ABSTRACT
Se estudió la remoción biológica de materia orgánica y nutrientes de un agua residual doméstica empleando un Reactor Biológico Secuencial (RBS) a escala piloto. El estudio fue dividido en cuatro fases en las que se modifico la carga orgánica y la duración de las etapas anaerobia, aerobia y anoxica que conforman cada ciclo de tratamiento, considerando edades de lodo de 10 y 7,5 días. Durante las Fases I y II se operó el sistema con bajos valores de carga másica: 0,364 y 0,220 kg.DQO/Kg.SSV.dia, mientras que durante las Fases III y IV se emplearon cargas mayores: 0,665 y 0,737 kg.DQO/Kg.SSV.dia respectivamente. Los resultados obtenidos muestran que las mayores eficiencias de remoción de materia orgánica en términos de DBO se alcanzaron durante la Fases III (91%) y IV (82%), con remoción de fósforo superior a 40%. En cuanto al proceso de nitrificación durante las Fases I y II se registraron tasas de 0,032 y 0,024 kg.N-NH3/kg.SSV.dia, esto debido al menor contenido de materia orgánica y a la baja relación DBO/NKT, mientras que durante las Fases III y IV estas fueron menores: 0,015 kg.N-NH3/kg.SSV.dia durante la Fase III y 0,020 kg.N-NH3/kg.SSV.dia en la Fase IV, sin embargo, fue en estas fases donde se alcanzaron los mayores niveles de desnitrificación durante la etapa anóxica, favorecido por una relación C/N adecuada, próxima de 4 kg.DBO/kg.N-NO3- y la presencia de un substrato de fácil biodegradación. Los resultados obtenidos muestran los RBS como una alternativa eficiente y viable en el tratamiento de aguas residuales domésticas.
It was studied the biological removal of organic matter and nutrients from domestic wastewater using a Sequential Biological Reactor (SBR) at pilot scale. The study was divided into four phases in which the organic load and the duration of anaerobic, aerobic and anoxic cycle were modified, considering sludge ages of 10 and 7.5 days. During Phases I and II the system was operated with low mass load values: 0.364 and 0.220 kg.COD/kg.VSS.day, while during Phases III and IV were used heavier loads: 0.665 and 0.737 kg.COD/Kg.VSS.day respectively. The results obtained show that the removal efficiencies of organic matter in terms of BOD were achieved during Phase III (91%) and IV (82%) with phosphorus removal exceeding 40%. As for the nitrification process during Phases I and II showed rates of 0.032 and 0.024 kg.N-NH3/kg.VSS.day, this due to lower organic matter content and low BOD/TKN, while during phases III and IV these were lower: 0.015 kg.N-NH3/kg.VSS.day during Phase III and 0.020 kg.N-NH3/kg.VSS.day in Phase IV, however, was in these phases which reached the highest levels of denitrification during the anoxic phase, favored by a C/N appropriate next of 4 kg.BOD/kg.N-NO3- and the presence of an easily biodegradable substrate. The results show the RBS as an efficient and viable process in the treatment of domestic wastewater.
Subject(s)
Denitrification , Domestic Effluents , Nitrification , Organic Matter , Organic Load , WastewaterABSTRACT
Los efluentes industriales de las tenerías son altamente contaminantes por las elevadas concentraciones de materia orgánica, nitrógeno y metales pesados como el cromo que contienen. Los sistemas biológicos no convencionales, en especial los que usan reactores por carga secuencial (SBR) han demostrado ser una buena opción de tratamiento de estos efluentes por su flexibilidad y eficiencia en presencia de sustancias inhibidoras, tales como el cromo. El objetivo de esta investigación fue evaluar la eficiencia de un SBR en cuanto a la remoción de materia orgánica, nutrientes y metales pesados utilizando una mezcla de dos de las fracciones de los vertidos de una tenería (curtido con cromo y teñido). Se compararon las eficiencias de remoción obtenidas al alimentar el reactor con afluentes diluidos y concentrados, variando el tiempo de residencia hidráulica en 8 y 12 horas. Durante el tiempo de reacción se combinaron fases anóxicas y óxicas. Se obtuvo que las remociones de contaminantes fueron estadísticamente mayores cuando se usaron afluentes diluidos (DQO£1000 mg/L y [Cr3+]£10 mg/L), independientemente del tiempo de retención utilizado, lográndose la mayor eliminación durante la fase anóxica. Las remociones no mostraron diferencia estadística entre ellas, oscilando para los tratamientos con afluentes diluidos entre 82,5 y 84,2% para la DQO; 58,0 y 73,9% para P-PO4(3-) y 51,2 y 53,9% para el Cr. La eliminación de nitrógeno se realizó por asimilación debido a que los microorganismos nitrificantes fueron más sensibles e inhibieron su actividad frente a la presencia del cromo y altas concentraciones de materia orgánica. La remoción de cromo se logró por precipitación y/o adsorción en el lodo, por lo que fue fundamental controlar el pH en los reactores entre 7,5 y 8,5 unidades.
Tannery wastewater are highly pollutant for the high concentrations of organic matter, nitrogen and heavy metals as chrome that they contain. Sequential batch reactors (SBR) have demonstrated to be a good option of treatment of these effluents due to their flexibility and efficiency in presence of inhibiting substances (chrome). The aim of this investigation was to determine the best conditions for removal of organic matter, nutrients and heavy metals of the residual water of a tannery using a SBR fed on a mixture of tanning-dyeing effluent. The efficiencies of removal were compared when using dilute and concentrated influents, under 8 and 12 hour of hydraulic residence time. During the reaction phases anoxics and oxics phases were combined. The removal of pollutants were significantly higher when dilute influent was used (DQO£1000 mg/L and [Cr3+]£10 mg/L), independently of the retention time, being achieved the major elimination during the anoxic phase. The removals fluctuated between 82.5 and 84.45% of DQO, 58.0 and 73.9% of P-PO4(3-) and 51.2 and 53.9% of Cr. The elimination of nitrogen was achieved by assimilation, due to the fact that nitrifying bacteria were more sensitive and their activity was inhibited by the presence of chrome and high concentrations of organic matter. The removal of chrome was achieved by precipitation and/or adsorption on the sludge, being necessary to control the pH between 7.5 - 8.5 in the reactors.
ABSTRACT
El curtido de pieles es uno de los procesos más contaminantes de la industria por la serie de tratamientos químicos que involucra y el abundante volumen de agua residual que produce. Los efluentes de las tenerías son ricos en materia orgánica, nitrógeno, sólidos suspendidos, sales y otras sustancias inhibidoras que afectan los procesos de nitrificación y desnitrificación. Los reactores por carga secuencial (SBR) han demostrado ser una buena opción de tratamiento de estos efluentes por su flexibilidad y capacidad de soportar altas cargas de alimentación. En este trabajo se evaluó la eficiencia de un SBR alimentado con una mezcla de las fracciones del efluente de una tenería provenientes de los procesos de pelambre y teñido. El funcionamiento del sistema fue evaluado para dos tiempos de residencia hidráulico (8 y 12 horas) y para dos niveles de concentración del afluente (diluido con DQO máxima de 2.700 mg/L y concentrado con DQO mínima de 25.000 mg/L). Durante el tiempo de reacción se combinaron fases anóxicas y óxicas. Se obtuvo que sólo la concentración del afluente fue el factor que presentó diferencia estadística en los cuatro tratamientos aplicados, siendo mayores las remociones de contaminantes cuando se usaron afluentes diluidos (DQO£2.700 mg/L), lográndose la mayor eliminación durante la fase anóxica. Las remociones estuvieron en el rango de 83,3-85,0% para DQO; 59,6-73,0% para P-PO4(3-) y 83,9-84% para Cr. La eliminación de nitrógeno se realizó presumiblemente por asimilación debido a que los microorganismos nitrificantes mostraron ser los más sensibles cuando se modificaron las condiciones de funcionamiento del reactor.
The leather tanning is one of the most pollutant processes in the industry for the series of chemical treatments that involves and the abundant volume of residual water produced. Tanneries wastewaters are rich in organic matter, nitrogen, solid suspended, salts and other inhibiting substances that affect the processes of nitrificación and desnitrificación. Sequential batch reactors (SBR) have demonstrated to be a good option for treatment of this effluent because they have flexibility and manage high load charges. The objetive of this work was evaluated the efficiency of a SBR fed on a mixture of two fractions of the tannery wastewater, soak liquour and dyeing effluent. The functioning of the system was evaluated for two hydraulic residence time (8 and 12 hours) and for two levels of concentration of the influent (diluted with maximum DQO of 2700 mg/L and concentrate with minimal DQO of 25000 mg/L). During the reaction two phases were combined: anoxic and oxic. There was obtained that only the concentration of the influent was the factor that presented statistical difference in the four treatments tested, being major removals of pollutants when influents were diluted (DQO£2700 mg/L), the major elimination were achieved during the anoxic phase. The removals were in the range of 83.3-85.0% for DQO; 59.6-73.0% for P-PO4(3-) and 83.9-84.0% for Cr. The elimination of nitrogen was achived presumably by assimilation, due to the fact that nitrifying bacteria were more sensitive when operation conditions were modified in the reactor.
ABSTRACT
Se investigó el efecto de los biosurfactantes en la eficiencia de los procesos de recuperación de aguas contaminadas con crudo liviano. El biosurfactante utilizado fue producido a partir de cepas bacterianas (MI9 y MI10) pertenecientes al grupo de cepas del Laboratorio de Microbiología Industrial del Centro de Investigación del Agua, Universidad del Zulia, Venezuela. Para el estudio de tratabilidad, durante tres meses, además del biosurfactante utilizado, se preparó un cultivo mixto con las cepas bacterianas MI5, MI7, MI9, MI10, y MI11. Los tratamientos aplicados fueron: agua del Lago de Maracaibo, hidrocarburo, cultivo mixto y biosurfactante (ANHCB); agua del lago esterilizada, hidrocarburo y cultivo mixto (AEHC); agua del lago, hidrocarburo y cultivo mixto (ANHC); agua del lago, hidrocarburo y biosurfactante (ANHB); y agua del lago e hidrocarburo (ANH). Los análisis físico-químicos y microbiológicos permitieron determinar la eficiencia del biosurfactante y el cultivo mixto en la biorremediación. Los resultados mostraron que el mejor ensayo de tratabilidad fue el ANHCB, con una remoción del 81% de los hidrocarburos totales y la mayor remoción del N y P presentes. La adición del biosurfactante y utilización del cultivo mixto influenciaron positivamente la biodegradación del crudo liviano, lo cual permite inferir que el uso de biosurfactante es una opción que incrementa la eficiencia en los procesos de biorremediación de aguas contaminadas con hidrocarburo.
Subject(s)
Hydrocarbons/adverse effects , Water Pollution , Environmental Pollution , VenezuelaABSTRACT
La elevada concentración de nutrientes en efluentes no tratados puede tener efectos negativos en las aguas receptoras de lagos, ríos y embalses donde son vertidos, estimulando el crecimiento de algas y plantas, e interferir con los usos beneficiosos de los recursos hídricos, especialmente cuando se emplean en el abastecimiento de agua, cultivo de peces y/o usos recreativos. Para estudiar la remoción biológica de nutrientes de un agua residual doméstica se utilizó un reactor discontinuo secuencial (RDS o SBR, por sus siglas en inglés) a escala piloto, con un volumen de 2000 litros. Los ciclos de operación consistieron en una secuencia de etapas de llenado, mezclas anaeróbica, aeróbica y anóxica, sedimentación y vaciado, con variación del tiempo de las etapas de las mezclas. Los parámetros medidos fueron demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO), nitrógeno total Kjeldahl (NTK), nitrito (N-NO2-), nitrato (N-NO3-), nitrógeno amoniacal (N-NH3), pH, temperatura, fósforo total (PT), sólidos suspendidos totales (SST) y volátiles (SSV), en las diferentes etapas de cada ciclo de evaluación. El ciclo con mejor rendimiento fue el que constaba de 1h de mezcla anaeróbica, 6h de mezcla aeróbica y 16h de mezcla anóxica, alcanzando valores de remoción promedios de 85 por ciento para la DQO, 92 por ciento para la DBO, 52 por ciento para el NT, 65 por ciento para el N-NO3- y 67 por ciento para el PT, demostrándose así la aplicabilidad de los SBR en la remoción de materia orgánica y nutrientes del agua residual doméstica
Subject(s)
Denitrification , Eutrophication , Nitrification , Phosphorus , Chemistry , VenezuelaABSTRACT
La utilización de cepas bacterianas autóctonas y la aplicación de lodo estabilizado en la biorremediación de un suelo contaminado con hidrocarburo fue estudiada en suelo contaminado con petróleo del Campo Moga del Estado Zulia, Venezuela. Cepas bacterianas aisladas del suelo fueron probadas en su capacidad para degradar gasoil (factibilidad). Las cuatro cepas más eficientes integraron el cultivo mixto en un estudio de tratabilidad, donde se aplicó la técnica de compostaje utilizando lodos estabilizados de un sistema de lagunas como esponjante, en el suelo contaminado con petróleo y nitrógeno y fósforo como fertilizante durante 150 días. Se analizaron hidrocarburos totales (HCT), fracciones de hidrocarburos saturados, aromáticos, resinas y asfaltenos (SARA), nitrógeno total Kjeldahl, fósforo total, y metales pesados totales, heterótrofos mesófilos, conductividad eléctrica, temperatura y pH. El lodo, suelo y lixiviado generados presentaron rangos permisibles de metales pesados totales, según la normativa ambiental vigente. Se presentaron diferencias significativas (P<0,05) en los tratamientos para las variables heterótrofos mesófilos y remoción de HCT, obteniendo los mejores promedios (Tukey) en los tratamientos que contenían, además del lodo, 15 y 10 por ciento de cultivo mixto con densidad poblacional de 27 y 19×109 UFC/ml y una remoción de HCT de 90 y 74 por ciento, respectivamente. Los tratamientos con lodo más 15 y 10 por ciento de cultivo mixto evidenciaron correlación positiva altamente significativa (P<0,001) entre la degradación de los HCT y el crecimiento bacteriano con el esponjante. Estos tratamientos presentaron la mayor remoción de las fracciones de SARA, demostrando la eficiencia de la tecnología empleada en la biorremediación de suelos contaminados con petróleo