Development of a bacterial inoculum for the removal of Mn (II) present in groundwater

PACINI, V; JORGELINA OTTADO; AINELEN PIAZZA; SANGUINETTI, G; CIANCIO, L.; INGALINELLA, A; GOTTIG, N.

Simposio; The Fifth International Symposium on Environmental Biotechnology and Engineering.; 2016

La presencia de altas concentraciones de Mn en aguas subterráneas de consumo humano es un problema ampliamente distribuido en Argentina y en el mundo, ya que afecta su calidad desde el punto de vista sanitario, operativo y de aceptabilidad. En los últimos años se han desarrollado métodos de remoción biológica de metales. En diversas plantas de tratamiento de aguas de consumo de la región de la provincia de Santa Fe se utiliza el proceso denominado BioCIS-UNR®, que consta de un sistema de doble filtración en el cual los metales oxidados por las bacterias naturales son retenidos en filtros de arena. El biofilm bacteriano que se forma en estos filtros de arena, actúa como un buffer químico inmovilizando los metales y los productos de oxidación biológica de los mismos. Sin embargo, el principal problema en la implementación del proceso tiene que ver con los extensos tiempos requeridos para la maduración de estos biofilms en los filtros y la remoción del Mn. En estudios previos realizados en nuestro laboratorio se analizó la capacidad formadora de biofilms y de oxidación de Mn (II) de bacterias obtenidas a partir de muestras provenientes de aguas con alto contenido de Mn. En este trabajo se propone optimizar la combinación de los diferentes aislados que presentaron una alta capacidad de oxidación de Mn y de formación de biofilms. Esta optimización permitirá desarrollar un inoculo bacteriano utilizable para inocular filtros de arena de nuevas plantas de tratamiento de aguas, a fin de reducir el tiempo de maduración de los mismos para la remoción biológica del Mn.Se diseñaron filtros de arena a escala laboratorio para simular lo que ocurre en las plantas reales. Los mismos se operaron inoculando diferentes combinaciones de bacterias, que incluyen los géneros Pseudomonas, Noviherbaspirillum, Terrabacter y Flavobacterium. Asimismo, se evaluaron distintas formas de formulación del inóculo, tales como crecimiento de las bacterias a partir de cultivo estático y en agitación. Las columnas se operaron en batch y bajo condiciones de flujos continuos, siempre de manera descendente, como en las plantas de tratamiento reales. En las pruebas en batch se inoculó y se dejo estáticamente la columna durante distintos tiempos. En el caso de los flujos continuos, se recirculó el inóculo varias veces por la columna y luego se lavó con agua con Mn. Se tomaron muestras de arena luego de inocular, antes y después de realizar los lavados de la misma y a partir de métodos microbiológicos se determinó la presencia de los distintos géneros bacterianos en las distintas etapas del proceso. Los resultados muestran que todas las bacterias del inóculo tienen la capacidad de adherirse a la arena y se produce la bioacumulación de óxidos de Mn en filtros inoculados con mezclas de los cuatro géneros bacterianos ensayados. Además, el proceso de adherencia y retención del inoculo en la arena está favorecido si los filtros operan de manera continua y si el inóculo se desarrolla a partir de crecimiento estático de las bacterias. Nuevos estudios determinarán si la implementación de esta metodología de inoculación es factible para optimizar los procesos de remoción biológica de Fe y Mn a escala real.