Efecto del pretratamiento con ozono en el desempñeo del tratamiento por lodos activados

Abstract

La dificultad de tratar efluentes residuales de origen doméstico-industrial bajo el método convencional de lodos activados, demanda la incorporación de tecnologías que ayuden a su tratamiento. En este estudio, se evaluó la integración de un sistema de tratamiento ozono-lodos activados. El ozono es aplicado como pretratamiento analizando el efecto que tiene sobre el desempeño en el tratamiento biológico en base a la estimación de sus parámetros bioestequiométricos y cinéticos, así como las eficiencias globales de la eliminación del material orgánico en términos de DQO y DBO5. Para alcanzar los objetivos de este proyecto se diseñaron las siguientes fases de estudio: - Fase 1: Pretratamiento de ozonación. - Fase 2: Integración del sistema ozono-lodos activados. - Fase 3: Desempeño del tratamiento continuo por lodos activados. Los resultados experimentales obtenidos respecto la preozonación indican un mejoramiento en la biodegradabilidad del agua residual medida como la razón DBO5/DQO (de 0.54 a 0.69 con una dosis de ozono aplicada de 27.1 mg/Lagua residual). Basados en el tratamiento continuo de lodos activados la eficiencia tanto del reactor biológico como global del proceso combinado (con el efluente preozonado) se incrementó. Para el T.LA. con preozonación se lograron eficiencias de eliminación respecto la DQO del 78-58 % y respecto la DBO5 del 93-72 %, logrando mayores diferencias respecto al tratamiento sin ozonar conforme se aumentó su carga orgánica (F/M) de operación. La ozonación mejoró igualmente la velocidad de consumo de los sustratos (coeficiente cinético, de 1.15 veces mayor para la DQO y de un 1.45 veces mayor para la DBO5) implicando una disminución del efecto inhibidor del influente en la biomasa, incrementando la capacidad y flexibilidad del tratamiento biológico (con un menor tiempo de residencia ó un menor volumen del reactor biológico convencional). La ozonación logró disminuir la producción de biomasa por sustrato eliminado en un 30 % expresada como Yx, obteniéndose un menor rendimiento neto de biomasa (Yobs) en un 6 % base DQO y un 31 % base DBO5, lo que es benéfico en la disposición y acumulación de los lodos en el tratamiento biológico. Lo anterior puede ser consecuencia de una menor generación de energía, derivada del consumo de los nuevos productos de ozonación, incrementando la velocidad de auto-oxidación de la biomasa (Km) de 0.0596- 0.0634 a 0.066-0.0827 día-1.. El consumo total de oxígeno para el T.L.A con preozonación fue incrementado en un 11-23 % en mg O2/(mg SSV día). Se obtuvo una menor demanda de oxígeno requerido por sustrato biodegradado para el tratamiento biológico con preozonación, estimado del parámetro bioestequiométrico (a) de un 0.63 mg O2/mg DBO5 a un 0.49 mg O2/mg DBO5, indicio de la formación de productos más oxigenados y posiblemente proveedoras de una menor fuente de energía después de la ozonación, pero ahora con mayor susceptibilidad y velocidad de biodegradación (k). La ozonación como pretratamiento de efluentes residuales domésticos-industriales logró mejorar el desempeño del tratamiento convencional por lodos activados, sin embargo su aplicación dependerá de la factibilidad económica basada como primera aproximación en los parámetros bioestequiométricos y cinéticos aquí estimados.