Resumen:
Los lixiviados maduros de residuos sólidos urbanos (RSU) son remanentes acuosos que, debido a su composición compleja, baja biodegradabilidad y alta toxicidad, son considerados como una sustancia peligrosa. Los procesos biológicos y fisicoquímicos convencionales presentan bajas eficiencias de remoción, por el alto contenido de compuestos recalcitrantes. Por lo tanto, el desarrollo de nueva tecnología de tratamiento es necesaria.
El desempeño de diferentes procesos de oxidación avanzada fue evaluado durante el tratamiento de lixiviados maduros de RSU. El primer sistema de tratamiento fue un proceso de peroxicoagulación y solar peroxicoagulación, utilizando un reactor electrolítico por lotes con un cátodo de Fe y un ánodo de Cu. Las variables operacionales probadas incluyeron pH (2.8 y 8.2), densidad de corriente (11 y 16 mA cm-2), tiempo de tratamiento (5, 10, 15, 20, 25 y 30 min), y presencia de luz solar ultravioleta, la cual fue concentrada utilizando un concentrador parabólico cilíndrico. Las condiciones óptimas para una mayor remoción de la demanda química de oxígeno (DQO) fueron un pH, densidad de corriente y tiempo de tratamiento de 2.8, 16 mA cm-2 y 10 min, respectivamente. La presencia de UV no tuvo un efecto significativo. La demanda química de oxígeno y la demanda bioquímica de oxígeno fueron removidas en un 62.3% y 55.5%, respectivamente. Los resultados de la espectroscopia infrarroja de absorción UV, fluorescencia y transformada de Fourier confirman el proceso de oxidación.
Los sistemas Galvano Fenton (GF) y Solar Galvano Fenton (SGF) acoplado con un tratamiento biológico combinado anaerobio-aerobio fue evaluado en la remoción de la DQO a través de incrementar la biodegradabilidad del lixiviado maduro. Los sistemas SGF y GF mostraron un aumento del índice de biodegradabilidad (IB) dosificando 1500 mg H2O2 L-1, y 30 minutos de tiempo de retención hidráulica (TRH), para incrementar el IB de 0.0022 inicial a 0.1388 y 0.1014 final respectivamente. El sistema acoplado GF/Biológico mostró una mejor eficiencia en la remoción de DQO de 66.6%, 86.5% de DBO, toxicidad de 90.1% y NO (Nitrógeno orgánico) de 93.7%. En el tratamiento SGF/biológico la oxidación excesiva generó una baja concentración de fuente de carbono necesaria como
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sustrato para los microorganismos en el sistema biológico, lo que causó una eficiencia del 6.7% de la remoción de DQO a la salida del reactor biológico. Finalmente, la caracterización de efluentes de GF y SGF por espectroscopia de fluorescencia y UV-Vis mostraron la ruptura de los anillos aromáticos y el número de reducción del doble enlace conjugado por el proceso de oxidación, por lo que esto sugiere que la ruptura de estructuras complejas favorece el incremento del IB. El proceso GF podría aplicarse para mejorar la relación DBO5/DQO y, en la integración en sistemas de tratamiento de agua antes de un tratamiento biológico.
Descripción:
La presente investigación desarrolló un pretratamiento de oxidación fotoelectroquímica mediante un nuevo proceso llamado Solar Galvano-Fenton, el cual no requiere corriente eléctrica externa y sólo utiliza luz UV solar; con la finalidad de incrementar la biodegradabilidad, y fragmentar la materia orgánica compleja para hacerla más biodisponible a los microorganismos en un biorreactor de lecho fijo mixto anaerobio-
INTRODUCCIÓN
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aerobio. Al mismo tiempo haciendo una comparativa contra los resultados en términos de eficiencia de remoción (DQO) en relación a la contraparte electroquímica, mediante un proceso solar peroxicoagulación y peroxiccoagulación, empleando el mismo tipo de electrodos, pero aplicando un potencial eléctrico. Con el objetivo de evaluar y comparar el beneficio, pros y contras de ambas tecnologías propuestas.