Peiying Hong (izquierda) y Ph.D. El estudiante Hong Cheng estudió la bioincrustación de las membranas que filtran los contaminantes de las aguas residuales y las bacterias resistentes a los antibióticos y los genes bacterianos de resistencia a los antibióticos. Crédito:KAUST
La acumulación de suciedad en las membranas de tratamiento de aguas residuales se ha considerado durante mucho tiempo un problema, sin embargo, puede ayudar a eliminar las bacterias resistentes a los antibióticos y los genes de resistencia a los antibióticos de las aguas residuales tratadas en biorreactores de membrana anaeróbica.
Debido a que las aguas residuales están mezcladas con antibióticos que se usan en los hospitales, hogares y agricultura, Las plantas de tratamiento son puntos críticos potenciales para que las bacterias desarrollen resistencia y transfieran genes de resistencia entre especies.
Pei-Ying Hong del Centro de Reutilización y Desalación de Agua de KAUST, junto con su Ph.D. estudiante hong cheng quería saber cómo la bioincrustación, o acumulación de suciedad, de las membranas que filtran los contaminantes de las aguas residuales afecta su capacidad para filtrar bacterias resistentes a los antibióticos y genes de resistencia a los antibióticos bacterianos.
"La sabiduría convencional es que la bioincrustación es un problema y, como ingenieros, nos gustaría erradicar la capa de bioincrustante porque dificulta el flujo de agua, "explica Cheng". Pero, nuestro estudio mostró que la bioincrustación puede ayudar a eliminar los contaminantes de las aguas residuales al funcionar como una capa que los adsorbe ".
Hong y Cheng utilizaron un biorreactor del tamaño de un laboratorio alimentado con aguas residuales sintéticas que contienen tres tipos de bacterias resistentes a los antibióticos y tres tipos de genes de resistencia a los antibióticos.
El reactor experimental trata las aguas residuales con o anaeróbico, microorganismos que consumen y degradan sus materiales sólidos y contaminantes. Los biorreactores de membrana anaeróbica tienen potencial como alternativas sostenibles a los biorreactores de membrana aeróbica. Los aeróbicos utilizan microorganismos consumidores de oxígeno para degradar contaminantes, requiriendo mucha energía para airear el sistema.
El agua residual tratada se filtró a través de tres membranas cada vez más sucias. Estos resultados se compararon con aguas residuales tratadas de manera similar filtradas a través de un Limpiar la membrana.
Las bacterias anaeróbicas se adhieren a los medios de empaque colocados dentro del biorreactor anaeróbico. Crédito:Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah
Hong y Cheng descubrieron que la eliminación de genes de resistencia a los antibióticos de las aguas residuales tratadas mejoró a medida que se espesaba la capa de bioincrustante en las membranas.
Pero la eliminación de las bacterias resistentes a los antibióticos no siguió el mismo patrón.
El nuevo, La membrana sin incrustaciones eliminó hasta el 99,999 por ciento de las bacterias de las aguas residuales. A medida que la capa de bioincrustante comenzó a acumularse, esta eficiencia se redujo al 99 por ciento, pero luego volvió a subir al 99,999 por ciento cuando la membrana anaeróbica se ensució críticamente, una fase en la que la capa de bioincrustante ya no se espesa.
"Esto sugiere que el funcionamiento a largo plazo de los biorreactores de membrana anaeróbica puede ser beneficioso, "dice Cheng.
Estos resultados significan que las membranas fabricadas con revestimientos superficiales que imitan las capas de bioincrustantes podrían ayudar a eliminar contaminantes indeseables de las aguas residuales. dice Hong, incluidos los que propagan la resistencia a los antibióticos.
El equipo planea ampliar su biorreactor para tratar las aguas residuales generadas localmente por la comunidad KAUST. También están colaborando con Ikram Blilou del Programa de Ciencias Vegetales para probar el uso de las aguas residuales tratadas del reactor para el riego de cultivos agrícolas.
"Esperamos que este estudio multidisciplinario con la experiencia de la microbiología aplicada, Ingenieria, y las ciencias de las plantas proporcionarán una perspectiva integral sobre cómo utilizar mejor el agua tratada, "dice Hong.
