Implementación de un proceso biológico como postratamiento a la oxidación de un agua residual textil con el sistema Co/Al–PILC–BAP

Abstract

El agua es una sustancia esencial para los seres vivos y durante la historia las poblaciones se han asentado en lugares donde se encuentre este recurso. Sin embargo, las fuentes hídricas están siendo contaminadas con metales pesados, patógenos y diversas sustancias orgánicas e inorgánicas. La industria textil genera gran cantidad de contaminantes al medio ambiente, entre los que se encuentran los colorantes utilizados en los procesos de teñido [1]. Se estima que del 10 al 15% de los colorantes empleados en la industria textil se descargan en las aguas residuales sin un tratamiento previo [2]. Para el mejoramiento de la calidad del agua y la descontaminación de las fuentes hídricas se han empleado sistemas de tratamiento físicos, químicos y biológicos [3, 4]. El uso de tratamientos combinados o acople de tecnologías es una opción para superar las desventajas de los procesos individuales [5]. El acople de procesos es uno de los métodos más efectivos para el tratamiento de aguas con compuestos orgánicos tóxicos y recalcitrantes, dado que mejora el índice de biodegradabilidad [6, 7]. El tratamiento biológico posterior a un proceso de oxidación avanzado presenta ventajas como la protección a los microorganismos de compuestos tóxicos o inhibitorios, incremento del grado mineralización de los contaminantes y reducción de los costos totales de tratamiento [8, 9]. En el presente trabajo final de maestría se realizó un ensayo de laboratorio de un proceso biológico aerobio como postratamiento a la oxidación de un agua residual textil con el sistema Co/Al–PILC–BAP, aumentando el índice de biodegradabilidad de 0.37 (antes del POxA) a 0.59 (después de POxA) y 0.94 (después del proceso biológico). El proceso biológico siguió la metodología establecida para prueba de Zahn-Wallens y permitió una remoción promedio en la demanda química de oxígeno (DQO) del 96.3%, llegando a un valor final de 20 ± 5 mg O2/L. Para analizar el efecto de los contaminantes presentes en el agua residual textil, se evaluó la fitotoxicidad con semillas de lechuga (Lactuca sativa L.) antes y después del acople de los procesos de oxidación química/tratamiento biológico, encontrándose un aumento en el porcentaje de germinación relativo del 31.82 al 100%, lo cual sugiere una disminución de los componentes tóxicos presentes en el agua. Por tanto, el acople de un POxA/sistema biológico es una alternativa para el tratamiento del agua residual textil objeto de estudio, el cual permitió cumplir con los límites máximos permisibles en DQO para el vertimiento de agua en la fabricación de productos textiles, establecidos en la Resolución 0631 de 2015 del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible de Colombia (Texto tomado de la fuente)

Water is an essential substance for living beings, and throughout history, populations have settled in places where this resource is found. However, water sources are contaminated with heavy metals, pathogens, and organic and inorganic substances. The textile industry generates many environmental pollutants, including the dyes used in the dyeing process [1]. Approximately 10 to 15% of the dyes used in the textile industry are discharged into wastewater without prior treatment [2]. Physical, chemical, and biological treatment systems have improved water quality and decontaminate water sources [3, 4]. Combining treatments or coupling technologies is an option to overcome the disadvantages of individual processes [5]. Process coupling is one of the most effective methods for treating water containing toxic and recalcitrant organic compounds since it improves the rate of biodegradability [6, 7]. Biological treatment after an advanced oxidation process has advantages such as protection of microorganisms from toxic or inhibitory compounds, increased mineralization of pollutants, and reduction of total treatment costs [8, 9]. In this master's thesis, a laboratory test of an aerobic biological process was carried out as a post-treatment to the oxidation of a textile wastewater with the Co/Al–PILC–BAP system, increasing the biodegradability index from 0.37 (before AOP) to 0.59 (after AOP) and 0.94 (after the biological process). The biological process followed the established methodology for the Zahn-Wallens test and allowed an average chemical oxygen demand (COD) removal of 96.3%, reaching a final value of 20 ± 5 mg O2/L. To analyze the effect of the pollutants present in the textile wastewater, phytotoxicity was evaluated with lettuce seeds (Lactuca sativa L.) before and after coupling the chemical oxidation/biological treatment processes, finding an increase in the relative germination percentage from 31.82 to 100%, which suggests a decrease in the toxic components present in the water. Therefore, the coupling of an AOP/biological system is an alternative for the treatment of the textile wastewater under study, which allowed compliance with the maximum permissible limits in COD for the discharge of water in the manufacture of textile products, established in Resolution 0631 of 2015 of the Ministry of Environment and Sustainable Development of Colombia.