Evaluación de un proceso integrado de adsorción y oxidación avanzada para el tratamiento de aguas residuales industriales reales

Abstract

El tratamiento de aguas residuales continúa siendo un problema de significativa importancia hoy en día, de la buena comprensión que se tenga sobre el sistema a tratar, así como de los requerimientos mismos de calidad del agua, depende en buena medida el nivel de efectividad con el que se realice dicho tratamiento. Normalmente, por la gran variedad y complejidad de aguas residuales existentes, se requieren de soluciones particulares que cumplan con dicho desafío. El presente documento expone la evaluación de dos tratamientos complementarios (Oxidación con reactivo Fenton y adsorción con carbón activado), en busca de mejorar la calidad de dos efluentes residuales reales, uno proveniente de los residuos de un laboratorio de análisis químico, y otro derivado de la actividad minera. Para cada efluente se valoró el desempeño de cada proceso por separado y con base en la información recopilada se estableció la secuenciación más favorable para la remoción de contaminantes. En el caso del efluente de laboratorio se encontró que la secuencia Oxidación-Adsorción permite una máxima remoción de materia orgánica del 58% de COT, así como retención de metales pesados de 23%, 47%, 19% y 43% para Zn, Cu, Mn y Fe respectivamente. Por su parte, en el efluente de mina la secuencia Oxidación-Adsorción admitió una degradación máxima de la materia orgánica del 68% respecto a COT, y remoción de metales pesados de 6%, 33%, 33% y 49% para Zn, Cu, Mn y Fe respectivamente. Se evidenció además, que en el caso de la mina, su efluente se ve visiblemente afectado por la presencia de interferencias tales como los sólidos suspendidos, las que no se presentaron en el caso del laboratorio. Se encontró además, que un modelo de correlación multivariable permite realizar la evaluación económica del proceso con base en una función de costos, la cual dio como resultado una mejora de casi 36% en el costo, respecto de la condición de mejor remoción encontrada, cumpliendo en todos los casos, con las restricciones establecidas para la remoción de contaminantes. / Abstract. Wastewater treatment continues being a problem of significant importance nowadays. A proper understanding about the system to be treated, as well as the requirements of water quality, will help to improve the effectiveness of the treatment. Normally, by the variety and complexity of existing sewage, they require particular solutions that meet this challenge. This document sets out the evaluation of two complementary treatments (Fenton reagent oxidation and adsorption with activated carbon), in order to improve the quality of two real industrial wastewater effluent. The first is derived from the residues of a chemical analysis laboratory, and the second is come from mine activity. The performance of each process was assessed separately over the effluents, and base on the information acquired, the best sequence was established, in accordance with the best pollutants removal. In the laboratory effluent it was found that the sequence Fenton reagent-Adsorption allows a maximum removal of organic matter around of 58% of TOC, as well as retention of heavy metals of 23%, 47%, 19% and 43% for Zn, Cu, Mn and Fe respectively. On the other hand, over the mine effluent the same sequence admitted a degradation of organic matter of 68% TOC, and removal of heavy metals from 6%, 33%, 33% and 49% for Zn, Cu, Mn and Fe respectively. It also emerged that in the case of the mine, its effluent is visibly affected by the presence of interference such as settable solids, which were not presented in the case of the laboratory. It was also evident that a multivariable second order model allows the economical assessment of the process based on a cost function. Results of that economic assessment show an improvement of almost 36% in the cost, related to the best removal condition found, allowing in all cases, complying with the restrictions established for the removal of pollutants.