SISTEMA FENTON – EN TRATAMIENTO DE EFLUENTES

OXIDACIÓN AVANZADA – SISTEMA FENTON – EN TRATAMIENTO DE EFLUENTES
INDUSTRIALES DE ALTA CARGA ORGANICA
Rodriguez, Ruth; Flesler, Fanny; Lehmann Verónica
INTI Ambiente
[email protected]
OBJETIVO
• Estudiar el sistema de oxidación avanzada
FENTON para el tratamiento de efluentes de
industrias alimenticias con alta carga
orgánica.
• Comparar el sistema FENTON con
tratamientos fisicoquímicos convencionales
de Coagulación y Floculación, utilizando
diferentes reactivos comerciales.
Figura 1. Floculador para ensayos de Jar Test
DESCRIPCIÓN
Se seleccionó una industria que tiene como
productos de elaboración principal galletitas
dulces y alfajores. El efluente proviene de la
limpieza y lavado de equipos utilizados en el
proceso productivo, y se caracteriza por tener
alto contenido de grasas, sólidos y materia
orgánica medida en términos de DBO5
(Demanda Biológica de Oxígeno) y DQO
(Demanda Química de Oxígeno).
Las dosis de reactivos requeridos de acuerdo a
la DQO del efluente se determinan a partir de la
siguiente relación:
Las características del efluente crudo se
analizaron a partir de muestras compuestas de
una jornada de trabajo representativa de la
actividad industrial, obteniéndose los siguientes
resultados.
El valor que resulta de esta expresión, son los
mililitros de agua oxigenada (al 30%) a
adicionar por litro de efluente a tratar.
pH
DQO
(mg/l)
DBO5
(mg/l)
Relación
DBO/DQO
Sustancias Solubles
en Eter Etílico
(mg/l)
4
22.451
13.196
0,59
520
Tabla 1. Características del efluente crudo
Sistema FENTON
El sistema de oxidación FENTON remueve la
carga contaminante con una combinación de
peróxido de hidrógeno y hierro, a presión
atmosférica y en condiciones ácidas. La
cantidad de reactivos a dosificar depende
directamente del valor de DQO del efluente a
tratar.
El estudio se realizó a partir de ensayos
experimentales a escala laboratorio utilizando
un equipo floculador– Jar Test- con sistema de
agitación y mezcla con regulador de
velocidades.
• Agua oxigenada:
DQO mgO2 
l 

=
l
 mgO2 
141,2 

 mlH 2O2 
[ ]
H 2O2 ml
Teniendo en cuenta el valor de DQO
determinado, el volumen de agua oxigenada
resulta en 159 ml por litro de efluente.
• Hierro:
Se utilizan relaciones molares de Fe2:H2O2 que
varían de 1:1 a 1:20. Se realizaron ensayos con
diferentes concentraciones de hierro y se
determinó el mejor comportamiento con una
relación de 1:16.
De acuerdo a esto, la dosis requerida de hierro
es de 0,03 g por cada mililitro de agua
oxigenada. En este caso se utilizó Sulfato
Ferroso
penta
hidratado
Fe(SO4).5H2O,
resultando una dosis de 0,13 g por cada mililitro
de agua oxigenada.
Sistema Coagulación- Floculación
Se realizaron nueve ensayos fisicoquímicos
convencionales de Coagulación y Floculación,
utilizando diferentes reactivos comerciales,
tomando como variables las dosis de
Los coagulantes utilizados fueron:
• Cloruro Férrico [FeCl3]
• Policloruro de Aluminio- PAC.
Como floculante se utilizó un copolímero
aniónico comercial en solución acuosa.
El resultado del ensayo de tratabilidad del
efluente mediante oxidación por “FENTON”
reflejó una alta eficiencia de remoción del 88%.
DQO
(mg/l)
DBO5
(mg/l)
% Remoc ión
2.700
1.550
88
Tabla 2. Resultado final del ensayo FENTON.
Los sistemas fisicoquímicos de CoagulaciónFloculación, se removió hasta un 20%
aproximadamente, lo que representa una DQO
final de 18.700 mg/l.
FENTON
Fe(SO4).5H2O (3)
Fe(SO4).5H2O (2)
PAC (3)
Reactivos
Fe(SO4).5H2O (1)
PAC (2)
PAC (1)
FeCl3 (3)
FeCl3 (2)
En el siguiente gráfico se muestran los
resultados comparativos de los métodos
empleados para la tratabilidad de este efluente.
FeCl3 (1)
N
H2O2
3
191 l/m efluente
3
2,75 m /d
3
82,5 m /mes
Fe(SO4).5H2O
3
24,7 kg/m efluente
3
355,4 kg/d 10,7 t/mes
FeCl3 (10%)
1 l/m efluente
14,3 l/d
430 l/mes
PAC
3
1,7 l/m efluente
24,2 l/d
726 l/mes
Fe(SO4).5H2O (20%) 2,9 l/m3 efluente
41,8 l/d
1,25 m /mes
3
Tabla 3. Dosis requeridas de reactivos para cada sistema
de tratamiento
CONCLUSIONES
RESULTADOS
% Remoción de DQO
Cantidad
Reactivos
NT
O
CO
A
FL GU
O LA
CU C
LA IO
CI N
O
N
• Sulfato Ferroso [Fe(SO4).5H2O]
95,0
90,0
85,0
80,0
75,0
70,0
65,0
60,0
55,0
50,0
45,0
40,0
35,0
30,0
25,0
20,0
15,0
10,0
5,0
0,0
Sistema
FE
coagulantes y los valores de pH inicial. Se
determinó para cada caso el valor de DQO final
y eficiencia de remoción obtenida.
Gráfico 1. Comparación de técnicas de tratamiento
A partir de los resultados obtenidos mediante
los ensayos de laboratorio, en la Tabla 3 se
presentan las dosis requeridas de reactivos por
3
m de efluente a tratar.
Comparando los resultados en términos de
eficiencias de remoción, la alternativa de
oxidación avanzada, FENTON, fue la más
óptima sobre este tipo de efluente alcanzando
una eficiencia de remoción de DQO y DBO5
alrededor del 88%. En los procesos de
Coagulación-Floculación solo se obtuvo una
remoción máxima del 20%. Desde el punto de
vista económico, es necesario tener en cuenta
el costo de cada reactivo y las dosis requeridas
para cada alternativa.
Si resulta factible implementar el sistema de
oxidación por FENTON, la carga orgánica
remanente debe ser removida mediante un
sistema de tratamiento secundario teniendo en
cuenta la presencia de hierro soluble que
queda como producto de este proceso.