Desinfección y depuración bioelectroquímica de aguas residuales domesticas asistida por energía fotovoltaica a miniescala caso: Ptar Chilpina-Arequipa

Abstract

La elevada contaminación causada por el uso y abuso de nuestro recurso hídrico en muchas de las actividades humanas nos impulsa a una real necesidad de sintetizar y utilizar nuevas tecnologías para su depuración y remoción de xenobióticos para poder reutilizarlas; en este estudio se propone el uso de la bioelectroremediación (BER) para ejecutar esta aplicación. En este trabajo doctoral se planteó la construcción de una celda a modo de electroreactor a nivel de miniescala para conseguir la desinfección y depuración integral efectiva de aguas residuales incipientemente depuradas por PTAR Chilpina (SEDAPAR S.A.) que, actualmente, contamina por su uso intensivo extensas superficies de cultivo generando un serio impacto ambiental y social en el área geográfica involucrada. Estos cuerpos de agua residual doméstica superficial identificados como efluentes permanentes e incipientemente depurados que son utilizados en agricultura y ganadería de la zona generando riesgo significativo para la salud de las personas y para el ambiente fueron descontaminados eficiente e integralmente (fisicoquímica y microbiológicamente) hasta una calidad de agua Categoría 3 (D.S. 002-2008–MINAM) o superior aplicando un método limpio e innovador denominado bioelectroremediación (electrodesinfección y electrocoagulación) asistido exitosa y sustentablemente por energía fotovoltaica cuyo posterior uso y disposición permitiría la solución total y/o mitigación del serio impacto ambiental que ocasiona en las tierras de cultivo de la zona actualmente y se caracterizó e identificó géneros bacterianos G(-) de Pseudomona sp., Salmonella sp. , Eschericcia coli y coliformes fecales como componente biológico con capacidad electroactiva y electrotrófica mostrando óptima performance en sistemas BER para la depuración efectiva de aguas residuales de origen doméstico. De su aplicación el pH, conductividad eléctrica, potencial de óxido-reducción, sólidos totales disueltos, turbidez, DBO5 y DQO fueron reducido significativamente y demostraron la eficiencia de la tecnología utilizada, principalmente en su turbidez que se redujo de 58,09 a 0,84 NTU consiguiendo alta calidad organoléptica de las muestras tratadas ; similarmente, metales alcalinos como Li (I), metales pesados primarios como Cd (II), Cr total (III y VI), Mn total (II,III,IV,VI y VII), Ni (II), Pb (II), Sr (II), Ti (IV), V (III), Zn (II) y secundarios como Al (III) y Fe total (II y III) se encontraron en pequeñas concentraciones y fueron eliminados casi completamente, a excepción de aluminio que incrementó su contenido debido a la oxidación y solubilización del ánodo pero no llegó a superar en ninguno de los casos (BER y ER) el ENCA vigente (5 ppm) demostrando el efecto potencial del componente biológico en la aplicación de campos eléctricos en la desinfección y depuración de aguas residuales domésticas. Finalmente, el uso de esta tecnología emergente e innovadora proporcionaría óptimos resultados en su aplicación comercial a mayor escala para utilizarla bajo la legislación peruana y normatividad internacional.