Eliminación de la materia orgánica contenida en un efluente de curtiembre mediante oxidación biológica y química

Abstract

La industria de curtíembre se considera como una de las que generan mayor impacto ambiental, debido a las características de sus procesos, reactivos químicos utilizados y generación de residuos producidos. Las principales etapas son: ribera, curtido y acabado, cada una de ellas presentan sus propias características. Sin embargo, dentro de la etapa de ribera, se encuentra el proceso de pelambre, uno de los procesos que necesita mayor cantidad de agua y reactivos químicos (cal, sulfuro d- sodio y enzimas) y por tanto, genera efluente con elevadas concentraciones ele carga orgánica, pH, sulfuras y sólidos sus¬pendidos. Este efluente tiene un aporte relativamente importante en las características del efluente final de curtíembre. De aquí nace la necesidad de estudiar en forma segrega¬da la biodegradabilidad y tratabilidad del efluente proveniente del proceso de pelambre. En este trabajo se evaluó la biodegradación aeróbica del efluente de pelambre, a través del sistema de lodos activados (SLA), estudiando la adaptación de la biomasa aeróbica y optimizando los parámetros operacionales del sistema de tratamiento, para aumen¬tar la eficiencia de depuración. De nl.ro de los parámetros a optimizar se encuentran la velocidad ele carga orgánica (VCO) y el tiempo de retención hidráulica (TRH). Se determinó los parámetros que inciden directamente en la eficiencia de eliminación de la materia orgánica, medida como DQO y DBO5. La disminución de la toxicidad del efluente es evaluada a través de Daphnia magna y Daphnia pulex.

Para aumentar la biodegradación de compuestos de elevado peso molecular contenido en el efluente de pelambre, se estudió la aplicación de los procesos de oxidación avanzada (POA) posterior al tratamiento biológico (SLA), utilizando corno proceso oxidativo tres tipos de post-tratamiento: la r acción de Fenton, reacción de foto-Fenton y fotocatálisis heterogénea con TiO2 En cala caso, se evalúa la eficiencia de eliminación total ele este tratamiento combinado mediante los parámetros de DQO y DBO5. Asimismo, se con¬sidera un POA, como pretratamiento al tratamiento biológico (SLA), utilizando como proceso oxidativo la reacción de Fenton, evaluando la eficiencia de eliminación total del sistema combinado. Considerando los sistemas combinados POA/SLA y SLA/POA, se realizó un análisis comparativo dle ambos procesos, en la eficiencia de eliminación total de la materia orgánica del sistema. Los resultados permiten establecer que el SLA alimentado con el efluente de pelambre (curtiembre), es capaz de eliminar la materia orgánica oxidativa sobre el 80% para la DQO y sobre el 98% para la DDO5, operado en condicione s óptimas. Sin embargo, a VCO mayor que 2 g DQO/Ld y TRH menor que 2 días se produce una capacidad de saturación de los microorganismos para biodegradar la materia orgánica contenida en el efluente, principalmente a elevadas cargas orgánicas. Esto quiere decir, que los microorganismos ya no pueden retroalimentarse más, por ello se produce una fracción recalcitrante que no es posible biodegradar y se acumula en el sistema.

Por otro lado, en el POA utilizado como pre-tratamiento, se obtiene una eficiencia de eliminación de DQO que varía de 87 a 91 %, para un aumento progresivo de la carga orgánica del efluente de pelambre de 3,2 a 16,8 g DQO/L. Con respecto a la relación de biodegradabilidad del efluente (DRO5/DQO), se puede indicar que conforme la carga orgánica aumenta, la relación DBO5/DQO aumenta relativamente de 0,26) a 0,37. Esto mismo se pudo observar en el post-tratamiento mediante la reacción de Fenton y de foto-Fenton, donde se observaron similares resultados, obteniéndose una eficiencia de eliminación de DQO del 60% en tan solo 15 minutos y en 1 hora de aplicación la efi¬ciencia de eliminación aumenta a un 80%. En cuanto a la relación de biodegradabilidad (medida como DBO5/DQO) del efluente de pelambre, se produce un aumento considerable de 0,29 a 0,6) en 1 hora de aplicación, mientras que en 15 minutos se logra una relación de biodegradabilidad de 0,5 (en ambos casos). En el caso de la fotocatálisis he-terogénea con TiO2, se obtiene a pH ácido (2,5) una eficiencia de eliminación de DQO de 43% y a pH muestra (7,6)) se produce una eficiencia de eliminación del 55%. Sin embargo, la relación de biodegradabilidad del efluente a pH ácido (2,5) y muestra (7,6)) varía ligeramente de 0,29 a 0,44 y de 0,29 a 0,47, respectivamente. F>n los dos casos, la máxima biodegradación se alcanza en 30 min de operación.

Por lo tanto, en el sistema combinado POA/SLA se obtiene una eliminación de DQO que varía de 91 a 96%, correspondiente a una velocidad de carga orgánica (VCO) de 0,4 a 1,6 g DQO/Ld. A su vez, el sistema combinado SLA/POA logra una eliminación de DQO de 91% para el proceso de Fenton y de foto-Fenton. Pero con TiO2 a pH 2,5 y 7,6 la eficiencia de eliminación de la DQO es de 71 % y 77%, respectivamente. En cuanto a la toxicidad del efluente de pelambre, se encontró que el SLA produce una detoxificación considerablemente para ambas especies (Daphnia magna y Daphnia pulex). El valor de LC50 a 24h y 48h de ser expuesto el organismo en el influente fue de 9%, mientras que del efluente fie de 6)6%, cuando el sistema operaba a VCO de 3,6) g DQO/Ld y TRH de 1 d. Por el contrario, en el sistema POA/SLA la detoxificación fie relativa, se observó que el valor de LC50 a 24h y 48h fue de 13% para el influente y de 29% para el efluente. Resultados similares se observaron con Daphnia pulex.