Nuevos tratamientos para los residuos industriales
La creciente complejidad de los efluentes residuales así como la oposición pública hacia algunas técnicas convencionales para la gestión de residuos, como es la incineración, está forzando el desarrollo de tratamientos de residuos económicos y respetuosos con el medio ambiente. Existen pocas dudas sobre que los procesos de degradación biológica sigan siendo los más extendidos para el tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, cuando los procesos biológicos se aplican al tratamiento de efluentes industriales, no siempre dan lugar a resultados satisfactorios, ya que muchas substancias orgánicas producidas por las industrias químicas son inhibidoras, tóxicas o resistentes a la oxidación biológica.
Hoy en día, existen varias tecnologías que han demostrado su potencial para tratar este tipo de efluentes industriales. La mayoría de ellas están basadas en la oxidación de los contaminantes orgánicos, los cuales son transformados en dióxido de carbono y agua (mineralización completa) o en intermedios de reacción menos nocivos, más adecuados para un tratamiento biológico. Así pues, la oxidación húmeda catalítica con aire (del inglés, CWAO) usando carbón activo como catalizador se ha convertido en una técnica muy atractiva para el pre-tratamiento efectivo de este tipo de agua residual industrial que, o bien está muy concentrada o bien, es muy tóxica para ser tratada directamente en una Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) convencional.
Siguiendo esta premisa, el objetivo global de este trabajo, desarrollado en dos partes, fue demostrar la viabilidad técnica del acoplamiento de una etapa inicial de CWAO con una etapa posterior de EDAR municipal para tratar aguas residuales industriales fenólicas.
Con este objetivo en mente, en la primera parte del trabajo se realizaron varios experimentos de CWAO (140ºC-160ºC y 2-9 bar de presión parcial de oxígeno-PO2-) para diversos compuestos modelo, típicamente hallados en aguas residuales industriales tales como: fenol, o-cresol y 2-clorofenol. Las concentraciones iniciales fueron superiores a 8000 mg l-1 en términos de Demanda Química de Oxígeno (DQO). Se empleó como catalizador un carbón activo (AC) comercial debido a sus propiedades como adsorbente y como catalizador para una enorme variedad de contaminantes. La mejora de la biodegradabilidad fue medida utilizando técnicas respirométricas.
La mejor condición de CWAO para el tratamiento de fenol, o-cresol y 2-clorofenol fue la de 160ºC y 2 bar de PO2. A esta condición, la eliminación de DQO y de carbono orgánico total (COT) fue la más elevada para el fenol y el 2-clorofenol y justo la segunda mejor para el o-cresol. Adicionalmente, la preservación del catalizador es claramente superior a 2 bar que a 9 bar de PO2. Finalmente, la mejora de la biodegradabilidad obtenida fue la máxima para el fenol y prácticamente la máxima para o-cresol y 2-clorofenol.
Los resultados obtenidos muestran una prometedora vía para el desarrollo de nuevos tratamientos de aguas residuales industriales, basados en el acoplamiento de un pre-tratamiento de oxidación química, seguido de un tratamiento biológico clásico. De esta manera, se pueden diseñar diversas plantas de oxidación para tratar efluentes específicos de un determinado sector industrial, los cuales pueden ser luego integrados y gestionados dentro de la red de alcantarillado municipal usando la extensa red de EDARs municipales.
En un próximo artículo se presentará la segunda parte del trabajo que trata de la integración de los efluentes de CWAO con una planta biológica a escala piloto.
Referencias
Suarez-Ojeda, ME; Fabregat, A; Stuber, F; Fortuny, A; Carrera, J; Font, J . "Catalytic wet air oxidation of substituted phenols: Temperature and pressure effect on the pollutant removal, the catalyst preservation and the biodegradability enhancement". CHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 132 (1-3): 105-115 AUG 1 2007.
