Evaluación de la biodegradabilidad del cloruro de vinilo, el tolueno y el cloruro de etileno mediante un proceso de tratamiento biológico de efluentes por lodos activados en un reactor biológico de control automatizado

Abstract

El presente trabajo busca como objetivo principal estudiar la biodegradación del Monocloruro de vinilo (MVC), Cloruro de etileno (EDC) y el Tolueno, que son compuestos comunes en algunos procesos industriales y cuya presencia puede afectar la efectividad del tratamiento biológico de los efluentes industriales que los contengan. Para llevar a cabo la evaluación, se determinó la respuesta del proceso biológico a la presencia de estos compuestos en pruebas a escala laboratorio con biomasa previamente aclimatada a los mismos. Con esta finalidad se determinó la evolución de la actividad degradativa, reproductiva y respiratoria de un cultivo mixto de microorganismos; así como también se evaluó el efecto de la concentración de los compuestos sobre la actividad respiratoria de los mismos y adicionalmente se estudió la evolución de la reacción de oxidación biológica, mediante la actividad degradativa y reproductiva, llevada a cabo en un reactor biológico aerobio discontinuo. El estudio contempló dos fases: una con un agua sintetizada en el laboratorio que contiene como fuente de materia orgánica glucosa y los compuestos en estudio, y la otra, con una muestra de efluente proveniente de la industria. Los resultados obtenidos muestran que el proceso de aclimatación al agua sintética es muy eficaz ya que se obtuvo un porcentaje de remoción de materia orgánica de 95%, la actividad reproductiva de los microorganismos fue la esperada para un cultivo discontinuo en donde se obtuvo la fase de latencia y de crecimiento exponencial, y la actividad respiratoria fue incrementándose a medida que transcurría el proceso de aclimatación. Para el proceso de aclimatación a la muestra de efluente proveniente de la industria, en primer lugar se realizó la caracterización del agua, determinándose los siguientes parámetros: conductividad (919 μs/cm), demanda bioquímica de oxígeno (100mg/L), demanda química de oxígeno (319 mg/L) y sólidos entre otros. Los resultados de la etapa de aclimatación del efluente establecieron una alta biodegradación, la remoción fue de 92%. El comportamiento de la curva de crecimiento celular, se correspondió con el patrón de crecimiento indicado en la bibliografía, en donde se muestran claramente las fases de latencia, crecimiento exponencial, estacionaria y de muerte exponencial. En los resultados de la actividad respiratoria de los microorganismos, se obtuvo que la velocidad de consumo aumentaba con el aumento de la concentración, lo cual indica que existe tendencia a la biodegradación de estos compuestos y que la actividad respiratoria de los microorganismos no se ve inhibida por la presencia de los mismos. Los resultados arrojados por las pruebas en el reactor demostraron la biodegradabilidad del agua sintética con EDC, evidenciada por un porcentaje de biodegradación del compuesto de 92,5%. El MVC no fue visto por el sistema de tratamiento ya que éste por sus propiedades fisicoquímicas a condiciones normales no se mantiene en el líquido sino que pasa fácilmente a la fase gaseosa. El porcentaje de biodegradación del tolueno fue de 92,5%, en la prueba con el agua sintética, mostrando una biodegradación alta, realizada en 10 minutos de prueba, lo cual sobreestima los resultados esperados para este compuesto. En cuanto a los resultados en la prueba con el efluente, arrojaron nuevamente que el MVC no se encontraba en el líquido al inicio del ensayo, el porcentaje de masa degradada de EDC fue de 94% y la del tolueno de 98%, en este caso el tolueno presentó una biodegradación mayor a 10 minutos lo cual era de esperarse por lo encontrado en la literatura especializada. Finalmente, se recomienda realizar este estudio en condiciones continuas con cada uno de los compuestos (EDC, MVC y tolueno), realizar un tratamiento previo de los efluentes que contengan MVC para evitar su descarga al ambiente y tomar las medidas necesarias en la captación de muestras en los compuestos que sean muy volátiles como el tolueno.