Estudio de la eliminación de cobre, níquel y cianuro en la EDAR de Ibi

Abstract

En los últimos años el crecimiento de la industria ha traído consecuencias negativas sobre la calidad de los cuerpos de agua convirtiéndolos en los principales receptores de los efluentes industriales; esto ha generado la necesidad realizar estudios e implementar tecnologías que permitan la conservación del medio ambiente y la salud humana.

Las estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas (EDAR) están diseñadas para recibir y tratar los efluentes domésticos y comerciales, agua de drenaje urbano y deposiciones atmosféricas trasportadas con el agua pluvial. Sin embargo, en algunos casos reciben influentes industriales con concentraciones de contaminantes que pueden llegar a inhibir el tratamiento biológico de una depuradora convencional generando vertidos insuficientemente depurados o sin depurar.

El objetivo de este trabajo es estudiar la posible aplicación de la adsorcion y la precipitación química como tecnologias para la eliminacion de cobre (Cu), níquel (Ni) y cianuro (CN-) en una depuradora diseñada para el tratamiento de agua residual urbana. Inicialmente, se analizará el comportamiento actual de la EDAR identificando las deficiencias del proceso. Posteriormente, se caracterizará el influente del proceso biológico y los parámetros cinéticos de las bacterias heterótrofas y autótrofas empleando técnicas respirométricas, para su posterior simulación en el software DESASS.

Como alternativas para la eliminación de Cu, Ni y CN-, se estudiarán la adsorción y la precipitación química. La adsorción se define como la trasferencia de iones desde un líquido a una fase sólida (adsorbente), para este caso se emplea como adsorbente el fango activado. El fundamento de la precipitación química es hacer reaccionar un agente precipitante con los iones de los metales pesados presentes en el agua con el objetivo de formar precipitados insolubles. Se ha demostrado que la solubilidad de los hidróxidos metálicos se minimiza a pH básicos, por lo cual un ajuste de este parámetro seguido de un proceso de floculación y sedimentación permiten la eliminación de metales disueltos en el agua residual.

Para determinar si la adsorción es una técnica efectiva para la eliminación de Cu, Ni y CN- en la EDAR estudiada, se realizarán ensayos a nivel de laboratorio que tienen como objetivo identificar y comparar la capacidad máxima de adsorción de metales pesados sobre el fango biológico de la EDAR estudiada que recibe un influente industrial (por lo que este fango activado tiene metales pesados previamente adsorbidos) y en el fango biológico de una EDAR con un influente urbano sin metales pesados previamente adsorbidos. En las dos depuradoras se tomarán muestras del fango activado dentro del reactor biológico y se pondrán en contacto con el agua residual industrial objeto de estudio, simulando la adsorción que se llevaría a cabo dentro del reactor biológico. Una vez obtenidos los resultados experimentales se realizarán isotermas de adsorción empleando el modelo de Langmuir y Freundlich.

Para la optimización del proceso de precipitación química de Cu, Ni y CN- se realizará un diseño experimental empleando un diseño factorial 2x2 que permitirá estimar la posible interacción de dos factores (dosis de coagulante y pH) a cinco niveles para tres variables respuesta (concentración final de cobre, níquel y cianuro). Como metodología de análisis se emplea la de superficie respuesta para obtener un modelo empírico que ajuste los datos experimentales obtenidos en el diseño experimental y obtener el punto óptimo de operación.