OXIDACIÓN AVANZADA – SISTEMA FENTON – EN TRATAMIENTO DE EFLUENTES INDUSTRIALES DE ALTA CARGA ORGANICA Rodriguez, Ruth; Flesler, Fanny; Lehmann Verónica INTI Ambiente ruthr@inti.gob.ar OBJETIVO • Estudiar el sistema de oxidación avanzada FENTON para el tratamiento de efluentes de industrias alimenticias con alta carga orgánica. • Comparar el sistema FENTON con tratamientos fisicoquímicos convencionales de Coagulación y Floculación, utilizando diferentes reactivos comerciales. Figura 1. Floculador para ensayos de Jar Test DESCRIPCIÓN Se seleccionó una industria que tiene como productos de elaboración principal galletitas dulces y alfajores. El efluente proviene de la limpieza y lavado de equipos utilizados en el proceso productivo, y se caracteriza por tener alto contenido de grasas, sólidos y materia orgánica medida en términos de DBO5 (Demanda Biológica de Oxígeno) y DQO (Demanda Química de Oxígeno). Las dosis de reactivos requeridos de acuerdo a la DQO del efluente se determinan a partir de la siguiente relación: Las características del efluente crudo se analizaron a partir de muestras compuestas de una jornada de trabajo representativa de la actividad industrial, obteniéndose los siguientes resultados. El valor que resulta de esta expresión, son los mililitros de agua oxigenada (al 30%) a adicionar por litro de efluente a tratar. pH DQO (mg/l) DBO5 (mg/l) Relación DBO/DQO Sustancias Solubles en Eter Etílico (mg/l) 4 22.451 13.196 0,59 520 Tabla 1. Características del efluente crudo Sistema FENTON El sistema de oxidación FENTON remueve la carga contaminante con una combinación de peróxido de hidrógeno y hierro, a presión atmosférica y en condiciones ácidas. La cantidad de reactivos a dosificar depende directamente del valor de DQO del efluente a tratar. El estudio se realizó a partir de ensayos experimentales a escala laboratorio utilizando un equipo floculador– Jar Test- con sistema de agitación y mezcla con regulador de velocidades. • Agua oxigenada: DQO mgO2 l = l mgO2 141,2 mlH 2O2 [ ] H 2O2 ml Teniendo en cuenta el valor de DQO determinado, el volumen de agua oxigenada resulta en 159 ml por litro de efluente. • Hierro: Se utilizan relaciones molares de Fe2:H2O2 que varían de 1:1 a 1:20. Se realizaron ensayos con diferentes concentraciones de hierro y se determinó el mejor comportamiento con una relación de 1:16. De acuerdo a esto, la dosis requerida de hierro es de 0,03 g por cada mililitro de agua oxigenada. En este caso se utilizó Sulfato Ferroso penta hidratado Fe(SO4).5H2O, resultando una dosis de 0,13 g por cada mililitro de agua oxigenada. Sistema Coagulación- Floculación Se realizaron nueve ensayos fisicoquímicos convencionales de Coagulación y Floculación, utilizando diferentes reactivos comerciales, tomando como variables las dosis de Los coagulantes utilizados fueron: • Cloruro Férrico [FeCl3] • Policloruro de Aluminio- PAC. Como floculante se utilizó un copolímero aniónico comercial en solución acuosa. El resultado del ensayo de tratabilidad del efluente mediante oxidación por “FENTON” reflejó una alta eficiencia de remoción del 88%. DQO (mg/l) DBO5 (mg/l) % Remoc ión 2.700 1.550 88 Tabla 2. Resultado final del ensayo FENTON. Los sistemas fisicoquímicos de CoagulaciónFloculación, se removió hasta un 20% aproximadamente, lo que representa una DQO final de 18.700 mg/l. FENTON Fe(SO4).5H2O (3) Fe(SO4).5H2O (2) PAC (3) Reactivos Fe(SO4).5H2O (1) PAC (2) PAC (1) FeCl3 (3) FeCl3 (2) En el siguiente gráfico se muestran los resultados comparativos de los métodos empleados para la tratabilidad de este efluente. FeCl3 (1) N H2O2 3 191 l/m efluente 3 2,75 m /d 3 82,5 m /mes Fe(SO4).5H2O 3 24,7 kg/m efluente 3 355,4 kg/d 10,7 t/mes FeCl3 (10%) 1 l/m efluente 14,3 l/d 430 l/mes PAC 3 1,7 l/m efluente 24,2 l/d 726 l/mes Fe(SO4).5H2O (20%) 2,9 l/m3 efluente 41,8 l/d 1,25 m /mes 3 Tabla 3. Dosis requeridas de reactivos para cada sistema de tratamiento CONCLUSIONES RESULTADOS % Remoción de DQO Cantidad Reactivos NT O CO A FL GU O LA CU C LA IO CI N O N • Sulfato Ferroso [Fe(SO4).5H2O] 95,0 90,0 85,0 80,0 75,0 70,0 65,0 60,0 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Sistema FE coagulantes y los valores de pH inicial. Se determinó para cada caso el valor de DQO final y eficiencia de remoción obtenida. Gráfico 1. Comparación de técnicas de tratamiento A partir de los resultados obtenidos mediante los ensayos de laboratorio, en la Tabla 3 se presentan las dosis requeridas de reactivos por 3 m de efluente a tratar. Comparando los resultados en términos de eficiencias de remoción, la alternativa de oxidación avanzada, FENTON, fue la más óptima sobre este tipo de efluente alcanzando una eficiencia de remoción de DQO y DBO5 alrededor del 88%. En los procesos de Coagulación-Floculación solo se obtuvo una remoción máxima del 20%. Desde el punto de vista económico, es necesario tener en cuenta el costo de cada reactivo y las dosis requeridas para cada alternativa. Si resulta factible implementar el sistema de oxidación por FENTON, la carga orgánica remanente debe ser removida mediante un sistema de tratamiento secundario teniendo en cuenta la presencia de hierro soluble que queda como producto de este proceso.