Tratamiento anaerobio y microaerobio de agua residual rica en sulfato

Resumen

Se llevó a cabo un estudio del tratamiento aneorobio y microaerobio de agua residual rica en sulfato en reactores de lecho fluidizado y se empleó diferentes materiales suportes. En 2008/2009, Brasil produjo 570 millones de toneladas de caña-de-azúcar, 30 millones de toneladas de azúcar y 27 millones de m3 de etanol. La vinaza es, hoy en día, uno de los mayores causadores de contaminación ambiental por ser el efluente originado del proceso de destilación del alcohol, que presenta gran potencial contaminante. La carga contaminante es siempre elevada, pero varía en función de las características de la fábrica y de la eficiencia del proceso de producción. Ese efluente tiene elevado contenido orgánico, bajo pH, alto contenido en sulfato y elevada temperatura. Además, presenta grandes cantidades de sales. Se construyeron cuatros reactores de metacrilato, debido a que son materiales que no presentan problemas de corrosión y son fáciles de trabajar. Los reactores fueran divididos en dos partes, la primera es la zona del lecho fluidizado y la segunda es la parte de la zona de sedimentación. Y se utilizó carbón activo granular, sepiolita y zeolita como material soporte. El reactor de carbón activo granular presentó un alto rendimiento en todas las condiciones aplicadas, alcanzando valores de tasa de eliminación de DQO de 95,9 %. No presentó inhibición de la metanogénesis ni de la sulfurogénesis, a pesar de las bajas relaciones entre DQO y sulfatos que se trabajó. Tampoco se observó inhibición del proceso (tanto de la metanogénesis como de la sulfurogénesis) debido a las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en el líquido. No hubo diferencia entre las medias de la tasa de eliminación de DQO para las condiciones 5 y 6, y la variabilidad de las muestras se mantuvo constante. No hubo diferencia entre las medias de la tasa de eliminación de DQO para las condiciones 6 y 7, no obstante, hubo una pequeña disminución de la variabilidad de las muestras. En relación a la producción de metano, con una disminución del flujo molar de metano de 14 mmol¿d-1, sin embargo, se observa que al introducir oxígeno mejoró la estabilidad del reactor. En función de la cantidad de bandas en los geles de DGGE se observó una mayor biodiversidad en el gel perteneciente al dominio archaea. Las pequeñas cantidades de oxígeno introducido en el reactor no afectaran al dominio archaea. Se demostró la presencia de microorganismos oxidadores del azufre en la cabeza del reactor. El reactor de sepiolita presentó un buen rendimiento en las 5 primeras condiciones, alcanzando tasas de eliminación de DQO de de valores mayores que 77 %, sin embargo, entre las condiciones 6 y 8 hubo una disminución de la tasa (37 % - 64 %), en las siguientes condiciones (9 a 17) el reactor presentó altas tasas de eliminación de DQO (>80 %). No se presentó inhibición de la metanogénesis ni de la sulfurogénesis para las condiciones de la 1 a la 6, mientras que para las condiciones de la 6 a la 9, hubo una reducción de la tasa de eliminación de DQO y de sulfato reducción probablemente debido a una inhibición de la metanogénesis que puede ser provocada por las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en el efluente. No hubo diferencia entre las medias de la tasa de eliminación de DQO para las condiciones 16 y 17, y la variabilidad de las muestras se mantuvo constante. El aumento del flujo de oxígeno provocó una disminución de la tasa de amonificación en el sistema. El reactor de zeolita presentó un buen rendimiento en las 9 primeras condiciones, alcanzando tasas de eliminación de DQO de de valores mayores que 73 %, sin embargo, entre las condiciones 10 y 17 hubo una disminución de la tasa, variando de 54 % a 70 %. En condiciones microaerobias, se encontró altas tasas de eliminación de azufre, alcanzando valores de 77 %, lo que produciría 133 mg¿L-1¿d-1. No hubo diferencia entre las medias de la tasa de eliminación de DQO para las condiciones 16 y 17, sin embargo disminuyó la variabilidad de las muestras. En relación a la concentración de sulfuro de hidrógeno en el biogás, se vio un incremento del 8 %de la tasa de eliminación del sulfuro de hidrógeno, además, la recirculación de biogás disminuyo la variabilidad de las muestras. La recirculación de biogás afecto la concentración de SSV en el efluente, aumentando en 138 mg¿L-1. El reactor de EGSB presentó un alto rendimiento para la condición 3, 4 y 6 (>89 %), sin embargo, presentó bajas tasas de eliminación de DQO para las demás condiciones (<67 %). Se encontró una tasa de eliminación de azufre del 65 %, lo que puede ser considerada elevada, ya que la cantidades introducidas en el reactor fueron importantes. Hubo una diferencia de 27,8 % entre las medias de la tasa de eliminación de DQO para las condiciones 5 y 6, sin embargo, hubo una disminución de la variabilidad de las muestras se mantuvo constante. En relación a la concentración de sulfuro de hidrógeno en el biogás, no se alteró la tasa de eliminación de H2S, al cambiar en punto de aplicación de oxígeno.