Evaluación comparativa en una planta a escala piloto de lodos activados de aireación prolongada en el tratamiento de lixiviado de relleno sanitario municipal diluido con agua residual

Abstract

La presente tesis de investigación buscó ampliar los conocimientos en el tratamiento de los lixiviados comparando en un sistema de tratamiento utilizando la tecnología de lodos activados. Se usó dos reactores de lodos activados con aireación prolongada, el primer reactor (R1) realizó el proceso de tratamiento del sustrato sin la recirculación del lodo proveniente de la zona de sedimentación, mientras que el segundo reactor (R2), realizó el tratamiento con una recirculación del lodo proveniente de la zona de sedimentación, con el objetivo de encontrar cuál de las dos alternativas planteadas resultaba más eficiente en el tratamiento de dicho sustrato al ir variando la concentración de la mezcla lixiviado y agua residual. Los parámetros de diseño fueron establecidos para un caudal de 144 l/día y un tiempo de retención de 30 horas; asimismo, en ambos reactores se procedió a inocular lodo activo de manera ecuánime, a razón de 60 litros de lodo para cada reactor equivalente a 3664 mg/L de SST y de 3100 mg/L de SSV; obteniendo así, una eficiencia en remoción de la DBO5 carga orgánica del 85.04% con un 6% de dilución para el reactor R1 y un 84.50% con un 8% de dilución para el reactor R2. Con respecto a la DQO para el reactor R1 es técnicamente adaptable y posible el tratamiento de los lixiviados diluido con aguas residuales hasta un 3.0% en relación al volumen, alcanzando una eficiencia del 67.10% y para el reactor R2 hasta un 4.0% en relación al volumen, alcanzando una eficiencia del 70.80% En el reactor N°1 las condiciones que cumplen con la normatividad son para una dilución del 3.0% en relación de volumen entre el lixiviado y agua residual. Para estas condiciones de operación el afluente presentó una DBO5 de 191.7 mg/L, una DQO de 587.0 mg/L, una relación de DBO5/DQO igual a 0.33, una carga orgánica de 0.028 KgDBO5/d. y 0.085 KgDQO/d. En el tanque de aireación para las condiciones indicadas se obtuvo una cantidad de sólidos suspendidos totales de 710 mg/L y 514 mg/L de sólidos suspendidos volátiles, con un 72% de la presencia biológica en los SST del tanque de aireación, la presencia del oxígeno disuelto para estas condiciones fue de 3.1 mg/L, el índice volumétrica de lodos funcionó en la dilución mencionada fue de 40.85 ml/gr, la carga másica-alimento/microorganismos se encontró en 0.29 KgDBO5/KgSSV.dia. y 0.89 KgDQO/KgSSV.dia. El efluente para estas condiciones óptimas de funcionamiento se obtuvo una DBO5 de 22.55 mg/L con una remoción del 88.24% y una DQO de 193 mg/L con una remoción del 70.87% de la misma. En el reactor R2 las condiciones que cumplen con la normatividad son para una dilución del 4.0% en relación de volumen entre el lixiviados y agua residual. Para estas condiciones de operación el afluente presentó una DBO5 de 206.36 mgD/L, una DQO de 592 mg/L, una relación de DBO5/DQO igual a 0.35, una carga orgánica de 0.030 KgDBO5/d. y 0.085 KgDQO/d. En el tanque de aireación para las condiciones indicadas se obtuvo una cantidad de sólidos suspendidos totales de 2436 mg/L y 1956 mg/L de sólidos suspendidos volátiles, con un 80% de la presencia biológica en los SST del tanque de aireación, la presencia del oxígeno disuelto para estas condiciones fue de 2.9 mg/L, el índice volumétrica de lodos funcionó en la dilución mencionada fue de 35.3 ml/gr, la carga másica-alimento/microorganismos se encontró en 0.08 KgDBO5/KgSSV.dia. y 0.23 KgDQO/KgSSV.dia. El efluente para estas condiciones óptimas de funcionamiento se obtuvo una DBO5 de 14.97 mg/L con una remoción del 92.75% y una DQO de 182 mg/L con una remoción del 69.26% de la misma. En base a los resultados obtenidos en la presente tesis podemos afirmar que el empleo de la tecnología de lodos activados de con aireación prolongada y recirculación de lodo proveniente del sedimentador secundario es una mejor alternativa que el mismo proceso sin recirculación. Asimismo esta tecnología se puede emplear para una dilución de lixiviado (con una DBO5 de 2500 mg/L y DOQ de 13500 mg/L) y agua residual hasta en un 4% (v/v). Al recircular el lodo del sedimentador secundario ayuda a mantener la cantidad y calidad de sólidos suspendidos volátiles en el reactor R2, y una gran ventaja en la adaptación de la biomasa a los eventuales cambios de la carga orgánica.