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

Abstract

El 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.