tratamiento de Aguas Residuales. 2002. Pág. 189.

 

 

Desde el punto de vista del modo de obtención de energía para las reacciones metabólicas y la síntesis de nuevo material celular, los organismos vivos se dividen en autótrofos y heterótrofos. Los organismos autótrofos obtienen su energía directamente de la luz solar o por reacciones inorgánicas.

Los organismos autótrofos tienen la propiedad de convertir compuestos inorgánicos oxidados en compuestos orgánicos que almacenan la energía de la luz solar o de las reacciones de oxido-reducción en enlaces químicos de alta energía. El CO2 es para ellos, la fuente del carbono orgánico y en general, de toda la biomasa existente en la tierra. Así mismo son los que fijan la energía solar e inician el ciclo de transmisión de energía a través de la cadena alimentaría o cadena trófica, que da vida al resto de organismos.

Los organismos heterótrofos sólo pueden obtener energía a través de la oxidación de materia orgánica, es decir, requieren compuestos sintetizados por organismos autótrofos. Estos organismos obtienen el carbono orgánico de compuestos orgánicos al degradarlos obtienen la energía para sobrevivir.

Los micro-organismos, tanto eucarióticos como procarióticos, pueden obtener energía de manera autótrofa o heterótrofa como sus diferencias taxonómicas son mas importantes que el modo de alimentación, no se pueden clasificar como animales o vegetales sino en el reino protisto.

En el agua residual se encuentran diferentes tipos de microorganismos, bacterias, hongos, algas, protozoos, siendo las bacterias las que en mayor porcentaje actúan y degradan la materia orgánica.

3.1. BACTERIAS

3.1.1. Características Generales. Las bacterias son organismos procariotas unicelulares, de forma esférica, cilíndrica o helicoidal. Las esféricas pueden estar individualmente (cocos), por pares (diplococos) o formando cadenas (estreptococos) y ramilletes (estafilococos). Las cilíndricas pueden venir individualmente (bacilos) o en cadenas (estreptobacilos); las espirales (espirilos) se mantienen desunidas de otras compañeras generalmente.

En general, las bacterias tienen una membrana celular (citoplasma) y contiene una suspensión coloidal de proteínas, carbohidratos, y otros compuestos orgánicos. La concentración interna de sales del citoplasma es mucho mayor que la del medio que la rodea, esto hace que la presión osmótica hacia el exterior sea grande, por lo cual son necesarias la pared celular y la cápsula para conservar la forma.

Dentro del citoplasma se encuentran los ribosomas, cuerpos que contienen ácido ribonucléico ARN, parte principal de la maquinaria de síntesis de proteínas. También en su interior se encuentra la zona del núcleo, no completamente definida, y muy rica en ácido desoxiribonucléico ADN. El ADN contiene toda la información genética para la reproducción y se considera como la clave fundamental de la vida.

 

Las bacterias están compuestas en un 75-80 % de H2O y un 20 % de material seco, del cual el 80-90 % es orgánico y el resto inorgánico. La composición química aproximada es C5H7 NO2, lo que significa que aproximadamente la mitad de la parte orgánica es carbono. Los compuestos inorgánicos principales son: P2O5, SO3, Na2O , CaO , MgO , K2O y Fe2O3.

El medio ambiente de las bacterias es muy importante para su supervivencia. El pH debe estar preferiblemente entre 6,5 y 7,5. La temperatura puede fluctuar entre -2°C y 75°C de acuerdo con la subdivisión mostrada en la Tabla No. 18, según el rango de temperatura para la supervivencia. Las tasas de reacción metabólicas, en general, se duplican con un incremento de 10 °C dentro de los rangos presentados.

 

TABLA No. 18 Rangos típicos de temperatura para las bacterias

TIPO DE BACTERIA

RANGO DE TEMPERATURA (°C)

GENERAL

OPTIMO

Criofílicas

Mesofílicas

Termofílicas

2 - 20

20 - 45

45 - 75

12 - 18

25 - 40

55 - 65

Fuente: OROZCO JARAMILLO, Alvaro. Tratamiento Biológico de las Aguas Residuales. Universidad de Antioquia. Pág. 183.

 

Las bacterias son principalmente heterótrofas, o también autótrofas. Las más comunes entre las autótrofas son quimiosintéticas, pero algunas son fotosintéticas (bacteria Púrpura del Azufre y la bacteria Verde del Azufre).

 

3.1.2. Crecimiento Bacteriano. El número de microorganismos presentes en el agua residual (principalmente bacterias), resulta fundamental en el porcentaje de remoción de materia orgánica, estos organismos requieren unas condiciones especiales para su reproducción y alimentación, como todo ser vivo nacen, crecen, se reproducen y mueren. Desde el punto de vista de población microbiana y disponibilidad de alimento se diferencian cuatro fases: figura 23.

1. Fase de Retardo: Tiempo requerido por las bacterias para aclimatarse al nuevo medio.

2. Fase de crecimiento exponencial: En esta fase existe una cantidad excesiva de alimento alrededor de los microorganismos, el único limitante en su crecimiento es su propia capacidad de metabolizar el alimento (substrato).

3. Fase Decreciente: La masa de bacterias disminuye como consecuencia de la limitada disponibilidad de alimento.

4. Fase endógena: Los microorganismos se ven forzados a metabolizar su propio protoplasma sin reposición del mismo debido a la escasez de alimento. En esta etapa los nutrientes que quedan en las células muertas se difunden proporcionando alimento a las células vivas.