ABSTRACT
Resumen Los efluentes provenientes del sacrificio de cerdos son una fuente de contaminación debido a las altas concentraciones de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, grasas, sólidos totales y coliformes fecales. En esta investigación se evaluó la efectividad del quitosano como coagulante en el postratamiento de efluentes porcícolas provenientes de un reactor discontinuo secuencial, con el fin de remover las fracciones no biodegradables remanentes del proceso biológico. El tratamiento terciario consistió en la coagulación, floculación y sedimentación. Se caracterizó el efluente tratado biológicamente mediante los siguientes parámetros: pH, DQO, turbidez, color, sólidos totales (ST), nitrógeno total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fosforo total (PT) y alcalinidad total (AT). El tratamiento fisicoquímico se llevó a cabo mediante el uso de la prueba de Jarra a través de corridas exploratorias con dosis entre 50 y 800 mg/L de quitosano disuelto en ácido acético. Se comparó la efectividad del quitosano (700 mg/l) con sulfato de aluminio (430mg/l) y poliacrilamida (90 mg/l), los cuales son utilizados como coagulantes de uso convencional en el tratamiento de aguas residuales. El experimento se condujo mediante un diseño completamente al azar con un total de tres tratamientos (quitosano, sulfato de aluminio y poliacrilamida) y tres repeticiones cada uno. La dosis de quitosano (700 mg/l) permitió obtener porcentajes de reducción de turbidez de 83,1%, color de 64,7%, DQO de 84,6%, y 78,2% de NT para valores iniciales de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg DQO/L y 89 mg NT/L. Se encontraron diferencias significativas (P≤0,05) entre la dosis quitosano (700 mg/l) y los coagulantes convencionales (430 mg/l de sulfato de aluminio y 90 mg/l de poliacrilamida) en la reducción de NT, siendo el tratamiento con quitosano el coagulante con las mayores eficiencias de reducción. El tratamiento con quitosano con una dosis de 700 mg/l representó una opción viable para el tratamiento terciario de los efluentes proveniente del proceso de sacrificio de cerdos tratados biológicamente.
Abstract Effluents from pig slaughter are a source of contamination due to high concentrations of organic matter, nitrogen, phosphorus, fats, total solids and fecal coliforms. This research evaluated the effectiveness of chitosan as a coagulant in the post-treatment of wastewater from the slaughter of pigs, in order to remove the remaining recalcitrant fractions from the biological process in a sequential batch reactor. The tertiary treatment consisted of coagulation, flocculation and sedimentation. The effluent was characterized by the parameters: pH, COD, turbidity, color, total solids (ST), Kjeldahl total nitrogen (NTK), nitrite, nitrate, total phosphorus (PT) and total alkalinity (AT). The treatment was carried out by using the jar test through exploratory runs with doses between 50 and 800 mg/L of chitosan dissolved in acetic acid. The effectiveness of chitosan with conventional coagulants in the treatment of wastewater, such as aluminum sulphate and polyacrylamide, was compared. The experiment was conducted using a completely randomized design with a total of three treatments and three replicates each. The evaluated range of doses of chitosan allowed to obtain percentages of turbidity removal of 83,1%, color of 64,7%, COD of 84,6%, and 78,2% NT for initial values of 15,6 NTU, 26 UC, 865 mg COD/L and 89 mg NT/L, using as optimal dose 700 mg chitosan /L. Significant differences (P≤0,05) were found between chitosan and conventional coagulants in NT removal, with chitosan being the coagulant with the highest removal efficiencies. The treatment with chitosan represents a viable option for the tertiary treatment of the effluents coming from the slaughter of pigs.
Resumo Efluentes de abate de suínos são uma fonte de contaminação devido às elevadas concentrações de matéria orgânica, azoto, fósforo, gordura, sólidos totais e coliformes fecais. Nesta pesquisa foi avaliada a eficácia de quitosana como um coagulante nos efluentes porcícolas de pós-tratamento, a fim de remover restantes fracções recalcitrantes de um processo biológico em um reactor de carregamento sequencial. O tratamento terciário consistiu em coagulação, floculação e sedimentação. O efluente tratado foi caracterizado biologicamente pelos parâmetros: pH, DQO, turbidez, cor, sólidos totais (ST), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fósforo total (PT) e alcalinidade total (AT). O tratamento foi realizado usando jarro teste é executado através exploratórios com doses entre 50 e 1250 mg / L de quitosano dissolvido em ácido acético. A eficácia do quitosano com sulfato de alumínio y poliacrilamida foi comparada. O experimento foi conduzido usando um desenho completamente aleatório com um total de três tratamentos e três repetições. A gama de dose de quitosana avaliada produziu percentagens de remoção de turvação de 83,1% cor 64,7% de CQO de 84,6%, e 78,2% de NT para os valores iniciais de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg CQO / L e 89 mg de NT / L, usando dose óptima de 700 mg de quitosana/L. Diferenças significativas (P≤0,05) entre quitosano e coagulantes convencionais na remoção de NT foram encontrados para ser um tratamento com o coagulante quitosano com as eficiências mais altas de remoção. O tratamento com quitosana representa uma opção viável para o tratamento terciário do efluente opção abate de porco.
ABSTRACT
Se llevó a cabo un estudio comparativo a nivel de laboratorio entre un proceso fisicoquímico y uno biológico para el tratamiento de agua residual de matadero (rastro) municipal. Para el proceso fisicoquímico de coagulación-floculación se utilizó sulfato de aluminio como coagulante y un polímero aniónico como auxiliar de la floculación. La mayor eficiencia de remoción alcanzada de demanda química de oxígeno (DQO) fue del 94% con una dosis de 250mg·l-1 de sulfato de aluminio y una dosis de polímero de 5mg·l-1 a un pH=4. Por otro lado, el proceso biológico se desarrolló en un sistema anaerobio/aerobio (An/Ar) secuencial, compuesto por un filtro anaerobio (FA) y un reactor aerobio por lotes (SBR). El FA operó con cargas orgánicas (CO) en un intervalo 3,7-16,5kg·m-3·d-1, las eficiencias de remoción de DQO variaron entre 50 y 81% y fueron inversamente proporcionales al valor de la CO. La degradación de la materia orgánica (MO) en el SBR mostró una cinética de seudo primer orden con respecto a la concentración de MO. La remoción de la DQO por el proceso biológico (FA+SBR) fue del 97% para un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 20h para el FA y de 9h de aireación para el SBR.
A comparative study between physicochemical and biological processes to treat slaughterhouse wastewater was carried out at the laboratory level. The physicochemical treatment consisted of a coagulation-flocculation process, using alum as coagulant and an anionic polymer as flocculant. The best observed chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was 94% with 250mg·l-1 of alum and 5mg·l-1 of anionic polymer and pH=4. On the other hand, the biological process consisted of sequentially coupled anaerobic/aerobic (An/Ar) treatments using an anaerobic filter (AF) and a sequencing batch reactor (SBR), respectively. The AF operated with organic loadings (OL) ranging from 3.7 to 16.5kg·m-3·d-1. The efficiencies of COD removal ranged 50-81% and were inversely proportional to the OL value. The organic matter (OM) degradation by aerobic treatment in the SBR followed pseudo-first-order kinetics with respect to OM concentration. The removal of COD by the coupled AF+SBR was 97% at a hydraulic retention time of 20h in the AF and 9h of aeration in the SBR.
Realizou-se um estudo comparativo entre um processo físico-químico e outro biológico para o tratamento de água residual de matadouro municipal em nível de laboratório. Para o processo físico-químico de coagulação-floculação se utilizou sulfato de alumínio como coagulante e um polímero aniônico como auxiliar da floculação. A maior eficiência de remoção alcançada de demanda química de oxigênio (DQO) foi de 94% com uma dose de 250mg·l-1 de sulfato de alumínio e uma dose de polímero de 5mg·l-1 a um pH=4. Por outro lado, o processo biológico se desenvolveu em um sistema anaeróbio/aeróbio (An/Ar) seqüencial, composto por um filtro anaeróbio (FA) e um reator aeróbio por lotes (SBR). O FA operou com cargas orgânicas (CO) em um intervalo 3,7-16,5kg·m-3·d-1, as eficiências de remoção de DQO variaram entre 50 e 81% e foram inversamente proporcionais ao valor da CO. A degradação da matéria orgânica (MO) no SBR mostrou uma cinética de pseudo-primeira ordem em relação à concentração de MO. A remoção da DQO pelo processo biológico (FA+SBR) foi de 97% para um tempo de retenção hidráulica (TRH) de 20h para FA e de 9h para o SBR.