remoción de cadmio y cromo empleando lagunas de estabilización

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REMOCIÓN DE CADMIO Y CROMO
EMPLEANDO LAGUNAS DE
ESTABILIZACIÓN ENRIQUECIDAS CON
BIOFLÓCULOS
LUIS FERNANDO PRIETO CONTRERASA
JOSÉ GONZALO MUÑOZ ANDRADEA
LAURA YAMAMOTO FLORES A
JENNIFER LÓPEZ BALTASARA
ALMA LILIAN GUERRERO BARRERAA
FRANCISCO JAVIER AVELAR GONZÁLEZA
INTRODUCCIÓN
En las últimas cinco décadas, debido al
incremento y diversificación de los procesos
industriales, el uso masivo de los combustibles
fósiles y su incorporación a muchos artículos
domésticos. Los metales pesados se han
convertido en contaminantes ambientales de
primera importancia 1, 2.
El hombre ha liberado cadmio y cromo al
ambiente desde que inició los procesos de
fundición y refinación de metales como el zinc,
plomo y cobre. El Cd y Cr son metales
considerados como los elementos más tóxicos,
razón por la cual son muy estudiados. Tienen una
vida media larga y se acumulan en los seres vivos
permanentemente, produciendo intoxicaciones
masivas en seres humanos1, 3.
Las lagunas de estabilización constituyen el
sistema de tratamiento de aguas residuales más
antiguo que se conoce, y constituye el sistema
biológico más económico. En la actualidad se han
realizado intentos para mejorar esta tecnología.
Recientemente se ha propuesto el uso de
bioflóculos para incrementar la biomasa activa de
las lagunas de estabilización4. El enriquecimiento
con bioflóculos ha mostrado un incremento en la
tasa de remoción, con respecto a los sistemas
tradicionales, de más del 100% para el caso de
materia orgánica común4; entre 200 y 500% en la
depuración de fenol4,5 y alrededor del 700% en la
remoción de anilina. En el presente trabajo se
probó este desarrollo tecnológico para la
depuración de Cd y Cr.
MATERIALES Y MÉTODOS
Se emplearon tres lagunas de estabilización de
tipo Eckenfelder, a escala laboratorio, de 85 L de
capacidad para cada metal. Dos lagunas fueron
enriquecidas con el 25% V/V de lodos activados
provenientes del sedimentador secundario de la
planta de tratamiento de aguas residuales del
Municipio de Aguascalientes (10.69 g/L de SSV)
y 10% V/V de una suspensión de algas silvestres.
La tercera laguna, designada como control, no se
enriqueció con lodos activados, únicamente se
inoculó con algas. Las
seis lagunas se
alimentaron durante 65 días con agua residual
sintética, a una concentración de 450 mg de
DQO/L, con la finalidad de aclimatarlas. Con Cd
se ensayaron 0.5, 0.8, 1.4, 6.7, 20, 50 y 107 mg/L
de Cd. Para Cr se ensayaron 2.7, 8.9, 27.6, 94.5 y
153 mg/L de Cr. La alimentación fue continua,
con un flujo de 11.2 L/día (tiempo de residencia
hidráulico de 7.5 días y fotoperiodo de 12 h 690
lux). En todos los experimentos se alimentó agua
residual sintética (450 mg DQO/L) conjuntamente
con el metal. Para la determinación de Cd y Cr
total se empleó la técnica de espectrofotometría de
absorción atómica en su modalidad de flama. Y
para la determinación de Cr VI la técnica de
difenilcarbacida.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Después de aclimatar las lagunas, con fuentes de
carbono convencionales (peptona de gelatina y
extracto de carne), se obtuvo una eficiencia de
remoción de DQO entre 65 -75%. Se comenzó
con la alimentación de los metales. Cada
experimento tuvo una duración de 30 días. En
todas las concentraciones ensayadas de Cd, la
eficiencia de remoción de DQO de las lagunas
enriquecidas fue de 79  5% y para el control fue
de 70  5%, por lo que no hubo diferencias
significativas. Mientras que para Cr se obtuvo una
eficiencia de remoción de DQO de 74  5% para
las lagunas enriquecidas y de 44  12% para el
control, observándose diferencias significativas.
Se realizaron tres muestreos microbiológicos en
busca de efectos tóxicos sobre el sistema: antes de
alimentar los metales, al concluir la alimentación
de la tercera concentración de ambos metales y al
finalizar los experimentos con cada metal. En
ninguno de los indicadores de biomasa se
observaron efectos tóxicos para la alimentación de
estos metales. En cuanto a la remoción de Cd, las
lagunas enriquecidas mostraron una eficiencia de
remoción de 90.8  3% y la laguna control de
84.37  8%; lo cual muestra que no hubo
diferencias significativas. En lo que se refiere a la
remoción de cromo se observó una diferencia
significativa entre lagunas enriquecida y el
control, 68  5% y 24.4  12%, respectivamente.
CONCLUSIONES
Las lagunas enriquecidas y las no enriquecidas
mostraron una alta resistencia al Cd y una alta
eficiencia de remoción de DQO. Entre las lagunas
enriquecidas y la laguna control no hubo
diferencias significativas en lo que se refiere a la
remoción de Cd. Las lagunas enriquecidas
mostraron alta resistencia al cromo, no así las no
enriquecidas. Hubo una diferencia significativa
entre lagunas enriquecidas y no enriquecidas para
la remoción de cromo y DQO. Los indicadores
microbiológicos no mostraron efecto tóxico en
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ninguna de las concentraciones de Cd y Cr
ensayadas.
BIBLIOGRAFÍA
1. Gómez I.E., Tesis de maestría. 2. Schiever y
Volesky 2000, Enviromental microbe-metal
interaction. Lovely D.R. (Eds) pp 329-361. 3.
Gadd y White TIBTECH 11, 353-359. 4. Avelar
F.J., et al. Biotechnol. Lett. 23(14), 1115-1118. 5.
Ramos, M. S., et al. Water Sci Technol. 51:257260.1
1
Universidad Autónoma de Aguascalientes, Av. Universidad
940, Ciudad Universitaria.