I TRATAMIENTO DE LOS LIXIVIADOS DE UN VERTEDERO EN UN SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS

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1 I TRATAMIENTO DE LOS LIXIVIADOS DE UN VERTEDERO EN UN SISTEMA DE LODOS ACTIVADOS Simón González Martínez (1) Estudió Ingeniería Química en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y se doctoró en Biotecnología y Bioingeniería de las Aguas Residuales en la Universidad de Karlsruhe, Alemania. Desde 1981 trabaja como investigador en el Instituto de Ingeniería de la UNAM. Ha dirigido 3 tesis de licenciatura, maestría y doctorado y ha escrito más de 4 artículos internacionales arbitrados. Cruz Alberto Valdivia Soto Estudió Biología en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y concluyó sus estudios de maestría en Ingeniería Ambiental en la UNAM. Trabajó como Técnico Académico en el Instituto de Ingeniería de la UNAM y actualmente se encuentra realizando una estancia de investigación doctoral en la Universidad Técnica de Munich, Alemania. Dirección (1) : Instituto de Ingeniería, Ciudad Universitaria, México - D.F. - Tel: Fax: sgm@pumas.iingen.unam.mx RESUMEN Ante la necesidad de tratar los lixiviados que se producen en el relleno sanitario de Santa Fe en el Distrito Federal y considerando que está en construcción una nueva planta para tratamiento de aguas residuales en esa área, se consideró la posibilidad de tratar los lixiviados como un aporte adicional a las aguas residuales que serán tratadas en el sistema de lodos activados. Con objeto de analizar los efectos de los lixiviados sobre un sistema de lodos activados, se construyó una planta piloto y se estudió el desempeño de la planta sin y con el aporte de lixiviados. Aunque la DQO aumenta al dosificar lixiviados al.5 por ciento, la planta tiene capacidad para tratar los lixiviados y producir un efluente dentro de la Norma. La remoción de DQO total disminuye de 9 % sin lixiviados a 79 % con lixiviados. Los SST son removidos en un 73 % sin lixiviados y en un 67 % con lixiviados. La nitrificación alcanzó valores de remoción de 97 % sin y con lixiviados. La carga orgánica (relación F/M) aumentó de.32 a.44 kgdqo/kgsst d al dosificar lixiviados en una relación volumétrica del.5 por ciento. PALABRAS CLAVE: Lixiviados, Tratamiento, Lodos Activados, Aguas Residuales. INTRODUCCIÓN En la zona de Santa Fe, al sur-poniente de la ciudad de México se localiza el relleno sanitario Prados de la Montaña. Es una instalación donde se depositaron cerca de 5.6 millones de toneladas de desechos municipales durante los siete años de vida útil (de mayo de 1987 a julio de 1994). Como consecuencia del almacenamiento de los residuos sólidos se producen lixiviados como producto de la humedad de la basura y por infiltración del agua de lluvia. Dichos lixiviados arrastran gran cantidad de sustancias contenidas en la basura y como producto de las reacciones bioquímicas que se llevan a cabo dentro del sitio. Recientes investigaciones han demostrado amplias posibilidades de realizar su tratamiento mediante sistemas biológicos, con sus consiguientes ventajas (Noyola et al., 1992). La Dirección General de Servicios Urbanos del Gobierno del Distrito Federal, a través de la Dirección Técnica de Desechos Sólidos actualmente analiza diferentes métodos para el tratamiento y disposición de los lixiviados. La Dirección General de Construcción y Operación Hidráulica (DGCOH) del Gobierno del Distrito Federal está construyendo una planta para tratamiento de aguas residuales municipales de lodos activados con una capacidad de 56 litros por segundo, destinada a dar servicio a la zona de Santa Fe. Esta siendo considerada la alternativa de poder dar tratamiento a los lixiviados del relleno sanitario Prados de la Montaña dentro de la planta que construye actualmente la DGCOH, diluyendo su caudal de aportación (estimado en aproximadamente 3 litros por segundo) en el caudal de aguas negras municipales. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

2 El principal objetivo de este estudio fue determinar los efectos que la incorporación de lixiviados del relleno sanitario Prados de la Montaña pueden causar sobre el tratamiento biológico de la planta de aguas residuales municipales Santa Fe al incorporarlos en las aguas residuales municipales. CONSIDERACIONES BÁSICAS Según información proporcionada por la Dirección Técnica de Residuos Sólidos DEL Gobierno del Distrito Federal, la aportación total de lixiviados a la Planta Santa Fe será de aproximadamente 3. litros por segundo (259 m 3 /d), lo cual corresponde a una relación de lixiviados/agua residual de.5 por ciento. De acuerdo con estas consideraciones se realizó el balance de masa para conocer cuál es la aportación, como DQO y DBO totales, de los lixiviados sobre los valores de agua residual calculados en el diseño de la planta de tratamiento de agua residual Santa Fe (ver tabla 1). Tabla 1. Valores antes y después de combinar los lixiviados con las aguas residuales. Q A = caudal de entrada = 56 l/s = 48,384 m 3 /d DBO A = DBO entrada = 95 mg/l =.95 kgdbo/m 3 DQO A = DQO entrada = 22 mg/l =.22 kgdqo/m 3 Q L = caudal de lixiviado = 3 l/s = 259 m 3 /d DBO L = DBO lixiviado = 13,82 mg/l = 13.8 kgdbo/m 3 DQO L = DQO del lixiviado = 37, 667 mg/l = 37.7 kgdqo/m 3 Q T = caudal total = 563 l/s = 48,643 m 3 /d DBO T = DBO total = 168 mg/l =.168 kgdbo/m 3 DQO T = DQO total =429 mg/l =.429 kgdqo/m 3 Con objeto de poder extrapolar los resultados obtenidos en una planta piloto una a gran escala es necesario que las condiciones de operación de las dos plantas sean similares. Por este motivo se seleccionó la carga orgánica como la variable de proceso más importante en el estudio comparativo. La carga orgánica de diseño de la planta de Santa Fe es: Como DBO CO =.17 kgdbo/kgssv d Como DQO CO =.38 kgdqo/kgssv d El concepto de carga orgánica también se conoce como la relación F/M o relación comida a microorganismos. Se calcula por medio de la ecuación 1. Q DBO Carga Orgánica = Va SST (kgdbo/kgsst d) (ecuación 1) Donde Q Caudal de agua residual en m 3 /d DBO Demanda Bioquímica de Oxígeno en kg/m 3 Va Volumen del tanque de aeración en m 3 SST Concentración de microorganismos en el tanque de aeración, determinados como sólidos suspendidos totales en kgsst/m 3 De la ecuación 1 se puede notar que los únicos parámetros que pueden ser utilizados prácticamente para el control de la carga orgánica son el caudal y los SST, ya que la DBO es un valor característico del agua residual y el volumen del tanque de aeración es constante. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 2

3 MATERIALES Y MÉTODOS Planta piloto Con objeto de tener acceso a agua residual cruda, la planta piloto se construyó dentro de las instalaciones de la Planta para Tratamiento de Aguas Residuales de Ciudad Universitaria (CU) en la UNAM. Se aprovechó la característica que el agua residual de CU presenta valores de DQO y DBO similares a los de Santa Fe. Consiste de un reactor de operación discontinua de lodos activados que consta de un tanque cilíndrico con el fondo cónico, un volumen total de 1 m 3 y un volumen útil de trabajo de.962m 3 (ver figura 1). Reloj Programable Válvula de muestreo Influente (agua residual) Difusores Lixiviado Compresor Figura 1. Diagrama del reactor piloto. Efluente Purga de lodos Se instaló un sistema de tres difusores de membrana colocados en el fondo del reactor y conectados a un compresor de baja presión. La descarga del efluente tratado se realizó con una bomba sumergible de 1/6 HP montada sobre un sistema de flotación. El volumen de descarga se controló por medio de un interruptor de bajo nivel instalado dentro del reactor. La purga de lodos fue por el fondo del tanque utilizando una bomba centrífuga de flecha horizontal de ¼ HP. El equipo se operó automáticamente con un reloj programable de seis canales. En la tabla 2 se resumen las principales características operativas. Tabla 2. Principales características del reactor y su operación. Ciclo del reactor Tiempo de sedimentación = 45 minutos Tiempo de vaciado = 5 minutos Tiempo de llenado = 15 minutos Reposo antes de iniciar aireación = 3 minutos Tiempo de aireación = 34 minutos Ciclo total = 48 minutos = 8 horas Volumen de recambio por ciclo = 656 litros Programa experimental La operación del reactor piloto se programó bajo dos condiciones: 1) Alimentación de agua residual cruda sin aporte de lixiviados; de esta forma se puede obtener información sobre la capacidad de la planta para trabajar bajo condiciones de operación normales. 2) Alimentar agua residual con una aportación volumétrica de lixiviados del.5 por ciento. Trabajando bajo estas dos condiciones se puede obtener información, en relativamente corto tiempo, sobre los efectos que los lixiviados pueden causar sobre la planta de aguas residuales de Santa Fe. Puesta en marcha del reactor piloto El reactor fue puesto en marcha con una carga orgánica promedio, con base en DQO, igual a la de la planta de Santa Fe. El reactor trabajó, durante el arranque, hasta alcanzar la estabilidad, la cual se define después de 3 cambios de biomasa del sistema. Dicho de otra forma, los lodos se adaptaron a las nuevas condiciones durante un periodo de 3 veces el tiempo de retención celular de los lodos (tiempo de duplicación de toda la biomasa en el sistema). El tiempo de retención celular fue determinado prácticamente a través de la purga ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 3

4 diaria de lodos. Una vez conocido este valor se permitió trabajar al reactor hasta que se cumplieron los 3 ciclos. Después de este tiempo, se inició la siguiente etapa experimental. El seguimiento del proceso de aclimatación se realizó por medio de análisis de DQO en el efluente del reactor y de SST, temperatura, oxígeno disuelto y ph dentro del tanque de aeración. El criterio de estabilidad fue que los valores no variaran de un día a otro. Experimentación sin y con aporte de lixiviados La toma de muestras se llevó a cabo de dos maneras: Muestras en influente y efluente y dentro de un ciclo representativo. Debido a que se planteó un trabajo de tipo comparativo, los programas de muestreo cuando el reactor trabaje sin aporte de lixiviados deberá ser igual al realizado durante la etapa de dosificación de lixiviados. Todos los análisis ser realizaron de acuerdo con las Normas (APHA, 1994). Durante las semanas de estabilización y, posteriormente, durante el tiempo de dosificación de lixiviados, tres veces por semana, durante el ciclo matutino, se tomaron muestras de influente y efluente. Se determinaron los siguientes parámetros: ph y temperatura, Demanda Química de Oxígeno (DQO) total y disuelta, Sólidos Suspendidos Totales (SST) y Sólidos Suspendidos Volátiles (SSV), nitrógeno amoniacal, nitrógeno de nitratos y ortofosfatos. En el tanque de aeración se determinaron Sólidos suspendidos totales (SST), oxígeno disuelto y temperatura. Durante las etapas de operación sin y con lixiviados se seleccionaron ciclos al azar y se realizaron muestreos especiales que permitan conocer los perfiles de concentraciones de los diferentes parámetros. Las muestras se tomaron en intervalos de 3 minutos desde el inicio hasta el final del ciclo. De esta forma fue posible comparar el comportamiento del sistema sin y con la aportación de lixiviados. RESULTADOS Resultados globales Caracterización de los lixiviados En esta primera parte se describen los resultados globales obtenidos durante dos meses de muestreos. El primer paso realizado fue la colecta de lixiviados provenientes de uno de los pozos que tuvieron capacidad suficiente para extraer 5 litros que permitieran el trabajo experimental. De este volumen, se tomó una pequeña parte para realizar una caracterización (tabla 3). Tabla 3. Valores del análisis de los lixiviados. Parámetro Valor promedio (mg/l) DQO total 37, DQO disuelta 36,3 DBO total 13,8 DBO disuelta 12,8 SST 1,36 SSV 572 Nitrógeno total 5,292 Nitrógeno amoniacal (N-NH 4 ) 3,696 Nitrógeno de nitratos (N-NO 3 ) 17 Fosfatos totales 343 Ortofosfatos (PO 4 ) 255 Las diferencias entre la DQO total y la disuelta, así como entre la DBO total y la disuelta, son pequeñas. Esto implica, junto con el bajo valor de SST, que la aportación de contaminantes por sustancias suspendidas es bajo. La relación de DQO total a DBO total es de 2.68, lo cual indica que el material orgánico presente en los lixiviados es parcialmente biodegradable. Como comparación, esta misma relación para aguas residuales municipales puede variar entre 1.5 y 2.. El valor de 2.68 indica que gran parte del material orgánico es biodegradable. La cantidad de nitrógeno amoniacal es elevada, lo cual concuerda con los valores para rellenos sanitarios viejos (Keenan et al, 1984; Iza et al, 1992). Los valores de las concentraciones de nitratos son bajos. Los valores de SST y SSV sugieren que no es necesario utilizar operaciones unitarias para su separación antes de dosificarlos al sistema de lodos activados. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 4

5 Los ortofosfatos presentan valores elevados, pero nos se prevé ningún problema para su tratamiento, ya que no provocan inhibición en los sistemas biológicos para tratamiento, pero si son causantes de la eutroficación en los cuerpos receptores. En la tabla 1 se puede observar que los valores de DBO y DQO prácticamente se duplican con la influencia de los lixiviados. Esto debe tomarse en cuenta para la operación de la planta, ya que la carga orgánica en dicha planta aumentará de una manera considerable, repercutiendo en una disminución de la remoción de contaminantes y reduciendo la estabilidad del sistema biológico. Arranque y operación del reactor piloto La estabilización del sistema se alcanzó a los 45 días de haber iniciado la operación del reactor. Los SST y la DQO se determinaron continuamente para poder calcular la carga orgánica y ajustarla a los valores de la planta de Santa Fe. A pesar de las variaciones de la DQO en el agua residual y de SST en el reactor, el sistema mantuvo la carga orgánica de.37 kgdqot/kgsst d, igual a la carga orgánica de diseño de la planta de Santa Fe. Durante la fase de operación sin lixiviados la carga orgánica se ajustó al valor de.34 kgdqo/kgsst d más cercano que permitió la variación de la concentración del agua residual. Al dosificar los lixiviados la carga orgánica aumentó a.44 kgdqo/kgsst d. Análisis de influente, efluente y tanque de aeración Una vez concluida la fase de arranque y estabilización del reactor, durante 25 días se tomaron muestras de influente, efluente y del licor mezclado del tanque de aeración. A partir del día 25 y hasta el día 43 se realizó la dosificación de lixiviados al.5 por ciento. Las tablas 4 y 5 muestran los valores promedio que se obtuvieron sin y con dosificación de lixiviados. Tabla 4. Valores promedio de las concentraciones de contaminantes en influente y efluente del reactor piloto, SIN y CON aporte de lixiviados. Parámetro Influente (mg/l) Efluente (mg/l) Remoción (Por ciento) SIN aporte de Lixiviados CON aporte de lixiviados DQO total 293 ± ± 14 9 DQO soluble 79 ± 48 9 ± 5 89 SST 135 ± ± SSV 111 ± ± N-NH ± ± N-NO ± ± 9. * P-PO ± ± DQO total 495 ± ± DQO soluble 258 ± ± 2 85 SST 224 ± ± SSV 182 ± ± 37 7 N-NH ± ± N-NO ± ± 8.3 * P-PO ± ± * No hay remoción, hay producción Sólidos suspendidos e índice volumétrico de lodos El comportamiento de los sólidos suspendidos totales (SST) a la entrada y salida (influente y efluente) del sistema se presenta en la figura 2. La remoción promedio de SST y SSV, sin dosificación de lixiviados, son de 73 y 72 por ciento, respectivamente. Cuando se dosificaron lixiviados, dichas remociones se redujeron ligeramente a valores de 67 por ciento para los SST y de 7 por ciento para los SSV. Se puede decir, de manera general que la dosificación de lixiviados reduce la remoción de sólidos en valores entre el 3 y 5 por ciento. Sin la dosificación de lixiviados se obtuvieron valores de SST y SSV promedio en el efluente de 37 y 31 mg/l, lo cual no se considera satisfactorio y representativo de la carga orgánica utilizada: se debieran ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 5

6 esperar valores consistentemente inferiores a 3 mg/l como SST. Con la dosificación de lixiviados se obtuvieron valores de SST de 75 mg/l y de 55 mg/l como SSV. Ambos valores son elevados y poco satisfactorios. Debe tomarse en cuenta que los valores promedio en el influente casi fueron duplicados durante el periodo de dosificación de lixiviados. Tabla 5. Valores promedio de los parámetros bajo los cuales operó el reactor piloto, SIN y CON aporte de lixiviados. Parámetro SIN aporte CON aporte SST en el licor mezclado (mg/l) 1,987 ± 221 2,18 ± 291 SSV en el licor mezclado (mg/l) 1,648 ± 149 1,871 ± 315 Tiempo de retención hidráulico (horas) Tiempo de retención celular (días) Carga orgánica (kgdqototal/kgsst d).32 ± ±.13 IVL (ml/l) SST (mg/l) SIN lixiviados Influente Efluente CON lixiviados Día del experimento Figura 2. Valores de SST en influente y efluente. El aumento del Índice Volumétrico de Lodos (IVL) de 15 a 25 ml/g es preocupante. Un IVL satisfactorio debe tener un valor inferior a 15 ml/g. Un IVL hasta 25 ml/g puede ser controlable con una operación dedicada y con análisis continuos. Demanda química de oxígeno (DQO) La DQO total durante la etapa sin lixiviados tiene valores promedio de 293 mg/l en el influente y de 29 mg/l en el efluente (ver tabla 4 y figura 3). DQO total (mg/l) Influente Efluente SIN lixiviados CON lixiviados Día del experimento Figura 3. DQO total durante la experimentación. Los valores del efluente, como promedio, pueden considerarse satisfactorios. Al dosificar lixiviados la DQO total promedio en el influente fue de 495 mg/l y en el efluente de 12 mg/l. Este último valor no se considera satisfactorio. La dosificación de lixiviados hace que la calidad del efluente disminuya de manera considerable, de 29 a 12 mg/l. La remoción disminuye con la dosificación de lixiviados, de 9 al 79 por ciento. En el caso de la DQO soluble, el valor promedio en el influente aumenta de 79 a 258 mg/l y en el efluente de 9 a 38 mg/l. Es notorio el aumento del valor en el efluente después de iniciar la dosificación de lixiviados. La remoción disminuye ligeramente de 89 a 85 por ciento. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 6

7 DQO disuelta (mg/l) SIN lixiviado Influente Efluente CON lixiviado Día del experimento Figura 4. DQO disuelta durante la experimentación. De esto se concluye que el sistema es más eficiente para la eliminación de los materiales disueltos que de los suspendidos. Las figuras 3 y 4 muestran los valores de la DQO total y disuelta durante las etapas sin y con dosificación. En los dos casos, pero especialmente en el de la DQO disuelta, es notorio el aumento de la concentración en el influente al dosificar los lixiviados. Se puede apreciar que las concentraciones en el efluente son satisfactorias cuando no hay dosificación de lixiviados y que los valores aumentan significativamente al dosificar. Compuestos nitrogenados (NH 4 y NO 3 ) Los valores promedio de la tabla 4 muestran que la remoción de amonio permaneció invariable en un 97 por ciento sin y con la dosificación de lixiviados. La producción de nitratos (en el efluente) representa el 41 por ciento del amonio que entra con el agua sin la dosificación de lixiviados. Con la dosificación la transformación de amonio en nitratos fue de 66 por ciento. En la figura 5 se puede observar que el sistema nitrificó todo el tiempo. Durante el tiempo de operación sin y con alimentación de lixiviados las concentraciones de amonio en el efluente fueron cercanas a cero, con excepción de los días 21 y 34. En general se puede afirmar que la nitrificación fue completa. Esto significa que los lixiviados dosificados al.5 por ciento no tienen efectos inhibidores sobre las bacterias nitrificantes. 1 9 N-NH4 influente SIN CON 8 N-NH4 efluente lixiviado lixiviado N-NO3 influente 7 N-NO3 efluente Día del experimento Figura 5. Comportamiento de las concentraciones del nitrógeno contenido en amonio y nitratos. Concentración (mgn/l) Ortofosfatos En la tabla 4 se muestra que los ortofosfatos tuvieron remociones de 25 y 24 por ciento sin y con la dosificación de lixiviados, respectivamente. Se puede afirmar que el cambio de condiciones no afectó sensiblemente al sistema al no apreciarse variaciones en el comportamiento. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 7

8 Análisis de ciclos SIN y CON lixiviados La figura 6 muestra los valores de temperatura, ph y oxígeno disuelto medidos directamente dentro del reactor durante un ciclo sin lixiviados y otro con lixiviados. Aunque la duración total del ciclo es de 48 minutos, la duración del muestreo es de 45 minutos, ya que se debieron restar los 3 minutos finales que requiere la evacuación del agua tratada. La temperatura varía poco entre un ciclo y el otro. En el ciclo sin lixiviados, el experimento inicia con una temperatura de 18ºC y termina con 21ºC. En el ciclo con lixiviados la temperatura inicia con 17ºC y termina 7.5 horas después con 21ºC Valor Valor SIN aporte de lixiviados Temperatura ph Oxígeno disuelto CON influencia de lixiviados Temperatura ( C) ph (-) Oxígeno disuelto (mg/l) Figura 6. Temperatura, ph y oxígeno disuelto. El oxígeno disuelto se mantuvo consistentemente sobre 1.5 mg/l, lo cual se considera satisfactorio para evitar que parámetro se convierta en una limitante del proceso aerobio. Obviamente, al inicio y final del ciclo, la concentración de oxígeno disuelto es cercana a cero debido a que no se proporciona aeración durante el llenado y vaciado del reactor. Lo anterior concuerda con Randall et al., 1992 y Barnes y Bliss, El ph no fue afectado significativamente durante la dosificación de lixiviados. Los dos ciclos iniciaron con un valor cercano a 8 y terminaron en un valor cercano a 7.. SST en el reactor y DQO La figura 7 muestra el comportamiento de los SST y la DQO durante los ciclos representativos. Durante el ciclo SIN dosificación de lixiviados los SST dentro del reactor se mantuvieron entre 1,5 y 2, mg/l para de esta forma ajustar la carga orgánica al valor deseado. En el caso del ciclo CON lixiviados se aumentó la concentración, entre 2, y 2,5, para compensar el aumento de la DQO y nitrógeno amoniacal por la presencia de los lixiviados. En ambos casos se puede observar que al inicio y fin de los ciclos los SST tienen valores bajos ya que los lodos se encuentran sedimentados en el fondo del reactor y el agua tiene una baja concentración. La DQO disminuye, en el caso del ciclo sin lixiviados, desde un valor de 464 mg/l rápidamente al principio para continuar la reducción lentamente durante el resto del ciclo y así llegar a una concentración de 23 mg/l al final del ciclo. La remoción de DQO se puede considerar buena. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 8

9 SST (mg/l) SST (mg/l) 3 SIN aporte de lixiviados 6 SST en el reactor 25 DQO después de sedimentación CON influencia de lixiviados SST en el reactor 15 DQO después de sedimentación Figura 7. DQO después de sedimentación y SST en el reactor. Concentración (mg/l) Concentración (mg/l) SIN aporte de lixiviados 7 N-NH4 6 N-NO3 5 P-PO CON influencia de lixiviados 8 7 N-NH4 6 N-NO3 5 P-PO Figura 8. Nitrógeno amoniacal y de nitratos, y fósforo de fosfatos. DQO (mg/l) DQO (mg/l) Durante el ciclo con dosificación lixiviados la DQO en el influente aumenta hasta 54 mg/l para disminuir rápidamente al principio (de manera similar al ciclo sin lixiviados) y, después de 2.5 horas, la DQO no cambia de manera importante para alcanzar un valor final de 52 mg/l. Aunque superior al alcanzado en el ciclo sin lixiviados, se puede considerar satisfactorio al cumplir con los requisitos impuestos por la Norma. Se puede concluir que la dosificación de lixiviados afecta el proceso pero no causa efectos negativos en la calidad del efluente y en las poblaciones de microorganismos. Compuestos nitrogenados inorgánicos y fosfatos En la figura 8 se puede observar cómo, en los dos ciclos, sin y con lixiviados, la concentración inicial de nitrógeno amoniacal es de 5 mg/l. En el ciclo sin lixiviados, la concentración de nitrógeno amoniacal disminuye lentamente hasta el minuto 25 donde aumenta su rapidez de desaparición y se observa la formación de nitratos. Durante la primera parte del ciclo el nitrógeno amoniacal es utilizado por las bacterias heterótrofas de los lodos como material para la reproducción y, después del minuto 25, es utilizado es utilizado por las bacterias nitrificantes como fuente de protones. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 9

10 El efluente del ciclo contiene 2 mg/l de nitrógeno amoniacal y 13 de nitrógeno de nitratos. El balance indica entonces que la diferencia, 17 mg/l, fueron utilizados para la reproducción celular, fueron arrastrados por el aire suministrado para la aeración o pudieron ser eliminados como nitratos por procesos de desnitrificación. Durante el ciclo con dosificación de lixiviados (figura 8) se observa que la concentración de nitrógeno amoniacal aumenta los 15 primeros minutos para decaer hasta un valor cercano a cero al final del ciclo. El aumento de la concentración de nitrógeno amoniacal al princicpio del ciclo solamente se puede asociar con procesos de amonificiación por hidrólisis de proteínas, polipéptidos y aminoácidos realizados por los microorganismos heterótrofos de los lodos. La franca formación de nitratos se observa a partir del minuto 9 con un continuo aumento hasta llegar a un valor de 38 mg/l. A diferencia del ciclo anterior, los procesos de nitrificación se observaron casi desde el inicio del ciclo, lo cual descarta la inhibición de las bacterias nitrificantes por presencia de nitrógeno amoniacal. Fosfatos (P-PO 4 ) La transformación biológica de ortofosfatos no fue significante al lograrse la remoción del 15 y 17 por ciento para los ciclos sin y con lixiviados, respectivamente. Las concentraciones de ortofosfatos en el influente y efluente de los dos ciclos fueron muy cercanas, lo cual indica que los procesos por los que los microorganismos utilizan los fosfatos para sus funciones de reproducción no fueron afectadas negativamente por la presencia de los lixiviados. CONCLUSIONES 1. La aportación de.5 por ciento de lixiviados en el agua residual no afecta de manera negativa la capacidad de eliminación de contaminantes en un sistema de lodos activados. Ajustes en la operación permiten el control necesario para cumplir con las normas. 2. La concentración de SST se incrementó en un 1 por ciento con la dosificación de lixiviados. Se logró una reducción promedio del 73 por ciento sin lixiviados y de 67 por ciento al dosificar lixiviados. 3. La DQO total incrementó, en promedio, 37 por ciento con la aportación de lixiviados al.5 por ciento del caudal del agua residual. Sin la dosificación de lixiviados se logró una remoción promedio del 9 por ciento y del 79 por ciento al dosificar lixiviados. La DQO disuelta se redujo del 89 al 85 por ciento con los lixiviados. 4. La concentración de nitrógeno amoniacal se incrementó, en promedio, 3 por ciento en el agua residual cruda al suministrar.5 por ciento de lixiviados. Se logró la misma remoción, por nitrificación, del 97 por ciento, sin y con nitrificación. A pesar de las altas concentraciones, el nitrógeno amoniacal no tiene efectos inhibidores sobre la nitrificación. 5. En el efluente se obtuvo una concentración promedio de nitrógeno de nitratos, sin lixiviados, de 2 mg/l y, con lixiviados, de 26 mg/l. 6. El fósforo de ortofosfatos (P-PO 4 ) no sufrió transformaciones de consideración. Se obtuvo una remoción promedio, sin lixiviados, del 25 por ciento y, con lixiviados, del 24 por ciento. 7. La relación DBO:N:P fue de 1:4.9:3.8 durante la operación del modelo experimental con el suministro del.5 por ciento de lixiviados, lo cual se considera bueno de acuerdo con el estereotipo de la literatura de 1:5:1. RECONOCIMIENTO Este trabajo fue financiado por la Dirección Técnica de Desechos Sólidos de la Dirección General de Servicios Urbanos del Gobierno del Distrito Federal, convenio No. SUC-8-CO ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 1

11 REFERENCIAS IBLIOGRÁFICAS 1. APHA, AWWA Y WPCF (1994) Métodos normalizados para el análisis de aguas potables y residuales. Díaz de Santos (Ed). España 2. Barnes, D. y Bliss, P. (1983) Biological Control of Nitrogen in Wastewater Treatment. University Press, Cambridge. Great Britain. Capítulo Iza, J., Keenan, P. y Switzenbaum, M. (1992) Anaerobic Tratment of Municipal Solid Waste Landfill Leachate: Operation, of a Pilot Scale Hybrid UASB/AF Reactor. Wat. Sci. Tech. 25:(27), pp Keenan, J., Steiner, R. y Fungaroli, A. (1984) Landfill Leachate treatment. Journal WPCF 56:(1). 5. Noyola, A., Kano, M y Flores, P. (1992) Tratabilidad Anaerobia de Lixiviados de Rellenos Sanitarios. Proyecto elaborado para Tecnología Ambiental y Construcciones, S.A. de C.V. Proyecto No Instituto de Ingeniería, UNAM. México, D.F. 6. Randall, C., Barnard, J. y Stensel, H. (1992) Design and Retrofit of Wastewater Treatment Plants for Biological Nutrient Removal. Water Quality Management Library, 5: USA. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 11