Obtención de núcleos de granulación para la transición eficiente de sistemas de lodos activados a lodos aerobios granulares en plantas de tratamiento convencionales de Costa Rica

La implementación de la tecnología de Lodos Granulares Aeróbicos (AGS, por sus siglas en inglés) constituye una de las estrategias más prometedoras para el tratamiento de aguas residuales debido a su eficiencia, excelente sedimentabilidad y alta retención de biomasa. Sin embargo, su escalabilidad a nivel industrial se ve limitada por el tiempo de maduración prolongado, la sensibilidad a perturbaciones hidrodinámicas y la dependencia de condiciones estrictas de operación.
Este proyecto busca la obtención de núcleos de granulación preformados para una transición eficiente de los sistemas de lodos activados convencionales a lodos aerobios granulares en plantas de tratamiento de aguas residuales, en las que, bajo determinadas condiciones operativas, se promueva la rápida proliferación de microcolonias de organismos acumuladores de fósforo (PAOs) y la consolidación de gránulos funcionales. La estrategia se centra en el uso de una estructura de carbón modificada con cationes divalentes, revalorizando residuos agrícolas (hoja de caña o de piña) para sintetizar biocarbón mediante pirólisis controlada. El uso de estos residuos como materia prima abundante y de bajo costo se ajusta a los principios de la economía circular.
Este núcleo de granulación se modificará con calcio, proporcionando un anclaje estructural esencial para la granulación y reduciendo la repulsión electrostática en la interfaz celular, lo que facilita la producción de las Sustancias Poliméricas Extracelulares (EPS) y fortalece la cohesión celular y la integridad estructural del gránulo. A la vez, estos núcleos se desarrollan mediante una selección metabólica prepreparada del sustrato (propionato), con el fin de favorecer las rutas de las PAOs, incrementar su competitividad y capacidad de almacenamiento, y facilitar la formación de microcolonias densas de estas.
La sección experimental evaluará los mecanismos de acción y la eficacia operativa mediante ensayos comparativos en SBR, monitorizando variables fisicoquímicas, índices operativos y marcadores biológicos. El criterio de éxito será la reducción significativa del tiempo de maduración y la mejora de la estabilidad frente a choques de carga, ofreciendo un protocolo replicable de “semillas” transferible a plantas convencionales, reduciendo barreras tecnológicas para la adopción de AGS en contextos municipales.

Evaluar el efecto de núcleos de biocarbón modificados con calcio y bioactivados en la aceleración de la transición a sistemas de lodos granulares aeróbicos en plantas de tratamiento de aguas residuales.

1. Soluciones de ingeniería ambiental para el desarrollo sostenible