Resumen de Biomasa de origen vacuno en la remoción de contaminantes básicos en un reactor discontinuo secuencial

Carlos Alberto Torres Balcazar, Gaspar López Ocaña, Mario José Romellón Cerino, María Berzabé Vázquez González, Luis Enrique Comparán Sánchez

• español

  l propósito en la presente investigación fue evaluar el potencial del estiércol de ganado vacuno como biomasa en suspensión en reactores discontinuos secuenciales (SBR) a diferentes tiempos de retención hidráulica para mejorar la remoción de contaminantes básicos de agua residual doméstica. Los reactores SBR para el experimento fueron construidos por triplicado con capacidad operativa de 720 L. Al estiércol vacuno a emplear como biomasa en suspensión se le determinó (promedio ± DE) la biomasa seca (72.3 ± 6.2 %), humedad (27.7 ± 6.2 %), pH (7.8 ± 1.3) y materia volátil (0.15 ± 0.05 kg mv/kg estiércol). El lodo microbiano (10 kg de estiércol) se preparó en el SBR con agua residual doméstica estabilizándose en 21 días aproximadamente. Posteriormente, se realizaron experimentos con tiempos de retención hidráulica (TRH) a 15 h, 20 h y 25 h, y se contrastaron con el agua residual cruda. El SBR fue operado con un volumen de lodo activo de 0.29 m3, un volumen de intercambio 0.43 m3 (59.7 %), tiempo de sedimentación de 1 h, tiempo de reacción de 5 h, SSVLM de 1600 mg/L, TMRC de 6 días y Y de 0.21 kg/célula/lb. Los datos experimentales de calidad del agua (influente y efluente) fueron analizados estadísticamente con pruebas no paramétricas, al no cumplir postulados de normalidad y homocedasticidad con la prueba de Kruskal-Wallis, y el contraste de medianas de Mann-Whitney con valor p < 0.05, que indica diferencias estadísticamente significativas entre las medianas con un nivel de 95.0 % de confianza de los tratamientos evaluados. El tratamiento más eficiente fue el TRH 20 h, con (mediana ± DE) turbiedad 9.2 ± 0.84 UNT, color con 286.2 ± 34.53 UC, pH 6.15 ± 0.77, temperatura del agua de 29.9 ± 1.57 °C, conductividad eléctrica (CE) de 1103.35 ± 102.1 µS/cm, oxígeno disuelto (OD) con 4.2 ± 0.42 mg/L, demanda química de oxígeno (DQO) con 35.6 ± 2.98 mg/L y sólidos suspendidos totales (SST) de 26.35 ± 1.20 mg/L. Para el TRH 15 h se obtuvo eficiencias de remoción para DQO de 75.8%, en el TRH 20 h 92.4% (DQO); mientras que el TRH 25 h presentaron eficiencias de 64.5% (DQO). Esta alternativa de tratamiento cumple con los criterios de descarga a cuerpos receptores establecidos por la NOM-001-SEMARNAT-1996. Los SBR con biomasa vacuna pueden ser empleados con confianza para pequeños caudales discontinuos, ya que no utiliza equipos sofisticados, no requiere reactivos dañinos secundarios y su único requerimiento es la energía eléctrica.

• English

  The purpose of the present investigation was to evaluate the potential of cattle manure as biomass in suspension in sequential discontinuous reactors (SBR) at different hydraulicretention times, to improve the removal of basic contaminants from domestic wastewater. The SBR reactors for the experiment were built in triplicate with an operating capacity of 720 L. The bovine manure to be used as biomass in suspension was determined (average ± SD) the dry biomass (72.3 ± 6.2%), humidity (27.7 ± 6.2%), pH (7.8 ± 1.3) and volatile matter (0.15 ± 0.05 kg mv / kg manure). The microbial sludge (10 kg of manure) was prepared in the SBR with domestic residual water, stabilizing in approximately 21 days, subsequently experiments with hydraulic retention times (TRH) were performed at 15, 20 and 25 hours, contrasting with the residual water raw. The SBR was operated with an active mud volume of 0.29 m3, an exchange volume of 0.43 m3(59.7%), settling time of 1 h, reaction time of 5 h, SSVLM of 1600 mg/L, TMRC of 6 days and Y of 0.21 kg / cell / lb. The experimental data on water quality (influent and effluent) were statistically analyzed with non-parametric tests, as they did not meet normality and homoscedasticitypostulates with the Kruskal-Wallis test and the Mann-Whitney test of medians with a P-value <0.05, indicating statistically significant differences between the medians with a level of 95.0% confidence of the evaluated treatments. The most efficient treatment was HRT 20 h, with (median ± SD) Turbidity 9.2 ± 0.84 UNT, Color with 286.2 ± 34.53 UC, pH 6.15 ± 0.77, water temperature of 29.9 ± 1.57 ° C, Electrical conductivity (EC) of 1103.35 ± 102.1 μS cm-1, dissolved oxygen (DO)with 4.2 ± 0.42 mg/L, chemical oxygen demand (COD) with 35.6 ± 2.98 mg/Land total suspended solids (TSS) of 26.35 ± 1.20 mg/L, For the 15-hour HRT, removal efficiencies for COD of 75.8% were obtained, in the 20-hour HRT 92.4% (COD); while the 25-hour HRTpresented efficiencies of 64.5% (COD). This treatment alternative meets the criteria for discharge to receptor bodies established by NOM-001-SEMARNAT-1996. SBRs with vaccine biomass can be used with confidence for small discontinuous flows, since they do not use sophisticated equipment, do not require secondary harmful reagents and their only requirement is electrical energy.

• português

  O objetivo da presente investigação foi avaliar o potencial do esterco bovino como biomassa suspensa em reatores sequenciais em batelada (SBR) em diferentes tempos de retenção hidráulica para melhorar a remoção de contaminantes básicos de águas residuais domésticas. Os reatores SBR para o experimento foram construídos em triplicata com capacidade operacional de 720 L. O esterco bovino a ser utilizado como biomassa suspensa foi determinada (média ± DP) a biomassa seca (72,3 ± 6,2%), umidade (27,7 ± 6,2%), pH(7,8 ± 1,3) e matéria volátil (0,15 ± 0,05 kg mv / kg de esterco). O lodo microbiano (10 kg de esterco) foi preparado no SBR com esgoto doméstico, estabilizando em aproximadamente 21 dias. Posteriormente, foram realizados experimentos com tempos de retenção hidráulica (TRH) às 15h, 20h e 25h, e contrastados com água residuária bruta. O SBR foi operado com volume de lodo ativo de 0,29 m3, volume de troca de 0,43 m3(59,7%), tempo de sedimentação de 1 h, tempo de reação de 5 h, SSVLM de 1600 mg/L, TMRC de 6 dias e Y de 0,21 kg / célula / lb. Os dados experimentais de qualidade da água (afluente e efluente) foram analisados estatisticamente com testes não paramétricos, pois não atenderam aos postulados de normalidade e homocedasticidade com o teste de Kruskal-Wallis, e as medianas de Mann-Whitney contrastam com p <0,05, o que indica diferenças estatisticamente significativas entre as medianas com nível de confiança de 95,0% dos tratamentos avaliados. O tratamento mais eficiente foi TRH 20 h, com (mediana ± DP) turbidez 9,2 ± 0,84 NTU, cor com 286,2 ± 34,53 UC, pH 6,15 ± 0,77, temperatura da água de 29,9 ± 1,57 ° C, condutividade elétrica (CE) de 1103,35 ± 102,1 μS/cm, oxigênio dissolvido (DO) com 4,2 ± 0,42 mg/L, demanda química de oxigênio (DQO) com 35,6 ± 2,98 mg/L e sólidos suspensos totais (SST) de 26,35 ± 1,20 mg/L. Para as 15 h TRH foram obtidas eficiências de remoção para DQO de 75,8%, no TRH de 20 h 92,4% (DQO); enquanto o TRH 25 h apresentou eficiências de 64,5% (COD). Esta alternativa de tratamento atende aos critérios de descarga para órgãos receptores estabelecidos pela NOM-001-SEMARNAT-1996. Os SBRs com biomassa bovina podem ser usados com segurança para pequenos fluxos descontínuos, uma vez que não utiliza equipamentos sofisticados, não requer reagentes secundários nocivos e sua única exigência é a energia elétrica.