6. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
6.3 Cinéticas de degradación
6.3.2 Prueba de biodegradabilidad
El análisis de biodegradabilidad se realizó para la muestra que presentó las condiciones óptimas de degradación, que corresponde a la muestra de 2400 mg/l de DQO. Para la determinación de la biodegradabilidad de la muestra, antes y después del tratamiento, se empleó el método de Zahn-Wellens, que es un método adoptado desde 1981 por la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OECD), como una guía para la determinación de la biodegradabilidad intrínseca. El principio de la prueba se fundamenta en la medición de la relación de carbón removido (CR). La medición requiere una mezcla de
muestra problema, nutrientes minerales y lodos activados provenientes de una planta de tratamiento. La mezcla es agitada y aireada en la oscuridad durante un tiempo de 28 días, figura 10. La relación de CR es monitoreado midiendo el carbono orgánico disuelto, la demanda química de oxígeno (DQO) o el carbono orgánico total (COT) y se calcula mediante la ecuación 14. La prueba se considera positiva cuando la eliminación del carbono sea aproximadamente el 70% dentro de los 28 días.
(14)
FIGURA 10
Sistema para la prueba de biodegradabilidad, Zahn-Wellens, método EMPA OECD302
Los resultados de la biodegradabilidad se muestran en la figura 11, para el compuesto patrón (etilenglicol), el cual se degrada 100% en 12 días, con esta prueba se demuestra la efectividad del lodo activado, el cual fue proporcionado por la planta de tratamiento de San Fernando, Medellín. También se evaluó la biodegradabilidad de la muestra inicial y a dos tiempos de tratamiento, a los minutos 150 y 300. En la figura 11, se observa que la prueba de biodegradabilidad para la muestra inicial fue negativa, no es biodegradable, lo que indica que esta muestra no
se puede degradar mediante un proceso biológico directo, los microorganismos requieren de una adaptación previa. La muestra al minuto 150 de tratamiento con el proceso foto-Fenton, igualmente no es biodegradable, esto debido a que en el proceso de oxidación se generan subproductos que son más tóxicos que los compuestos originales. La biodegradabilidad de la muestra en el minuto de 300 de tratamiento es completamente biodegradable, en 24 días se logra degradar al 100%.
FIGURA 11
CONCLUSIONES
La optimización del proceso foto-Fenton, presenta buenos resultados en cuanto a la degradación de la demanda química de oxígeno y carbono orgánico total en los residuos líquidos de laboratorios, cuyas condiciones óptimas de operación fueron: Concentración inicial de la DQO 2400 mg/L, concentración de H2O2 1 ml/L, concentración de Fe+2 0,3 mM, longitud de onda UV 310 nm y flujo de la solución
equivalente a 60 pulsos, con estas condiciones se obtienen degradaciones del orden del 78% y 67,61% para la DQO y COT, respectivamente. La eficiencia del proceso foto-Fenton aumenta con la incorporación del persulfato de sodio, debido a que se incrementan los radicales •OH en los residuos líquidos tratados, reportando valores del 92,5% y 79% para la DQO y COT, respectivamente. El tratamiento realizado, logra en alta medida la recuperación del agua, haciéndola altamente biodegradable por métodos biológicos, sin la previa adaptación de microorganismos. Así mismo, esta agua, cumple con las especificaciones requeridas para su vertimiento, según el Decreto 1594 de 1984, en el alcantarillado de la ciudad de Medellín-Colombia.
Hay que tener presente que la muestra problema hay que diluirla, debido que con la concentración original de la DQO, 6600 mg/L, la eficiencia del proceso no es buena, sin embargo, debido a que los volúmenes generados en los laboratorios son pequeños (40 litros mensuales), los costos por diluir no incrementan significativamente el costo del proceso, adicionalmente, la dilución con agua potable se realizaría solamente una vez, debido a que posteriormente se realizaría con el agua tratada. Una adecuada gestión de los residuos peligrosos determinará las formas de reducir, reutilizar y/o eliminarlos de forma segura, evitando la contaminación del medio ambiente.
El tratamiento de residuos peligrosos debe apoyarse en el uso de técnicas analíticas que permitan realizar un seguimiento adecuado de la transformación del residuo, por ejemplo, mediante la medida del carbono orgánico (COT), la DQO, o el uso de la espectroscopía infrarroja para dilucidar posibles mecanismos de reacción, o pruebas de toxicidad para verificar la reducción o eliminación de la naturaleza tóxica de los residuos.
De lo anterior, el tratamiento de residuos de laboratorios universitarios tiene varios intereses fundamentales:
• Valor docente, al concienciar a los estudiantes en la búsqueda de sistemas de gestión y tratamiento de los residuos peligrosos que ellos mismos producen al final de sus prácticas de laboratorio o de investigación.
• Promover la investigación y desarrollo de sistemas de tratamiento y/o eliminación in situ de los residuos, aplicando técnicas de oxidación convencional y/o de oxidación avanzada, buscando la reducción de los costos.
A pesar de los valores relativamente altos de porcentajes de reducción del COT y de la DQO en el tratamiento de los residuos, esto no significa que se haya alcanzado la transformación total de los residuos. Se deben hacer pruebas de biodegradabilidad (método de Zahn Wellens) o pruebas de ecotoxicidad (bioensayos de inhibición o de bioluminiscencia) con el fin de verificar el grado de toxicidad de los residuos peligrosos antes y después del tratamiento aplicado. Esto es fundamental debido a que pueden producirse, durante el proceso de foto-degradación, productos intermedios de reacción que son más tóxicos que los residuos originales.
Hay que realizar una gestión interna de los residuos peligrosos, con el objetivo de formar y sensibilizar en temas ambientales a los alumnos, técnicos de laboratorio y profesores, buscando la reducción del impacto ambiental provocado por el vertido en la red urbana de los residuos. Además, la correcta gestión de los residuos en el laboratorio constituye un aspecto fundamental en la aplicación de las buenas prácticas de laboratorio
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