Estudio teórico experimental aplicando sonicación-coagulación a un efluente doméstico

Abstract

La tecnología de ultrasonido aplicada al tratamiento de agua residual, como proceso de oxidación avanzada, cada día está cobrando mayor importancia debido a la tendencia de encontrar tecnologías limpias o amigables con el medio ambiente, haciendo un balance entre el costo económico y costo social. Existen antecedentes que demuestran la descomposición de algunos compuestos orgánicos durante el proceso de cavitación al aplicar esta tecnología a una muestra creada en laboratorio; sin embargo, en esta investigación se estudió la eficiencia del ultrasonido sobre un efluente real, tratado parcialmente por sistema de lagunas de aireación y mediante el uso de un equipo tipo baño ultrasónico de 35 kHz de frecuencia y 5,7 litros de capacidad. Los parámetros analizados fueron: aceites y grasas, DBO5, DQO, SST, coliformes termotolerantes, coliformes Totales; tomando como referencia la legislación nacional para efluentes de una planta de tratamiento de aguas residuales. Se trabajó a tres tiempos diferentes para los ensayos; 10, 20 y 30 minutos y a tres pH (potencial de hidrogeno) distintos: 6,0 (por la adición de ácido clorhídrico), 7,6 (pH medido en la muestra) y 9,0 (por la adición de hidróxido de sodio). Los resultados demuestran que la sonicación presenta la mejor eficiencia de remoción para el parámetro de aceites y grasas, 91,4 % en 10 minutos de sonicación. Asimismo, no se detectó considerable cambio en la concentración de nutrientes y la variación de pH fue insignificante. También ocurre un cambio significativo en la temperatura (18 - 20 °C) en 30 minutos. Sin embargo, éste incremento de la temperatura no genera cambio considerable en la eficiencia del tratamiento. De igual manera, para los demás parámetros analizados no se obtuvo resultados prometedores, ya que, al aplicar sonicación a la muestra, no se observa reducción significativa de la concentración de estos patógenos. De manera paralela, en este estudio se analizó el tratamiento del mismo efluente mediante la técnica de coagulación- floculación, para ello se utilizaron Cloruro férrico y sulfato de aluminio como coagulante, MT-Floc-6506 y CHEMFLOC-FI como floculantes. La combinación coagulante - floculante que permite obtener mejores resultados en relación con la turbiedad (50,8% de remoción) fue Cloruro férrico y MT-Floc-6506 para una dosificación de 10 y 5 ppm respectivamente. Para el efluente de PTARD de SJM, el coagulante cloruro férrico resulto ser el más adecuado que el sulfato de aluminio, ya que alcanzo mayor grado de remoción (42% frente a 38%) y con una dosificación menor (10 ppm frente a 50 ppm).

Ultrasound technology applied to wastewater treatment, as an advanced oxidation process, is becoming increasingly important due to the tendency to find clean or environmentally friendly technologies, and at the same time making balance between economic and social impact. There are studies demonstrating decomposition of some organic compounds during the process of cavitation in laboratory sample. However, in this research the ultrasound efficiency was studied on a real effluent that was partially treated by a system of oxidation pools and by the use of ultrasonic equipment of 35 kHz frequency and 5,7 Liters capacity. The parameters analyzed were: Oil and Grease, BOD5, COD, TSS, Thermotolerant Coliforms, Total Coliforms; Taking as reference the national legislation for effluents from wastewater treatment plants. Three different test times were used: 10, 20 and 30 minutes and at three different pHs: 6,0 -Adding hydrochloric acid-, 7,6 - sample’s level- and 9,0 - Adding sodium hydroxide-. The results show that sonication presents the best removal efficiency for the oils and grease, (91,4%), in 10 minutes of sonication. Also, no significant change in nutrient concentration was detected and pH variation was insignificant. There is also a small change in temperature, (18 - 20 °C), in 30 minutes. However, this increase in temperature does not generate a considerable change in treatment efficiency. The other parameters analyzed showed no clear trend in the concentration of these variables. This investigation shows also the treatment of the same effluent analyzed by coagulation-flocculation technique, for which ferric chloride and aluminum sulfate were used as coagulants and MT-Floc-6506 and CHEMFLOC-FI as flocculants. The coagulant - flocculant combination that shows better results in relation to turbidity, (50,8%), was Ferric Chloride with MT-Floc-6506 for a dosage of 10 and 5 ppm respectively. For the SJM PTARD effluent, the ferric chloride coagulant proved to be more suitable than aluminum sulphate, because it achieved a higher degree of removal (42% vs. 38%) and a lower dosage 10 ppm instead of 50 ppm.