Eficiencia de un reactor SBR para la remoción de la materia orgánica presente en el agua residual de una industria de teñido de flores

  • Alfoncina Restrepo Sierra Universidad de Antioquia
  • Diana Catalina Rodríguez Loaiza Universidad de Antioquia
  • Gustavo Antonio Mesa Universidad de Antioquia http://orcid.org/0000-0003-3065-0285

Resumen

Se realizó la implementación de un reactor SBR (Sequencing Batch Reactor- por sus siglas en inglés y Reactor Secuencial en Discontinuo - en español) para la remoción de la materia orgánica presente en el agua residual de una empresa de teñido de flores. Se analizaron parámetros fisicoquímicos para evaluar la eficiencia del proceso y seguimiento de la biomasa mediante pruebas de sedimentabilidad y observaciones al microscopio. El sistema SBR fue operado usando una fase de llenado estática durante 2 h, una etapa de reacción durante 8 h (4 h de aireación y 4 h de mezcla) y finalmente una etapa de sedimentación durante 2 h, para un total de 12 horas por ciclo y 2 ciclos al día, y se evaluaron dos colorantes azo (C1 y C2) ampliamente usados en la industria del teñido de flores, variando temporalmente la concentración de la materia orgánica en términos de DQO con valores de 3,0 g /L.d y 7,0 g /L.d. Los resultados experimentales y el análisis estadístico permitió analizar el comportamiento del reactor SBR, concluyendo que ambos colorantes se comportaron estadísticamente iguales en la remoción del carbono orgánico total (COT), con un valor promedio de remoción 92,02% para C1 y 94,60% para C2 con una carga de 3,0 g DQO/L.d y 96,69% para C1 y 98,30% para C2 con una carga de 7,0 g DQO/L.d. La biomasa presentó un IVL bajo, indicando una buena sedimentabilidad tanto para los ensayos llevados a cabo con C1 como C2. Finalmente, los microorganismos identificados en la biomasa permitieron corroborar la eficiencia del sistema de tratamiento, dado que abundaron los rotíferos y ciliados fijos con C1 y ciliados libres con C2, los cuales son indicadores de una buena eficiencia en los procesos de tratamiento y a su vez, indicadores de edades de lodos elevadas, lo que contrasta con la edad de lodos empleada en este estudio (θc = 15 d).

Palabras clave: Colorantes, Materia orgánica, Procesos biológicos, Reactor aerobio, Reactor anaerobio

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Referencias

[1] Weisburger JH. Comments on the history and important of aromatic and heterocyclic amines in public health. Mutat. Research. 2002;506-507:9-20.

[2] Easton J. The dye Marke´s View. Society of Dyers and colorurists Nothtingham. 1995: 9.

[3] Garcés LF, Hernández ML, Peñuela GA, Rodríguez A, Salazar JA. Degradación de aguas residuales de la industria textil por medio de fotocatálisis. Revista Lasallista de Investigación. 2006;2:15-18.

[4] Domíngues L, Pérez M, Zorrilla M, González Y, Pedrozo F. Evaluación de la remoción de colorantes mediante humedales subsuperficiales. Revista Cubana de Química. 2019;31(1):108-119.

[5] Zaruma P, Proal J, Chaires I, Salas H. Los Colorantes Textiles Industriales Y Tratamientos Óptimos De Sus Efluentes De Agua Residual: Una Breve Revisión. Revista de la Facultad de Ciencias Químicas. 2019;19:38-47.

[6] Manu B, Chaudhari S. Decolorization of indigo and azo dyes in semi continuous reactors with long hydraulic retention time. Process Biochem. 2003;38:1213- 1221.

[7] Khelifi E, Ganno H, Touhami Y, Bouallagui H, Hamdi M. Aerobic decolourization of the indigo dye containing textile wastewater using continuous combined bioreactors. J. Hazard Mater. 2008;152:683-689.

[8] Vasanth K, Ramamurthi V, Sivánesan V. Biosorption of malachite green, a cationic dye onto Pithophora sp., a freshwater alga. Dyes and Pigments. 2006;69:102-107.

[9] Tantak NP, Chaudhari. Degradation of azo dyes by sequential Fenton’s oxidation and aerobic biological treatment. J. Hazard. Mater. 2006;13:698-705.

[10] García M. Puesta en marcha de un proceso de nitrificación/desnitrificación. Estudio de la influencia de la carga másica y la temperatura (tesis de maestría). Cataluña, España: Universidad Politécnica de Cataluña; 1997.

[11] Irvine RL, Wilderer PA, Flemming HC. Controlled Unsteady State Processes and Technologies- an Overview. Water Sci. Technol. 1997;35 (1):1-10.

[12] Mahvi AH. Sequencing Batch Reactor: a promising technology in wastewater treatment, J. Environ. Health, Sci. Eng. 2008;5(2):79-90.

[13] Rodriguez DC, Pino N, Peñuela GA. Monitoring the removal of nitrogen by applying a nitrification–denitrification process in a Sequencing Batch Reactor (SBR). Bioresource Technology. 2011;102:2316-2321.

[14] Wilderer P, Irvine R, Goronsky M. Sequencing Batch Reactor Technology, Scientific and Technical Report No 10. 2001. International Water Association Publishing.

[15] Londoño Y, Peñuela GA. Biological Removal of Different Concentrations of Ibuprofen and Methylparaben in a Sequencing Batch Reactor (SBR). Water Air and Soil Pollution. 2015;226(12):393.

[16] Ferrentino R, Ferraro A, Mattei MR, Esposito G, Andreottola G. Process performance optimization and mathematical modelling of a SBR-MBBR treatment at low oxygen concentration. Process Biochem. 2018;75:230-239.

[17] Barajas MG. Eliminación biológica de nutrientes en un reactor biológico secuencial (tesis de Doctorado). Barcelona, España: Escola Tècnica Superior d'Enginyers de Camins, Canals i Ports de Barcelona; 2002.

[18] Li C, Liu S, Ma T, Zheng M, Ni J. Simultaneous nitrification, denitrification and phosphorus removal in a sequencing batch reactor (SBR) under low temperature. Chemosphere. 2019;229:132-141.

[19] Ye J, Liang J, Wang L, Markou G, Jia Q. Operation optimization of a photo- sequencing batch reactor for wastewater treatment: study on influencing factors and impact on symbiotic microbial ecology. Bioresour. Technol.
2018;252:7–13.

[20] Jena J, Kumar R, Saifuddin M, Dixit A, Das T. Anoxic-aerobic SBR system for nitrate, phosphate and COD removal from highstrength wastewater and diversity study of microbial communities. Biochem. Eng. J. 2016;105:80-89.

[21] American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA), Pollution Control Federation (WPCF). Standard methods for examination of water and wastewater 23th ed. Washington, Estados Unidos; 2017.

[22] Cobos YL, Gonzalez S. Degradación biologica de colorantes azo en agua residual. Conference paper. 2nd IWA Mexico Young Water Professional Conference. 2010: 1-9.

[23] Coughlin MF, Kinkle BK, Bishop JL. Degradation of azo dyes containing amino naphthol by Sphingomonas sp. strain 1CX. J. Ind. Microb. Biotechnol. 1999;23(4-5):341-346.

[24] Sathian S, Rajasimman M, Radha G, Shanmugapriya V, Karthikeyan C. Performance of SBR for the treatment of textile dye wastewater: Optimization and kinetic studies. Alexandria Engineering Journal. 2014;53(2):417-426.

[25] Ong S, Toorisaka E, Hirata M, Hano T. Treatment of azo dye Orange II in aerobic and anaerobic-SBR systems. Process Biochemistry. 2005;40(8):2907-2914.

[26] Khosravi A, Karimia M, Ebrahimi H, Fallah N. Sequencing batch reactor/nanofiltration hybrid method for water recovery from textile wastewater contained phthalocyanine dye and anionic surfactant. Journal of Environmental
Chemical Engineering. 2020;8(2):103701.

[27] Molina F, Rodríguez DC. Procesos Biológicos. Colombia: Universidad de Antioquia, Reimpresos; 2015.

[28] González G. Microbiología de los Procesos Biológicos de Tratamiento de Agua Residual. Medellín. Capítulo 8. 2012: 300-329.
Publicado
2021-05-25
Sección
Artículos