Evaluación del tratamiento biológico para remoción de color índigo de agua residual industrial textil por un consorcio microbiano en lecho fluidizado

Evaluation of the biological treatment for removal of color indigo textile industrial waste water by a microbial consortium in fluidized bed

El recurso hídrico ha sido uno de los más afectados por la industrialización y el desarrollo del sector textil. Medellín es la capital de la moda en Colombia y en la ciudad, se utilizan diariamente tintorerías dedicadas al teñido de prendas índigo. Son grandes consumidores de agua potable y subterránea. El agua, utilizada con mínima conciencia, es su mayor materia prima y la que genera altos costos mensuales. Este estudio construyó un reactor de lecho fluidizado (RLF). La antracita se utilizó como material de soporte para investigar la eficiencia de remoción de la demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y el color del agua residual textil simulada.Los siguientes estudios a escala de laboratorio fueron realizados inicialmente para preparar los ensayos de inmovilización de microorganismos en medio de soporte sólido y los períodos de puesta en marcha y operación de la planta piloto: bioaumentación y bioadaptación de inóculo tomado de efluente textil y remoción de color en reactor discontinuo. Los resultados indicaron que es posible lograr el tratamiento aeróbico de agua residual textil después de obtener un inóculo adaptado a las fuentes de carbono de tensoactivos e índigo.

1.  INTRODUCCIÓN 

En la coloración de fibras celulosas, los tintes tina (incluye índigo) y tintes sulfurosos representan una gran parte del mercado mundial, alrededor del 31% del cual el índigo ocupa un 7%, representando cerca de las 120.000 toneladas de tintes tina usadas anualmente en el mundo (Roessler et al., 2002). En Colombia, se generan grandes cantidades de agua residual contaminada con color índigo ya que los acabados en índigo constituyen uno de los textiles más apetecidos por compradores nacionales e internacionales. En el año 2006, se produjeron ocho millones de metros y cada día adquiere mayor sofisticación debido a los procesos de lavandería, acabados, tinturas, procesos manuales, abrasión local, y las mezclas con lycra y poliéster (Roessler et al., 2002). Empresas como BASF producen grandes cantidades de índigo sintético. En el año 2002, se produjeron 17.000 toneladas de índigo sintético (Balfour, 1998; Ferreira et al., 2004). El tratamiento del agua residual textil con contenido de tintes y específicamente con tinte índigo es uno de los más difíciles porque el tinte es de origen sintético y tiene una estructura molecular aromática compleja, la cual es más estable y más difícil de biodegradar (Kim et al., 2004; Tantak y Chaudhari, 2006). Las plantas de tintorería, acabados y lavanderías de jeans generan residuos líquidos con una amplia variedad de tintes, compuestos orgánicos recalcitrantes y otros compuestos químicos, incluidos los ácidos, bases, sales, agentes humectantes, colorantes, acabados auxiliares, compuestos tóxicos e inhibitorios, surfactantes, entre otros, los cuales no permanecen en el producto textil final, sino que son desechados después de cumplir con un uso específico. Los efluentes combinados de estas plantas contienen todos o cualquiera de los anteriores componentes y se ven reflejados en las altas concentraciones de DBO (Demanda bioquímica de Oxígeno), DQO (Demanda Química de Oxígeno), entre otros parámetros. Dado que muchos procesos textiles se manejan en forma discontinua, las concentraciones de los materiales residuales pueden variar significativamente. Algunos procesos requieren condiciones altamente ácidas mientras que las de otros son altamente alcalinas. En consecuencia, el pH del agua residual también varía bastante a lo largo de un período de tiempo (Quintero y Área Metropolitana el Valle de Aburrá, 2007; Sen y Demirer, 2003).  

Considerando el volumen y la composición de sus efluentes, las aguas residuales de la industria textil son unas de las más contaminantes en todos los sectores industriales (Sen y Demirer, 2003). El color puede ser removido de aguas residuales por métodos físico- químicos que incluyen: absorción, coagulación- floculación, oxidación y métodos electroquímicos (Epp, 1995; Prideaux, 2004). Aunque unos estudios reportan altas eficiencias de remoción en los métodos anteriores (Sen y Demirer, 2003), otros los reportan como costosos, con problemas de operación y generación de grandes cantidades de lodo (Epp, 1995; Prideaux, 2004). En los últimos años, existe una tendencia a los tratamientos biológicos por sus bajos costos de capital y de operación, viabilidad para el tratamiento de efluente y su capacidad para reducir DBO y DQO, comparados con los tratamientos químicos (Chemmatters, 1986; Kornaros y Lyberatos, 2006; Sandberg, 1989). Además, debido a la variabilidad en la carga y a la concentración de color de las industrias textiles, los tratamientos empleados en la recuperación de las aguas presentan deficientes resultados.