UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTALPROCESOS UNITARIOS EN INGENIERIA SANITARIA

COMPARACIN DE TRATAMIENTOS AEROBIOS Y ANAEROBIOS APLICADOS A LIXIVIADO DE RELLENO SANITARIO

1. INTRODUCCIN.Enterrar los residuos slidos urbanos ha sido, y es an, la prctica ms utilizada por las sociedades del mundo para su manejo.Se entiende por relleno sanitario a toda infraestructura donde se depositan los residuos slidos en el suelo, los cuales se esparcen y compactan reducindolos al menor volumen posible (para que as ocupen un rea menor) y para luego cubrirlos con una capa de tierra, compactndose nuevamente a fin de mejorar su adherencia e impermeabilizacin. As mismo donde se controlan sanitariamente los lquidos, gases y vectores generados.

Una vez se han enterrado los residuos slidos es necesario minimizar los impactos de esta prctica. Para empezar, el agua que ha entrado en contacto con la basura recoge gran cantidad de las sustancias que originalmente estaban dentro del residuo, quedando de esa manera altamente contaminada. Esta agua se denomina lixiviado, y es uno de los lquidos ms contaminados y contaminantes que se conozcan.El propsito del manejo del lixiviado es prevenir que los contaminantes del lixiviado se introduzcan en acuferos subyacentes y en cualquier masa de agua superficial.Estas son suficientes razones como para evitar el contacto de lixiviados con la naturaleza, por ende se ve las posibilidades de tratarlos (ya que su origen es inevitable) mediante tcnicas dependiendo de los parmetros que se encuentren como: DBO5, DQO, PH, Temperatura, DBO/DQO, SVT, Contenido de Nitrgeno y Fosforo, Metales, etc.

2. PROCEDIMIENTO

NOTA: Datos tomados de ensayos hechos por sistemas de tratamiento biolgico para el lixiviado producido en el Relleno Sanitario de Montevideo, Uruguay.Se busca hacer la comparacin de parmetros a un efluente lixiviado de relleno sanitario tratado mediante procesos aerobios y anaerobios.

Parmetros importantes y aplicacin de tratamientos

En esta oportunidad hemos tomado como punto de anlisis un relleno sanitario donde el cociente entre la DBO5/DQO del lixiviado es de 0.6, con este resultado podemos confirmar que el desecho es biodegradable y hacer uso de cualquier proceso biolgico para tratar este lixiviado. Tambin se debe tener en cuenta la composicin de la basura, el clima del lugar donde se localiza el relleno sanitario, el tiempo que se encuentra depositado los desechos en el relleno sanitario y su forma de operacin.

Ntese que el pH es alto, el Fosforo es muy poco, el Nitrgeno esta en concentraciones suficientes y la presencia de metales y cidos voltiles.

Se trat mediante 3 mtodos biolgicos:

Tratamiento Anaerobio UASB

Se trabaj con una capa de lodos de 11,8L y un separador de gases, el reactor empez a funcionar mediante un inoculo (un tercio del volumen) proveniente de un reactor anaerobio que trata un efluente de una fbrica de produccin de levaduras. Se realiz un arranque con aumentos sucesivos de carga hasta alcanzar la mxima, manteniendo un caudal aproximadamente constante de 6 L/da.Los parmetros que se monitorearon durante el tratamiento fueron DQO, AVT y Alcalinidad, PH, DBO5, Nitrgeno y la produccin de gases.

Tratamiento Aerobio Lodos Activados

Se trabaj con 2 reactores de con un volumen total de 10L, mediante una aeracin mediante una roca porosa ubicada en el fondo, el reactor cuenta con 2 cmaras, una de aeracin y otra de sedimentacin.Los parmetros que se monitoreo DQO, DBO5, Solidos Suspendidos, Solidos sedimentables, IVL y OD. Nota: Inicialmente ambos reactores funcionaron en paralelo, luego en serie.

Tratamiento Aerobio Biodiscos

Se utiliz un sistema de biodiscos compuesto por cuatro mdulos de doce discos cada uno con un dimetro de 29 cm y un espesor de 0.5 cm que fueron tratados con un material abrasivo a los efectos de facilitar una mejor adhesin de la biomasa. El sistema funcion a una velocidad de 7 rpm con los cuatro mdulos en serie.El seguimiento de los reactores se realiza mediante anlisis de DQO, DBO5, Slidos, Nitrgeno Amoniacal y Oxgeno Disuelto.

3. RESULTADOS OBTENIDOS POR TRATAMIENTO

Tratamiento Anaerobio UASB

La grafica muestra la eficiencia del proceso de remocin de materia orgnica a lo largo del tiempo, vemos que la remocin empieza a aumentar debido a que la carga aumentaba hasta que llego a 9kg DQO/m3. da, la eficiencia era aproximadamente de 80% durante las primeras semanas, inclusive la proporcin de AV. Luego vemos que el PH aumenta severamente en el lixiviado proveniente del relleno sanitario seguido de un incendio en la misma. Es probable que las cenizas producidas en el incendio sean la causa del aumento en el pH, que se mantuvo por ms de un mes, pues no se registra disminucin en la cantidad de AV. Con la concentracin de Nitrgeno amoniacal del lixiviado a valores de pH tan elevados se alcanzan concentraciones de Amonaco libre inhibitorias para los microorganismos. Se produjo en este perodo una salida neta de slidos, especialmente Slidos Voltiles. Se modific asimismo el perfil de slidos, quiz influido por el menor desprendimiento neto de gas, asentndose los mismos en el fondo del reactor. Por ltimo, se ajust el pH del lixiviado y se recuper cierto porcentaje de eficiencia, hasta un 45% en remocin de DQO y un 60% en AV. No obstante, y muy probablemente debido al lavado y destruccin de microorganismos producido en la etapa anterior no logran alcanzarse los niveles de la primera. Luego de estas experiencias se decidi realizar una re-inoculacin del reactor y se comenz nuevamente con un aumento progresivo de carga.

Tratamiento Aerobio Lodos Activados

Se cont con 2 reactores. Primero se hizo funcionar los 2 reactores en paralelo con un tiempo de residencia de 4.2 das. La concentracin de entrada vari entre 7500 y 20000mg/L. Se trabaj con valores mayores a los recomendados (valores promedio entre 1 y 2 kgDQO/kgSSV.d) para no usar tiempos de residencia muy elevados que acaerrearan mayores costos en una escala real. Se quizo medir el parmetro de tiempo de residencia celular (tiempo medio de permanencia de los slidos en el sistema), pero debido a la mala sedimentabilidad de los lodos generados fue imposible regular este parmetro.

Causa de la mala sedimentacin puede ser la alta concentracin del efluente a tratar, esto debido a que en etapas donde la concentracin de DQO fue baja las caractersticas de sedimentacin fueron buenas. La eficiencia de remocin de la DQO filtrado fue del orden del 55%.

Para lograr un mayor tiempo de residencia celular se colocan ambos reactores en serie trabajando a un mismo caudal. No se solucion el problema de la mala sedimentacin ni aumento la eficiencia en la remocin.

Tratamiento Aerobio Biodiscos

Se trabaj con un caudal que vari entre 1.75 y 5.9 L/d, con una concentracin de 7500 a 20000 mgDQO/L. Las variaciones se hicieron para determinar el valor de carga ptima (De las grficas inferiores se conoce este valor entre 18000 y 20000mg DQO/L con una remocin del 90%). La remocin promedio fue de un 70%.Se destaca un crecimiento mucho mayor de microorganismos. A pesar de la composicin variable del lixiviado el funcionamiento de los lixiviados no se vio afectado. El aumento de pH no gener complicaciones. Los slidos en el efluente de salida de los biodiscos presentan buenas caractersticas de sedimentabilidad.

4. ANALISIS DEL EXPERIMENTO

Con las caractersticas del relleno sanitario en estudio, para cargas menores a los 10g DQO/L.d, es factible hacer uso de un reactor anaerobio; obteniendo remociones del orden del 80% para tiempos de residencia cercanos a 2 das.Entre las ventajas del proceso anaerobio estn el no requerimiento de potencia, escasa produccin de lodos y una mayor estabilizacin.Se hace necesario controlar el pH del lixiviado antes de entrar al reactor, ya que cuenta con un alto contenido de Nitrgeno amoniacal que puede provocar condiciones inhibitorias de amoniaco libre.Hubo prdida de slidos, lo que nos indica problemas en la sedimentacin del lodo atribuible a la carencia de fsforo.

Se recomienda un anlisis ms largo para estudiar la inhibicin producto de los metales en el lodo.

El sistema de Lodos Activados presenta eficiencias de remocin de la DQO relativamente aceptables tiene inconvenientes con altas cargas de concentracin. No se puede separar los slidos del efluente debido a las malas caractersticas de sedimentacin, quizs debido a la carencia de fsforo ya que la exigencia de fsforo es mayor para procedimientos aerobios.

En lo que respecta a tratamiento aerobio es ms conveniente el uso de Biodiscos; presentan muy buenas eficiencias de remocin y es sumamente flexible a cambios en el caudal y concentraciones de entrada. Tambin posee las ventajas propias del proceso, como lo son bajo de consumo de potencia, flexibilidad en la instalacin y bajas necesidades de mantenimiento y control.

5. CONCLUSIONESSe considera preferible una combinacin tanto de proceso anaerobio seguido de un proceso aerobio. En la etapa anaerobia se consigue na primera reduccin de carga orgnica que se puede complementar luego con el sistema aerobio. En caso de problemas de funcionamiento de un reactor aerobio debido a sobrecargas o cambios en la composicin, el sistema de biodiscos puede soportar estas variaciones. El usar un primer proceso anaerobio puede lograr una buena remocin sin los problemas que acarrean un proceso aerobio como lo son la produccin de lodos y gasto de energa.

Los residuos slidos tiene un gran contenido de slidos inorgnicos como metales pesados o materiales de tipo arcilloso que pueden ser arrastrados en el lixiviado; esto podra afectar las propiedades del lodo, lo que afectara sus caractersticas de sedimentacin. Variaciones en el pH pueden generar condiciones inhibitorias para los microorganismos. Se recomienda un estudio de mayor duracin para el estudio de los efectos de estos slidos.

En los lixiviados el fsforo se encuentra en cantidades menores a las recomendadas. Se recomienda investigar las consecuencias del agregado de Fsforo, ste podra influir en las caractersticas de sedimentacin de los procesos aerobio y anaerobio.

6. BIBLIOGRAFIA

COMPARACIN DE TRATAMIENTOS AEROBIOS Y ANAEROBIOS APLICADOS A LIXIVIADO DE RELLENO SANITARIOBorzacconi Liliana, Lpez Ivn, Arcia Esteban, Cardelino Luis, Castagna Alvaro, Vias MaraFacultad de Ingeniera, Universidad de la Repblica, Montevideo, Uruguay.

TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS DE RELLENOS SANITARIOSEugenio GiraldoUniversidad de los Andes, Facultad de Ingeniera, Colombia Revista de Ingeniera; N14; Artculo 8.

MANEJO Y TRATAMIENTO DE RESIDUOS SOLIDOSMETODOS DE TRATAMIENTO Y DISPOSICION FINALIng. Vlery Mautino CanoUniversidad Nacional de Ingeniera, Lima- Per, Facultad de Ingeniera Ambiental pg. 10