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Estudios de tratabilidad de agua residual industrial utilizando tecnología de membranas

Espinosa Rodríguez, Laura Marcela (2015) Estudios de tratabilidad de agua residual industrial utilizando tecnología de membranas. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia - Sede Manizales.

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Resumen

El tratamiento del agua residual doméstica e industrial se ha constituido como un reto para los ingenieros ambientales, la remoción de nutrientes como nitrógeno y fósforo es uno de los temas de interés en la actualidad, el vertimiento sin previa remoción de nutrientes causa afectación de la fuente receptora; por estas razones se han implementado sistemas de tratamiento con etapas terciarias que permitan alcanzar dicha remoción. La tecnología de membranas como tratamiento terciario resulta ser una alternativa para la remoción de dichos contaminantes. En el siguiente trabajo se muestran los resultados obtenidos en las pruebas de tratabilidad realizadas para evaluar la remoción de nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT) del efluente de un sistema biológico para el tratamiento de aguas residuales industriales. Las aguas residuales se producen durante un proceso de fermentación y destilación a escala piloto en el laboratorio de procesos productivos. Este efluente es llevado a un sistema de tratamiento de aguas residuales compuesto por un tanque de alimentación, un filtro anaerobio de flujo ascendente (F.A.F.A.), un reactor de discos rotatorios (Reactor de Biodisco) y un sedimentador. Cuando el agua sale del sedimentador se vierte al alcantarillado municipal. Se propone la implementación de un tratamiento terciario como la filtración con membrana para evaluar la remoción de nutrientes en el efluente. Se inició con el arranque del sistema biológico, haciendo seguimiento de variables como pH, temperatura, demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT). Después de que se alcanzó un estado cuasi estacionario en el sistema, se realizó el proceso de filtración con membranas del efluente del sistema biológico, con el fin de evaluar la remoción de estos parámetros en el efluente. En el proceso de filtración se estudió la influencia de un tratamiento previo como la coagulación y se determinó por prueba de jarras una dosis de 2000 mg/l de sulfato de aluminio. Después de la coagulación, se hizo pasar el agua clarificada a través de la membrana y se evaluaron las remociones de nitrógeno total (NT) y fósforo total (PT). En esta etapa se utilizó una membrana de difluoruro de polivinilideno (PVDF) con un diámetro de poro de 0,22 µm, trabajando con un intervalo de presiones transmembranales entre 0,5 y 4 bar. El proceso de filtración se llevó a cabo con tratamiento previo y sin este; se alcanzaron remociones de nitrógeno total (NT) de 80%, fósforo total (PT) de 90% y turbiedad de 75%, para la filtración con membrana con previa coagulación. Para el caso en el que no se realizó el tratamiento previo se alcanzaron remociones de nitrógeno total (NT) de 33%, fósforo total (PT) de 36% y turbiedad de 97%. Las remociones alcanzadas implementando como tratamiento terciario la filtración con membranas arrojan buenos resultados debido al alto porcentaje de remoción de nutrientes en el efluente para los dos escenarios de estudio. La filtración con membrana apoyada con un tratamiento previo resultó ser más eficiente para este caso, Abstract : The treatment of domestic and industrial wastewater has become a challenge for environmental engineers, removal of nutrients such as nitrogen and phosphorus is one of the topics of current interest, dumping nutrient removal without cause impairment of source receiving, for these reasons have been implemented with tertiary treatment systems stages that achieve such removal. Membrane technology as tertiary treatment is an alternative for the removal of such contaminants. In this paper the results of tests conducted to assess treatability removing total nitrogen (NT), and total phosphorus (TP) of a biological effluent treatment system for industrial wastewater is. Wastewater produced during fermentation and distillation process at pilot scale in the laboratory production processes. This effluent is taken to a system for wastewater treatment comprising a feed tank, an anaerobic upflow filter (FAFA), spinning disk reactor (Reactor biodisco) and a settler. When water leaves the settler poured into municipal sewers. Implementing a tertiary treatment as filtration membrane is proposed to evaluate the removal of nutrients in the effluent. It began with the start of the biological system by tracking variables such as pH, temperature, chemical oxygen demand (COD), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP). After a quasi-steady state was reached in the system, the filtration process was carried out with membranes of the effluent of the biological system to evaluate the removal of these parameters in the effluent. In the filtration process the influence of pretreatment such as coagulation was studied and was determined by jar testing a dose of 2000 mg / l of aluminum sulfate. After coagulation, passed the clarified water through the membrane and the removal of nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) were evaluated. A membrane of polyvinylidene difluoride (PVDF) was used with a pore diameter of 0.22 microns at this stage, working with a range of transmembrane pressures between 0.5 and 4 bar. The filtration process was carried out without prior treatment with this; removals of nitrogen (TN) of 80%, total phosphorus (PT) turbidity of 90% and 75% for the membrane filtration is achieved with prior clotting. For the case in which pretreatment was not performed removals of nitrogen (TN) of 33%, total phosphorus (PT) turbidity of 36% and 97% were achieved. The removals achieved by implementing and tertiary membrane filtration treatment gives good results due to the high percentage of removal of nutrients in the effluent for both scenarios studied. The membrane filtration supported by prior treatment was more efficient in this case

Tipo de documento:Tesis/trabajos de grado - Thesis (Maestría)
Colaborador / Asesor:Aristizábal Zuluaga, Beatriz Helena and Prado Rubio, Oscar Andrés
Información adicional:Trabajo de profundización presentado como requisito parcial para optar al título de: Magíster en Ingeniería- Ingeniería Ambiental -- Línea de Investigación: Ambiental Área Sanitaria.
Palabras clave:Sistema biológico, Coagulación, Turbiedad, Filtración con membrana, Presión transmembranal, Ensuciamiento, Permeabilidad, Biological system, Coagulation, Turbidity, Membrane filtration, Transmembrane pressure, Fouling, Permeability
Temática:6 Tecnología (ciencias aplicadas) / Technology > 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Unidad administrativa:Sede Manizales > Facultad de Ingeniería y Arquitectura > Departamento de Ingeniería Química
Código ID:49026
Enviado por : Magister Laura Marcela Espinosa Rodríguez
Enviado el día :12 Junio 2015 22:10
Ultima modificación:22 Julio 2015 15:25
Ultima modificación:22 Julio 2015 15:25
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