Reducción de compuestos fenólicos en aguas residuales de baños portátiles con proceso de oxidación química avanzada ozono-peróxido de hidrógeno

Abstract

En el Perú el desarrollo económico y el auge de los grandes y diversos proyectos, como la construcción, el transporte terrestre y aéreo, así como los campamentos de avanzada, han llevado al uso masivo de los baños portátiles o baños químicos. Estas unidades de uso en diversos sectores del desarrollo nacional, sirven para retener y evitar la contaminación por las evacuaciones humanas, sólidas y liquidas, en el lugar de generación. Desde el punto de vista ambiental, estas unidades son de gran ayuda para evitar impactos en los lugares donde son usados, pero se debe tener en cuenta que estos baños portátiles tienen en su composición elementos mucho mas contaminantes que las propias descargas que recibe. En el Perú, no es conocido con exactitud el tratamiento que se aplica a los efluentes de los baños portátiles, y si los poco conocidos no son los más adecuados. El presente trabajo de investigación experimental consiste en usar el proceso de oxidación química avanzada ozono-peroxido de hidrogeno para dar tratamiento y reducir los compuestos fenólicos, contaminante principal de las aguas residuales de estos baños portátiles. En el experimento se usó agua residual de los baños portátiles del transporte aéreo nacional, similar en composición y características a los demás baños portátiles de otros sectores de la industria peruana. 10 litros de agua residual previamente cribadas fueron vertidas a un reactor de plástico, donde se le inyecto aire para homogenizar y mantener el licor en mezcla completa durante las reacciones químicas. Se inyecto ozono desde un equipo ozonizador de 0.223 gr/h, con un caudal de aire ozonizado de 15 litros/minuto (constante) y peróxido de hidrogeno en diferentes concentraciones, de 0.25, 0.50, 1.00 y 2.00 molar. En concentraciones de peróxido de 2.0 molar la reducción de los compuestos fenólicos hasta valores de 0.01 mg/l se dio en 3 horas de reacción, tiempo muy corto en comparación con la reacción con 0.25 molar, donde la reducción del compuesto fenólico a valor de 0.01 mg/l se dio en 28 horas. Los tiempos de reacción para reducir el compuesto fenólico del agua residual del baño portátil va acompañado de la concentración del peróxido de hidrogeno, manteniendo la misma concentración al ozono y con una homogenización constante del licor de la mezcla.

A system of treatment was developed to reduce the concentration of phenolic compounds from an initial concentration of 4 mg/L contained in wastewater from portable toilets generated in various commercial and industrial activities. For this purpose was applied the advanced chemical oxidation process ozono-peroxido of hydrogen (O3/H2O2). Residual water was used of the portable toilets of the national air transport, of which is taken 10 liters previously screened and are charged to a batch reactor, where is supplied air to homogenize and maintain agitation during the process. Using an ozonator equipment is injected O3 with 0.2 g/h , with a flow of air ozonized of 15 L/min and H2O2 at concentrations of 0.25, 0.50, 1.00 and 2.00 molar. The results show that for the concentration of O3 of 0.223 mg/L, with the concentration of H2O2 of molar 2.0, the reduction of phenolic compounds to values of 0.01 mg/L, (Peruvian environmental standard), occurred in 3 hours of reaction, very short time compared to the reaction with 0.25 molar, where the reduction of the phenolic compound occurred in 28 hours. I.e., the speed of decomposition of phenol depends strongly on the concentration of H2O2 and is the main promoter of formation of OH- hydroxyl radicals. Under these conditions, the laboratory analysis also reports that the organic load contained in the wastewater of the portable toilets is reduced to 87% of its initial value, which is attributed to the presence of the OH- hydroxyl radicals and it makes viable the subsequent treatment with conventional system. Both the pH and the temperature of process do not vary significantly. It performs an economic analysis of the treatment system, what was estimated in a total cost of $ 0.117 USD/m3 of wastewater treated and is shown the technical, economic and environmental treatment system feasibility.