Efecto de los cambios en la salinidad en los polímeros extracelulares del lodo anaeróbico

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　1. Introducción
El rápido desarrollo de industrias como la procesamiento de alimentos, la fabricación de cuero y el petróleo ha llevado a un aumento en las cantidades de aguas residuales orgánicas salinas que se descargan. Estas aguas, además de tener un alto contenido de sales, suelen contener también altas concentraciones de materia orgánica. Por lo tanto, es más práctico utilizar técnicas de tratamiento biológico anaeróbico para tratar este tipo de aguas residuales. Técnicas como el lecho fluidizado anaeróbico de lodos ascendentes (UASB), los reactores de membrana biológica anaeróbicos secuenciales (ASBBR) y los lechos de lodos granulares expandidos (EGSB) han demostrado ser eficaces para tratar aguas residuales orgánicas salinas.

Los polímeros extracelulares (EPS) son macromoléculas viscosas formadas por microorganismos a través de procesos metabólicos y autólisis celular. Se encuentran adheridos a la pared celular y presentan una estructura bicapa con propiedades reológicas. La capa interna está formada por EPS de unión estrecha (TB-EPS), que se une firmemente a la pared celular y tiene una forma definida, permaneciendo establemente adherido a ella. La capa externa está formada por EPS de unión laxa (LB-EPS), que puede difundirse hacia el entorno circundante, formando una capa mucosa sin bordes definidos. Los EPS están compuestos principalmente por proteínas (PN) y polisacáridos (PS), además de pequeñas cantidades de humus y ácidos nucleicos. Esta composición favorece la adhesión y agregación entre las células microbianas, y afecta las propiedades físico-químicas de los flocos de lodo, como su capacidad de sedimentación, coagulación, deshidratación y carga eléctrica superficial. Por lo tanto, estudiar el papel de los polímeros extracelulares en los sistemas de tratamiento biológico de aguas residuales es necesario para mantener el funcionamiento estable del proceso.

Los cambios en el contenido y composición de los EPS están relacionados con la concentración de nutrientes en las aguas residuales, el tipo de sustrato, la concentración de oxígeno disuelto, la concentración de iones metálicos tóxicos y dañinos, así como la salinidad. En los últimos años, los cambios en la salinidad de las aguas residuales han llamado mucho la atención de los investigadores. Abbasi y colaboradores descubrieron que un aumento en la salinidad de las aguas de entrada estimula a los microorganismos a secretar más polisacáridos extracelulares para reducir los efectos negativos del aumento de la presión osmótica en las células. Ismail y colaboradores encontraron que no había diferencias significativas en el contenido de PN en los EPS de lodos anaeróbicos cuando la concentración de Na+ era de 10 g·L-1 y 20 g·L-1. Sin embargo, cuando la concentración de Na+ era de 10 g·L-1, el contenido de PS en los EPS era mayor. Wang y colaboradores investigaron el efecto de los cambios en la salinidad en los EPS de lodos aeróbicos y descubrieron que un aumento gradual de la salinidad de las aguas de entrada de 0% a 8% causaba un aumento en el contenido de PN y PS en los EPS de lodos aeróbicos, mientras que la relación PN/PS disminuía. El contenido de LB-EPS y TB-EPS estaba relacionado positivamente con el índice de volumen de lodos granulares (SVI). Se han realizado muchos estudios sobre el efecto de los cambios en la salinidad de las aguas de entrada en el contenido y composición de los EPS de lodos anaeróbicos y aeróbicos. Sin embargo, hay pocos informes sobre el efecto del aumento de la salinidad en el contenido y composición de LB-EPS y TB-EPS en lodos anaeróbicos. Además, no hay estudios sobre la relación entre las propiedades físico-químicas de los lodos anaeróbicos y los polímeros extracelulares en diferentes niveles de salinidad.

Para abordar estos problemas, este estudio tiene como objetivo analizar cómo cambian los contenidos de PN y PS en LB-EPS y TB-EPS de lodos anaeróbicos UASB a medida que aumenta la salinidad de las aguas de entrada. Se utilizarán técnicas de fluorescencia tridimensional (3D-EEM) e infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) para analizar la composición y estructura de LB-EPS y TB-EPS en diferentes niveles de salinidad. También se discutirá la relación entre los cambios en la composición y contenido de PN y PS en LB-EPS y TB-EPS y la capacidad de sedimentación de los lodos, con el fin de proporcionar información útil para el estudio del tratamiento anaeróbico de aguas residuales orgánicas salinas