Identificador: TDX:1666
Autores: Suárez Ojeda, María Eugenia
Resumen:
La reducció de l'aigua residual i el seu tractament és un dels reptes als quals s'enfronta la nostra societat de consum. Com a exemple, a la UE s'aboquen 5400 tones a l'any d'efluents industrials que contenen compostos aromàtics, els quals presenten efectes tòxics i bactericides. Avui, existeixen diverses tecnologies que han demostrat el seu potencial per a tractar aquest tipus d'efluents industrials. La majoria d'elles estan basades en l'oxidació dels contaminants orgànics, el qual és transformat en diòxid de carboni i aigua o en intermedis de reacció menys nocius, més adequats per a un tractament biològic. Així doncs, l'oxidació humida catalítica amb aire amb carbó actiu com catalitzador (de l'anglès, CWAO) i l'oxidació humida amb aire (de l'anglès, WAO) sense catalitzador s'han convertit en tècniques molt atractives pel pretractament efectiu d'aquest tipus d'aigua residual industrial que o bé està molt concentrada o bé és molt tòxica com per a ser tractada directament a una Estació Depuradora d'Aigües Residuals (EDAR) convencional. Com que la mineralització complerta del contaminant és summament costosa, l'acoblament d'una etapa inicial d'oxidació amb un tractament biològic pot resoldre aquest problema de contaminació d'una forma més barata i racional.<br/>Seguint aquesta premissa, l'objectiu global d'aquest treball va ser demostrar la viabilitat tècnica de l'acoblament d'una etapa inicial de CWAO amb una EDAR municipal per a tractar aigües residuals industrials fenóliques. Per això, va ser necessari trobar les condicions apropiades a l'etapa d'oxidació, en termes de: a) destrucció del contaminant model, b) preservació del catalitzador en el cas de l'oxidació humida catalítica amb aire, c)<br/>distribució d'intermedis i d) augment de la biodegradabilidad. Aquests paràmetres van permetre avaluar l'adequació del pretractament per oxidació dels efluents industrials fenólics per a la seva posterior depuració a una EDAR convencional, com partde l'entrada a la mateixa.<br/>Per a assolir aquest objectiu, es van realitzar diverses proves de WAO i CWAO (140ºC-160ºC en CWAO, 215-265ºC en WAO i de 2-9 bar de pressió parcial d'oxigen-PO2-) per a diversos contaminants model típicament presents a les aigües residuals industrials, com poden ser el fenol, o-cresol, 2-clorofenol i dodecilbenzè sulfat de sodi (DBS) a concentracions per sobre de 8000 mg l-1 de Demanda Química d'Oxigen (DQO). Els experiments de CWAO van ser realitzats en continu en un reactor de llit fix de goteig per un temps total de 72 h. Es va utilitzar un carbó actiu comercial com catalitzador. El cabal d'aire va ser ajustat per a garantir oxigen en excés i el cabal de líquid va ser fixat en funció del pes del llit catalític per a proporcionar un temps espacial del líquid de 0.12 h. Els experiments de WAO van ser realitzats a un sistema discontinu i amb un temps de reacció de 30, 60, 90 i 120 minuts. Les temperatures utilitzades als experiments WAO van ser 215, 240 i 265ºC, mantenint la PO2 a 2 bar i 9 bar. Pel cas del DBS, els experiments de WAO van ser realitzats a temperatures de 180, 200 i 220ºC i 15 bar de PO2.<br/>Els resultats obtinguts van demostrar que la destrucció del contaminant model i la reducció tant de l'DQO com de Carboni Orgànic Total (COT) són dependents dels canvis de temperatura però pràcticament independents dels canvis a la PO2. A mode d'exemple, per a la CWAO d'o-cresol a 2 bar de PO2, un canvi a la temperatura de 140ºC a 160ºC implica un augment de la destrucció d'o-cresol de 30 a 85%, de l'eliminació de DQO de 15 a 50% i de l'eliminació de COT de 18 al 47%. Un comportament similar va ser trobat per a la resta de contaminants model.<br/>La biodegradabilidad dels efluents procedents dels diferents assaigs d'oxidació i dels intermedis d'oxidació va ser determinada mitjançant proves respirométriques. Pels efluents de WAO i CWAO aquestes proves van permetre obtenir el grau d'augment de la biodegradabilidad produït per cadascuna de les condicions d'oxidació emprades. Pel cas dels intermedis de reacció, aquestes proves respirométriques van permetre determinar el coeficient de rendiment biomassa/substrat per als àcids carboxílics biodegradables i detectar alguns comportaments co-metabòlics; els quals, van servir per a explicar els resultats obtinguts pel que fa a la biodegradabilidad dels efluents procedents de WAO i CWAO. Tenint en compte aquests resultats, va ser possible establir si els efluents de WAO o CWAO eren adequats per al seu posterior tractament amb un llot actiu no aclimatat. D'aquesta manera es va establir un protocol d'acoblament apropiat de l'etapa de CWAO amb una planta biològica a escala de laboratori. El tractament integrat de les aigües residuals d'o-cresol va assolir una eliminació de DQO de més del 99% i una destrucció dels intermedis de CWAO de més del 92%, sense causar efectes nocius sobre la biomassa de l'etapa biològica.<br/>Paraules clau: aigües residuals industrials fenólicas, carbó actiu, llots actius, oxidació humida catalítica amb aire, respirometria.
Repositori URV