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7/24/2019 Biodiscos vs Electrocoagulacion
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SummaryThe purpose of this paper is to
show the best alternative for
removing organic material (by
analyzing the Chemical Oxygen
Demand-COD) present in the
leachates of a sanitary landfill, by
examining its treatment using the
traditional biodiscs method and
the electrochemical technique of
electrocoagulation.
To study the biological process,
a biodiscs reactor made up of 51
acrylic discs (each 3 millimetres
thick, 30 centimetres in diameter
and 40% immersed in the waste
liquid) was used. It had the
capacity to purify approximately
29.3 litres of leachate; implying a
COD removal of 40%.
The electrocoagulation
system was examined in an acrylic
reactor, whose electrodical zone
consisted of 9 aluminium electrodes
(separated by approximately 4
centimetres), of which 5 were
cathodes and 4, anodes. On loading,
in batches, 21 litres of the waste
liquid, on changing the voltage of
the cell and the operating time of
the process, the COD is removed; to
a maximum value of 38.50%.
Both methods,electrocoagulation and the biodiscs
reactor, remove a similar amount of
the organic matter present in the
leachates studied.
ResumenLa finalidad de este artculo
es mostrar la mejor alternativa
para remover material orgnico
(analizando la demanda
qumica de oxgeno, en
adelante DQO) presente en
los lixiviados de un relleno
sanitario, buscando examinar
su tratabilidad mediante el
mtodo tradicional de biodiscos
y la tcnica electroqumica de
electrocoagulacin.
Para investigar el proceso
biolgico, se utiliz un reactor
de biodiscos, conformado por
51 discos construidos en acrlico
(cada uno con un espesor de
3 milmetros, un dimetro de
30 centmetros y sumergidos
en el lquido residual en una
proporcin del 40%), con
la capacidad para depurar
aproximadamente 29,3 litros de
lixiviado; encontrndose una
remocin para la DQO del 40%.
El sistema de
electrocoagulacin fue
examinado en un reactor
construido en acrlico, cuya
zona electrdica consta de
9 electrodos de aluminio
(separados aproximadamente
por 4 centmetros), de los cuales
5 son ctodos y 4 son nodos.
Al cargar por lotes 21 litros del
residuo lquido, variar el voltaje
de la celda y el tiempo de
operacin del proceso, se logra
depurar la DQO; alcanzado un
valor mximo de 38,50%.
Los dos mtodos, tanto la
electrocoagulacin como el
reactor de biodiscos, remueven
una cantidad semejante de
materia orgnica presente en los
lixiviados estudiados.
DEPURACIN DE LA MATERIA ORGNICA.
MTODO DE BIODISCOS VS. TRATAMIENTO
DE ELECTROCOAGULACINPaola Jimena Ordez Losada
Alcalda municipal de San Agustn (Huila, Colombia)
Ingeniera Qumica
TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS
Ivn Daro Mercado Martnez
Universidad Pontificia Bolivariana (Medelln, Colombia).
Grupo de Investigaciones Ambientales (GIA),
Lnea Uso Eficiente y Calidad del Agua
Ingeniero Qumico. Especialista en Ingeniera Ambiental
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7/24/2019 Biodiscos vs Electrocoagulacion
2/369NoviembreDiciembre 2007
INTRODUCCIN
Todas las actividades del hombre generan
un impacto sobre el medio ambiente. Los
residuos slidos no son la excepcin.
El lixiviado de un relleno sanitario (o ver-
tedero) es uno de los efluentes ms difci-
les de tratar, debido tanto a la variabilidad
en su composicin como a sus altas cargas
orgnicas contaminantes, constituyndose
en todo un reto para la ingeniera.
Buscando la eliminacin de un gran por-
centaje de la contaminacin orgnica, es-
tos lquidos residuales fueron sometidos
al tratamiento biolgico aerobio de bio-
discos. Los microorganismos presentes
en las pelculas fijas adheridas a los discos
rotatorios son los encargados de lograreste fin [1].
Adems, estos efluentes lquidos origina-
dos en un relleno sanitario fueron some-
tidos al proceso de electrocoagulacin, el
cual consiste en introducir directamente
iones metlicos de alta valencia suminis-
trados por los electrodos consumibles-
nodos [2], que actan como agentes
coagulantes-floculantes [3], neutralizando
la carga elctrica de las partculas orgnicas
coloidales y formando los flocs o grandes
agregados para finalmente precipitar enforma de hidrxidos [4].
Adems, se ha
demostrado que estos tambin pueden
ser removidos por flotacin, debido al
hidrgeno producido en los electrodos no
consumibles-ctodos [5].
DESCRIPCIN DE LOS
REACTORES UTILIZADOS
En la figura 1 se observa el reactor de
biodiscos (cuya velocidad rotacional fue
de 3 revoluciones por minuto) utilizadodurante la investigacin.
Fue construido
en acero inoxidable con las siguientes
dimensiones:
80 centmetros de largo.
34 centmetros de ancho en la superficie.
13 centmetros de ancho en la base.
18 centmetros de profundidad total, de
los que 16 eran ocupados por el lixiviado.
Consta de tres tabiques removibles y po-
see un pequeo sedimentador a la salida.
Su sistema mecnico est compuesto por
un motor de 0,4 caballos de fuerza y un
convertidor de frecuencia que regula la
direccin y la velocidad rotacional de los
discos (entre 0 y 30 revoluciones por
minuto). Adems, este equipo tiene la
capacidad de arrancar automticamente
despus de un corte de energa.
Para mantener el caudal de alimentacinconstante al reactor de
biodiscos, se uti-
liz una vlvula peristltica que traa el
lixiviado proveniente de un tanque de
almacenamiento, con capacidad de 120
litros y que adicionalmente funcionaba
como sedimentador.
Para inocular el reactor biolgico, se opt
por utilizar fangos provenientes de una
planta de lodos activados. Durante los
primeros 15 das de operacin se empez
a observar la formacin de la biopelcula.
De aqu en adelante se hicieron dos mues-treos semanales,
hacindose la medicin
del parmetro DQO.
La figura 2muestra el reactor electroqu-
mico de 35 litros utilizado, cuyas dimen-
siones son:
42 centmetros de largo
26 centmetros de ancho
32 centmetros de altura.
Los electrodos de aluminio empleados mi-
den 25,4 centmetros de ancho y 29 cen-tmetros de alto, con un
espesor de 0,15
centmetros. Para su funcionamiento, el
equipo de electrocoagulacin necesita de
una fuente de voltaje (de 0 a 30 voltios) de
corriente directa (entre 0 y 20 amperios).
RESULTADOS OBTENIDOS
El material orgnico de origen carb-
nico, suele ser medido comnmente entrminos de DQO (demanda
qumica
de oxgeno), que representa el oxgeno
necesario para oxidar completamente la
materia orgnica sin importar su degra-
dabilidad. Cuando se descarga sin ningn
control, se transforma en un contaminante
peligroso para el medio ambiente, ya que
ocasiona la disminucin del oxigeno na-
tural en las fuentes de agua [6]. Durante
este proyecto, la remocin de la demanda
qumica de oxgeno-DQO fue considerada
como parmetro principal para determinar
la viabilidad del tratamiento biolgico y
electroqumico, buscando depurar la ma-
yor cantidad de materia orgnica presente
en los lixiviados originados en un relleno
sanitario.
Se observ que al usar el reactor de bio-
discos, se elimina un 40% de la DQO para
cargas cuyos valores oscilan entre 12,22
y 139,16 g DQO/m da, con tiempos
de residencia hidrulicos de 7,27 a 12,3
horas, empleando diferentes caudales de
alimentacin (entre 24 litros/da y 98
litros/da); mientras que al emplear elreactor de
electrocoagulacin, se alcanza
una remocin del 38,5%.
Este valor se present para 17 minutos de
operacin sometidos a 3,0 voltios.
Figura 1Reactor de biodiscos
utilizado
Figura 2Reactor de electrocoagulacin
utilizado
EL LIXIVIADO ES UN EFLUENTEMUY DIFCIL DE TRATAR,
DEBIDO A LA VARIABILIDADEN SU COMPOSICINY A SUS ALTAS
CARGASORGNICAS CONTAMINANTES.
LA REMOCIN DE LA DQOFUE CONSIDERADA COMOPARMETRO PRINCIPAL
PARADETERMINAR LA VIABILIDADDEL TRATAMIENTO BIOLGICOY
ELECTROQUMICO.
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TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS
CONCLUSIONESLos resultados obtenidos mostraron
claramente cmo el uso del proceso
electroqumico de electrocoagulacin
y el tratamiento biolgico de
biodiscos generan, segn el anlisis
de la DQO, el mismo grado de
remocin para la materia orgnica. Sin
embargo, se recomienda observar el
comportamiento de la DBO en los dos
procesos, porque este parmetro es
tambin considerado otro indicador de
la eliminacin del material orgnico.
La depuracin de la DQO conseguida
durante este estudio en los dos
procesos es muy baja (alrededor
del 40%), en comparacin con otros
mtodos biolgicos que han dado
mejores resultados al estudiar los
lixiviados de un relleno sanitario.
La electrocoagulacin es una tcnica de
investigacin interesante, que promete
un desarrollo en la remocin de la
contaminacin de las aguas residuales
porque genera en un mismo lugar los
procesos de coagulacin, floculacin,
sedimentacin y flotacin.
BIBLIOGRAFA
1. Metcalf & Eddy, Inc. Waste water
engineering: treatment, disposal and
reuse McGraw-Hill, New York, p. 968
(1991).
2. Martnez, S. et l. Tratamiento
electroltico de efluentes industriales
Revista del Instituto Mexicano del Petrleo
(1990) Vol. 22, N 3.
3. Saur, I. et l. Electroflocculation:
removal of oil, heavy metals and organic
compounds from oil-in-water emulsions
Filtration & Separation(1996) Vol. 33,
N 4, pp 295-303.
4. Cenkin, V. y Belevtsev, A.
Electrochemical treatment of industrial
waste water Effluent and Water
Treatment Journal(1985).
5. Martnez, S. Tratamiento electroltico
de efluentes Revista del Instituto
Mexicano del Petrleo(1990) Vol. 22, N
2.
6. Mercado, I. et l. La Electroqumica
en Funcin de la Ingeniera Ambiental.
Mtodo de Electrocoagulacin Aplicado
a un Flujo Continuo de Residuos
Lquidos Revista Residuos(2006) N
94, pp 62-65.
AgradecimientosLos autores de este artculo agradecen a
la Universidad Nacional de Colombia,
sede Manizales, y a la Empresa
Metropolitana de Aseo EMAS S.A. E.S.P.
(entidad encargada en Colombia del
relleno sanitario La Esmeralda), por
la ayuda financiera relacionada con
esta investigacin.
