Tratamiento de aguas residuales de refinerías utilizando un sistema acoplado de electrocoagulación y proceso biológico de cama/película fija
Laura S. Pérez, Oscar M. Rodriguez, Silvia Reyna, José Luis Sánchez-Salas, Marco A. Quiroz, Erick R. Bandala
Grupo de Investigación en Energía y Ambiente. Posgrado en Ciencias del Agua.
El tratamiento de agua residual industrial es un tema crítico si los efectos del cambio climático en la disponibilidad del agua son considerados. Esta aseveración es correcta particularmente en los países desarrollados donde la transformación de materia prima usualmente genera aguas residuales con altas cantidades de contaminantes peligrosos (Dimoglo et al., 2004; Diaz et al., 2007). En muchos casos, los efluentes de aguas residuales industriales son liberados a las corrientes naturales con muy poco o nada de tratamiento. En México, uno de los principales contribuidores de contaminación ambiental es el agua residual de industria petroquímica. En 2011, la cantidad de efluente generado por Petróleos Mexicanos (PEMEX) fue más de 22 mil millones de metros cúbicos, liberando 560 toneladas de contaminantes (PEMEX, 2011).
Debido a la naturaleza de aquellos dentro de las aguas residuales petroquímicas, su tratamiento es un reto para los procesos convencionales físico-químicos, mecánicos y aún los biológicos (Dimoglo et al., 2004).
Una alternativa interesante para tratar efluentes complejos son los sistemas acoplados. Algunos trabajos como Bani-Melhem and Smith, (2012), Khoufi et al., (2006) y Beccari et al. (1999) han reportado que el acoplamiento entre métodos convencionales y no convencionales, mejoran la remoción de contaminantes presentes en efluentes industriales. Por lo tanto, este trabajo utilizó un sistema de acoplamiento emergente de manera secuenciada integrando un tratamiento no convencional (electrocoagulación) y seguido de uno convencional (bioreactor aerobio de cama fija) con el fin de mejorar la calidad del agua.
Para ello, diferentes variables fueron evaluadas cuyo objetivo fue identificar las condiciones óptimas de este procedimiento. La EC fue capaz de remover más del 88% de la demanda química de oxígeno (DQO) en el agua residual bajo las mejores condiciones de trabajo (6.5 V, 0.1 M NaCl, 4 electrodos sin modificación del pH inicial) y con una remoción de hidrocarburos totales (TPH) ligeramente mayor de 80%. Se encontró que el desprendimiento de aluminio desde los electrodos hasta el agua residual es un factor importante para la eficiencia de la EC y está muy relacionado con las condiciones de pH inicial, voltaje, concentración de electrolitos y número de electrodos. Así como también con la cantidad de potencia eléctrica requerida para llevar a cabo el proceso, por lo que se creó el índice de eficiencia de la electrocoagulación (ECEI, por sus siglas en inglés). Por otro lado, la aplicación de la EC permite incrementar la biodegradabilidad de la muestra de 0.015, considerado como no biodegradable, hasta 0.5 considerado como muy biodegradable. Así, el efluente fue tratado usando un biofiltro aerobio inoculado con un consorcio de bacterias que incluía gram positivo y gram negativo y su eficiencia fue evaluada mediante la remoción de DQO y TPH provenientes de la EC y durante 30 días. El conteo de células mostró que el típico crecimiento bacteriano inició al tercer día y se incrementó hasta un máximo de 8 días después. Después del octavo día, las células mostraron un crecimiento estacionario el cual coincide con la mayor disminución en la concentración del contaminante. La concentración final de TPH’s fue de 600 mgL-1 después de 30 días mientras que la concentración de DQO después del tratamiento biológico fue de 933 mgL-1. Finalmente, se encontró que el acoplamiento de EC-biofiltro aerobio fue capaz de remover hasta un 98% de la cantidad total de TPH’s y más del 95% de la carga de DQO, por lo que es una tecnología adecuada para eliminar la mayoría de los principales contaminantes inmersos en un agua residual de refinería.
Documento completo:
Pérez, L.S., et al., Oil refinery wastewater treatment using coupled electrocoagulation and fixed film biological processes, Physics and Chemistry of the Earth (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.pce.2015.10.018
