Fotocatálisis heterogénea y un proceso biológico anaerobio para el tratamiento de lixiviados

Heterogeneous photocatalysis and an anaerobic biological process for leachate treatment

La investigación evalúa el tratamiento de lixiviados de vertederos mediante el acoplamiento de fotocatálisis solar TiO2-UV y un proceso biológico anaeróbico (prueba SMA). La fotocatálisis se desarrolla en un Colector Parabólico Compuesto de 0.83 m² de área, tanque de tratamiento de 20 L y concentración inicial de lixiviados de 400 mg-L⁻¹ DQO; H2O2 (dosis fija 300 mg.L⁻¹) como auxiliar de oxidación y la combinación de diferentes niveles de TiO₂ (100, 350, 600 mg.L⁻¹) y pH (3, 6, 9). En el ensayo biológico, para una carga máxima de 4500 mg.L⁻¹ de DQO de lixiviado, 2,0 g.L^-1 de SVS de inóculo y un TRH de 23 días, no hubo porcentajes significativos de remoción de DQO, evidenciando el carácter recalcitrante de estos lixiviados. Durante el tratamiento fotocatalítico se presentó una mineralización de 57% COD (100 mg.L⁻¹ TiO₂; pH = 3; Energía acumulada = 60 kJ.L−1), lo que evidencia la capacidad del proceso para soportar la carga contaminante del lixiviado. El proceso combinado (AOP-Biológico) permite una mineralización adicional en el proceso biológico en términos de DOC del 21 %, para un aporte total del acoplamiento del 78 %, lo que demuestra la capacidad del AOP para convertir un efluente tóxico en uno con características más adecuadas para su posterior degradación en reactores biológicos anaerobios.

1. INTRODUCCIÓN

El actual crecimiento demográfico y el desarrollo económico están aumentando, lo que está fuertemente relacionado con la generación de residuos sólidos urbanos, y esto representa un desafío hacia el desarrollo ambientalmente sostenible [ 1 , 2 ]. En este contexto, la gestión de residuos sólidos en América Latina ha sido un desafío por su continuo aumento en cantidad y diversidad, y Colombia es un caso particular ya que aproximadamente el 97% de los residuos generados son dispuestos en rellenos sanitarios [ 3 ], siendo este el enfoque más común pero que causa un problema debido a la producción de lixiviados altamente contaminados [ 4 ]. Asimismo, la técnica del relleno sanitario es una de las alternativas más utilizadas no sólo en el país sino también en el departamento de Norte de Santander.

Como consecuencia de la compactación de los residuos sólidos en los vertederos, se producen una serie de cambios físicos y químicos que conllevan a la generación de lixiviados [ 5 ]. Del mismo modo, la descomposición de estos desechos y la percolación del agua de lluvia sobre las celdas donde se disponen contribuyen a su volumen de producción [ 6 ]. Estos lixiviados pueden transportarse y contaminar las aguas superficiales y subterráneas, lo que respalda la necesidad de un tratamiento adecuado antes de su eliminación [ 7 - 9 ]. La ubicación de los rellenos sanitarios en Norte de Santander respalda el problema anterior ya que se construyen cerca de arroyos o cruces de ríos, los cuales eventualmente desembocan en fuentes de agua mayores que sirven de abastecimiento de agua a la población, lo que también resalta el impacto en las comunidades aledañas a estos. sitios.