Evaluacion del efects de las lineas ffc y ds4 en un relleno sanitario

Resumen jarson.

La disposición final de los residuos sólidos urbanos ha evolucionado desde vertederos a cielo abierto, hasta rellenos sanitarios altamente tecnificados donde se controlan las emisiones líquidas y gaseosas potencialmente peligrosas para el medio ambiente (Méndez, Hernández, Quintal, Borges & Riancho, 2002) El mundo se enfrenta a una crisis ambiental en términos de cantidad y calidad del agua, a causa del incremento de la población, la industrialización, los altos niveles de vida, el calentamiento global, el desarrollo y comportamiento antrópico; que ha generado como consecuencia grandes volúmenes de aguas residuales e industriales, que se vierten al medio ambiente causando el deterioro de las aguas receptoras (superficiales, subterráneas) y de los suelos; en este sentido es de gran relevancia buscar alternativas para el tratamiento de aguas residuales con altas cargas contaminantes, siendo necesario mejorar los procesos de tratamiento de aguas residuales existentes. Una de las alternativas más estudiadas hoy en día son los tratamientos donde se realiza el proceso de estabilización de sustratos en sistemas anaerobios, con buenos resultados en la remoción de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5), Demanda Química de Oxígeno (DQO), contenido de sólidos, ajustes de pH entre otros; mejorando así la calidad del agua vertidas y reduciendo los impactos. En esta investigación se utilizó un sistema de filtros anaerobios de flujo ascendente separados en dos fases (DI-FAFS), donde se utilizó como sustrato lixiviado del relleno sanitario Los Guayabales, generados como consecuencia de la compactación de gran cantidad de residuos sólidos vertidos por la ciudad de Cúcuta (Col.), como resultado de productos usados, que cumplieron la función para los cuales fueron adquiridos y cuya eliminación es una necesidad y hace parte integral del entorno urbano, donde es necesaria la planificación de infraestructuras, que garanticen un ambiente seguro y saludable (Parra et al., 2014). Generalmente, el impacto ambiental de los rellenos sanitarios está asociado principalmente, con la emisión de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) y producción de lixiviados; producidos como consecuencia de la percolación de las aguas lluvias, a través de la masa de residuos, de las reacciones químicas y biológicas ocurridas en las celdas que contienen los residuos y del contenido de agua. Según (Torres et al.,2014) existen varios antecedentes de tratamiento aerobio y anaerobio de lixiviados, que van desde experiencias a escala laboratorio a experiencias a escala real. El tipo de tratamiento aerobio más extendido es lodos activados o lagunas aireadas, también existen otros sistemas aerobio como los reactor de Discos Biológicos Rotatorios. En cuanto al tratamiento anaerobio, el sistema más utilizado es el reactor UASB, el cual ha reportado muy buenos resultados según (Álvarez & Gelvez, 2006), concluyendo que los sistemas biológicos, como el tratamiento anaerobio solo o combinado con otros procesos son una tecnología consolidada para el tratamiento residuos líquidos orgánicos, principalmente en países con condiciones climáticas favorables (climas cálidos), que permiten una elevada biodegradabilidad; lo que representa una ventaja técnica y económica, ya que en estos procesos hay una alta reducción de la materia orgánica, menor producción de lodos digeridos, menores requerimientos de área comparados con otros métodos, con generación de subproductos altamente energéticos, como es el CH4 contenido en el biogás; adicionalmente, presentan un bajo o nulo requerimiento de insumos químicos, dadas las condiciones adecuadas de pH, alcalinidad y de nutrientes. En general, a temperaturas entre 20 y 45 °C se alcanzan eficiencias de reducción de DQO entre el 70% al 80% (Torres et al.,2014). Dependiendo de la edad del lixiviado y la relación DBO5/DQO se puede cuantificar el índice de Biodegradabilidad que es la capacidad que tiene un grupo de microorganismos de descomponer una sustancia compleja en sustancias más simples; 14 también la alta presencia de ácidos húmicos y fúlvicos indican baja capacidad de biodegradabilidad; esto es debido a la liberación de las grandes moléculas orgánicas recalcitrantes de los residuos sólidos. En consecuencia los lixiviados maduros se caracteriza por su baja relación de DBO5/ DQO originada por baja concentración de la DBO5 y DQO bastante altos; también se caracterizan por presentar muy altos contenidos de sales disueltas, en particular de cloruros, sodio, carbonatos y amonio ( Torres & Pérez, 2010) Debido a esto y pese a la antigüedad de los filtros anaeróbicos de flujo ascendente y otros reactores anaeróbicos, estas tecnologías han recibido poca atención en nuestro medio; especialmente por las limitaciones operativas, como la acidificación asociada a problemas de olores, el atascamiento de sólidos y/o material orgánico y la baja velocidad de la hidrólisis, consideradas como limitantes de la eficiencia en la remoción de carga orgánica en reactores anaeróbicos. Otra limitante es que la fase No Metanogénica puede desarrollar los bioprocesos de fermentación y formación de hidrógeno y ácido acético a una velocidad mucho mayor que la fermentación del (CH4), problemática que se ha venido estudiando y correlacionando con el fin de disminuir los tiempos de biodegradación y acelerar todo el tratamiento anaeróbico y aumentar la eficiencia del tratamiento. Por lo anterior, (Cohen, 1983) y (Romero, 2001), han recomendado separar la hidrólisis y formación de ácidos grasos de la fermentación metanogénica a fin de mejorar la eficiencia de estos procesos de tratamiento, de los cuales no se conocen criterios específicos de diseño. Por lo antes mencionado, el presente estudio propuso separar la fase metanogénica de las fases no metanogénica (hidrolítica – acidogénica y acetogénica) en el proceso de biodegradación de la materia orgánica, empleando filtros anaerobios de flujo ascendente separados en dos fases (DIFAFS). En este trabajo finalmente se obtuvo la mejor relación de alturas de DI-FAFS (fase 15 acida/metanogénica), que determina igualmente la mejor relación de volumétricas entre las fases ídem.

JSTIFICACION

Los filtros anaeróbicos de flujo ascendente (FAFA) han sido siempre utilizados como unidades primarias de tratamiento, que operados a escala real no superan la remoción del 80% DBO, siendo necesario la complementación del tratamiento con otra una unidad secundaria, para cumplir con la legislaciones establecidas en el control de vertimientos. La propuesta de investigación surge de lo expuesto por (Cohen, 1983) quien planteó que la digestión anaeróbica podía optimizarse realizando el proceso en dos fases, configurando el uso de FAFA separados y en serie, uno para la acidificación y otro para la metanogénesis. (Romero, 2001) premio Nacional de Ingeniería en Colombia también recomendó separar la hidrólisis y formación de ácidos grasos de la fermentación metanogénica a fin de mejorar la eficiencia del proceso de tratamiento, de los que no se conocen criterios específicos de diseño. Producto de todas las sugerencias e investigaciones citadas, surge esta propuesta de investigación titulada (DETERMINACION DEL VOLUMEN METANOGENICO EN EL PROCESO DE REMOCION DE MATERIA ORGANICA EN FILTROS ANAEROBIOS DE FLUJO ASCENDENTE SEPARADOS EN DOS FASES (DI-FAFS)). Ya optimizados serán ampliamente construidos, con unidades de tratamientos económicas, eficientes y seguras, 17 mejorando la calidad de los vertimientos y por ende la calidad de los cuerpos receptores a nivel local, nacional e internacional, redundando en beneficio ambiental y social de toda la humanidad por el aporte que se realizará al conocimiento.

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