Investigación sobre la eliminación de olores en depuradoras

Resumen

La emisión de olores en las depuradoras de aguas residuales representa un impacto significativo. Una mayor concientización de la población sobre sus derechos y el aumento del números de depuradoras en explotación, asociadas a las presiones urbanas sobre áreas desocupadas que fuerzan la construcción de residencias y/o complejos de ocio cada vez más próximos de las depuradoras, obligan a las empresas responsables de las depuradoras a considerar este problema, buscando soluciones de forma constante para evitar conflictos con las comunidades. La utilización de procesos electroquímicos para el tratamiento de aguas residuales está adquiriendo cada día más importancia por su versatilidad, reducido tamaño y capacidad de automatización. En este sentido, resultan de especial interés la electrocoagulación, como procedimiento de tratamiento de compuestos olorosos presentes en aguas residuales. Durante la presente investigación se ha estudiado la eliminación de los siguientes compuestos olorosos mediante el proceso de electrocoagulación: sulfuro de carbono, amoniaco, acido acético, tolueno y diclorometano. Se ha investigado, al efecto, del diseño del reactor (configuración 1 fuente, configuración de 2 fuentes seguidas y configuración de 2 fuentes separadas), naturaleza de los electrodos (grafito y aluminio), y corriente eléctrica aplicada (0,5 A, 2 A, 4 A, 6 A, 8 A y 9,5 A). La investigación experimental se ha llevado a cabo en una planta piloto de la Cátedra de Ingeniaría Sanitaria, instalada en la EDAR de Viveros de la Villa, empleando como influente el agua residual procedente de la decantación secundaria de depuradora. Para simular el tratamiento fue necesario adicionar los productos artificialmente en el tanque de pre-tratamiento de la planta piloto. En referencia al amoniaco, se realizaran con la adición artificial del amoniaco para simular el tratamiento en la cabecera de la planta, y sin la adición artificial del amoniaco para simular el tratamiento como un afino para depuradas. Mediante el tratamiento con ánodo de aluminio y cátodo de aluminio se observaron rendimientos satisfactorios para el sulfuro de carbono y se determinó un rendimiento óptimo mediante electrodos de aluminio separados entre sí 2,5 cm., utilizando la configuración de 1 fuente, y aplicando intensidades muy bajas (0,5 amperios). No se observó acción significativa sobre el contenido de acido acético, tolueno, diclorometano y amoniaco, sin embargo se desarrolla una aceleración de la oxidación en el agua muestreada al disminuir las concentraciones de nitrito y aumentar las concentraciones de nitrato. La electrooxidación, mediante ánodo de grafito, se presentó como una técnica eficiente para un afino de depuradoras en relación a la eliminación del amoniaco, presentando rendimientos apreciables para el tratamiento de amoniaco en la cabecera de depuradoras. Se alcanzaron rendimientos medios de 34% en la reducción del amoniaco, utilizando la configuración 2 fuentes seguidas con electrodos separados entre sí 2,5 cm., aplicando 4 amperios de corriente eléctrica y consumiendo 15 w/h. Se concluye también que el rendimiento del proceso se presenta inversamente proporcional a las concentraciones de amoniaco en la entrada del proceso, y que la mayor parte del amonio eliminado por electrooxidación pasa a nitrógeno gas. Desde el punto de vista económico la electrooxidación mediante ánodo de grafito es eficiente por presentar los mayores rendimientos con un aporte de energía bajo y bajos tiempos de retención. A pesar del comportamiento variable del sulfuro de carbono se observaran rendimientos satisfactorios para el sulfuro de carbono y se determinó un rendimiento óptimo mediante electrodos de aluminio separados entre sí 2,5 cm., utilizando la configuración de 1 fuente, y aplicando intensidades muy bajas (0,5 amperios). En referencia al tolueno se apreció un ligero rendimiento, mientras que no se observó acción significativa sobre el diclorometano y acido acético. El objetivo fundamental buscado, y alcanzado en esta investigación, es facilitar el escalonado de procesos de electrocoagulación necesarios para la eliminación de compuestos olorosos presentes en aguas residuales. Se concluye entonces que esta técnica es una arma positiva que permite una optimización de la calidad del agua eliminando compuestos olorosos. ABSTRACT The present work of investigation is about eletrocoagulation as a process of treatment of odours in wastewater, in view of the effects produced in society through emission of odours in wastewater treatment plants. In this context, the factors that stand out as a conscientization of population, increase the number of wastewater treatment plants associated to urban pressures and the construction of houses and recreation areas even closer of wastewater treatment plants. For these reasons, the companies responsible for operating the wastewater treatment plants are forced to consider this problem, constantly seeking solutions to avoid conflicts with communities. The use of electrochemical processes in wastewater treatment has been gaining increasing importance, due to its versatility, compactness and automation capability. In this sense, it is of great interest to a study of the electrocoagulation procedure as treatment of odorous compounds present in wastewater. This research concentrates on the elimination of carbon sulfide, ammonia, acetic acid, toluene and dichloromethane, through the process of electrocoagulation. It takes into account the effect of reactor configuration (configuration 1 source, 2 sources followed configuration and configuration 2 separate sources), the nature of the electrodes (graphite and aluminum), and applied electric current (0.5 A, 2 A , 4 A, 6 A, 8 A y 9.5 A). The experimental part of this thesis has been carried out in a pilot plant of the Department of Sanitary Engineering, located at the wastewater treatment plants of Viveros de la Villa (Madrid / Spain), using as influent water coming from the secondary sedimentation tank. In the simulation of the treatment was necessary to artificially add the parameters in the tank pre-treatment of this pilot plant. Experiments were carried out with artificial addition of ammonia to simulate the treatment in the beginning of the station and others without the addition of it to simulate the treatment as an improvement. Using aluminum anode and cathode aluminum, satisfactory yields were obtained for the carbon sulfide was identified optimum performance, electrodes separated by 2.5 cm, by configuration 1 source, and using very low intensities (0, 5 amp). Significant action on the concentration of acetic acid, toluene, dichloromethane and ammonia was not seen. However, It was produced an acceleration of the oxidation of water to lower concentrations of nitrite and increase nitrate concentrations. The process using graphite anode was presented as an efficient technique for improving wastewater treatment plants in relation to the elimination of ammonia, as well as was possible to observe appreciable yields for the treatment of ammonia in the station entrance, once found to average yields 34%, using the configuration with 2 sources followed electrodes separated 2.5 cm. by applying 4 amps and consuming 15 w / h. It was concluded also that the process yield is inversely proportional to the concentration of ammonia in the entry process and that most of the ammonia eliminated is eletrooxidado and reduced to nitrogen gas. From the economic point of view, the electrooxidation by graphite anode is effective for presenting the highest yields, requiring a low power consumption and small retention times. The fundamental objective planned and achieved in this research is to facilitate the best configuration of the electrocoagulation process to remove odorous compounds found in sewage. It can be concluded that this technique is a procedure that allows a good optimization of water quality by eliminating odorous compounds.