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Resumen
La vinaza es un efluente generado de la destilación
del alcohol, rica en nutrientes, principalmente
materia orgánica, sales y ácidos.
Las características de estas vinazas
son pH ácido (4–5 unidades),
altas concentraciones de color, altas demandas
químicas de oxígeno (50.000–150.000
mg.L-1 de O2), altas concentraciones de sólidos
y la presencia de fenoles, que hacen de las
vinazas un efluente potencialmente contaminante
para los ecosistemas naturales (Ferreira,
2009) si su descarga se hace sin ningún
tratamiento previo.
Debido
a las características fisicoquímicas
de las vinazas, en este estudio se llevó
a cabo la aplicación de un proceso
avanzado de oxidación (AOP), fotofenton,
(H2O2/Fe2+) y un sistema biológico
anaerobio, con el objetivo de evaluar la efectividad
de dicho tratamiento en la remoción
de la materia orgánica y los compuestos
tóxicos, a partir de bioensayos de
toxicidad con Daphnia pulex y microorganismos
anaerobios.
En
la aplicación del proceso de tratamiento
se obtuvieron altos porcentajes en la remoción
de DQO (83%- 97%), DBO5 (96%), COT (88%),
Fenoles (99%), dureza (87%) y cloruros (91%).
En la evaluación de toxicidad con Daphnia
pulex se presentó un incremento en
el nivel de toxicidad de la vinaza luego del
pretratamiento con Fotofenton, con un valor
de CL50-48h de 6,9%(V/V) para la vinaza cruda
a 5,5% (V/V) para la pretratada y un valor
final de 16,7%(V/V) para la vinaza tratada
con el sistema acoplado. Estos resultados
indican que, a pesar del leve incremento en
el nivel de toxicidad luego del pretratamiento
con fotofenton, las sustancias generadas son
asimilables por las bacterias anaerobias a
tal punto que los compuestos residuales presentan
una toxicidad más baja frente al organismo
Daphnia pulex.
Los
resultados en la evaluación de la toxicidad
anaerobia reportaron para la vinaza cruda,
un porcentaje de inhibición de las
bacterias anaerobias en las etapas de exposición
y recuperación del 38,6% y 87,1%, respectivamente;
para la vinaza pretratada con fotofenton se
obtuvo una disminución de los porcentajes
en las etapas de exposición y recuperación,
a 18,2% y 20,9%, respectivamente. Esto hace
evidente que el fotofenton transforma las
sustancias presentes en la vinaza en otras
más biodegradables y menos tóxicas
que las inicialmente presentes, que permiten
demostrar la efectividad en la aplicación
de un tratamiento acoplado fotocatalítico
biológico.
en este estudio se llevó a cabo la
aplicación de un proceso avanzado de
oxidación (AOP), fotofenton, (H2O2/Fe2+)
y un sistema biológico anaerobio, con
el objetivo de evaluar la efectividad de dicho
tratamiento en la remoción de la materia
orgánica y los compuestos tóxicos,
a partir de bioensayos de toxicidad con Daphnia
pulex y microorganismos anaerobios.
En
la aplicación del proceso de tratamiento
se obtuvieron altos porcentajes en la remoción
de DQO (83%- 97%), DBO5 (96%), COT (88%),
Fenoles (99%), dureza (87%) y cloruros (91%).
En la evaluación de toxicidad con Daphnia
pulex se presentó un incremento en
el nivel de toxicidad de la vinaza luego del
pretratamiento con Fotofenton, con un valor
de CL50-48h de 6,9%(V/V) para la vinaza cruda
a 5,5% (V/V) para la pretratada y un valor
final de 16,7%(V/V) para la vinaza tratada
con el sistema acoplado. Estos resultados
indican que, a pesar del leve incremento en
el nivel de toxicidad luego del pretratamiento
con fotofenton, las sustancias generadas son
asimilables por las bacterias anaerobias a
tal punto que los compuestos residuales presentan
una toxicidad más baja frente al organismo
Daphnia pulex.
Los
resultados en la evaluación de la toxicidad
anaerobia reportaron para la vinaza cruda,
un porcentaje de inhibición de las
bacterias anaerobias en las etapas de exposición
y recuperación del 38,6% y 87,1%, respectivamente;
para la vinaza pretratada con fotofenton se
obtuvo una disminución de los porcentajes
en las etapas de exposición y recuperación,
a 18,2% y 20,9%, respectivamente. Esto hace
evidente que el fotofenton transforma las
sustancias presentes en la vinaza en otras
más biodegradables y menos tóxicas
que las inicialmente presentes, que permiten
demostrar la efectividad en la aplicación
de un tratamiento acoplado fotocatalítico
biológico.
Palabras
Clave
Vinaza, fotofenton, toxicidad, Daphnia pulex,
toxicidad anaerobia.
ABSTRACT
The vinasse is an effluent generated from
the distillation of alcohol, rich in nutrients,
mainly organic matter, salts and acids. The
characteristics of the vinasse are acidic
pH (4-5 units), high turbidity, high color
and high concentrations of chemical oxygen
demand (50.000-150.000 mg.L-1 O2), therefore
vinasse is a potentially polluting effluent
for the natural ecosystems (Flores, 2006)
where they are discharged.
Due
to the physicochemical characteristics of
vinasses, it was applied an Advanced Oxidation
Process (AOP’s) photofenton (H2O2/Fe2+)
and a subsequent anaerobic system with the
aim to get the feasibility of the coupled
process to remove organic matter and toxic
compounds from vinasse. The coupled system
had a COD removal between 83 to 97%, a removal
of 96% of BOD5, 88% COT, 99% phenol, 87% hardness
and 91% chlorides removal, obtaining as a
result a less contaminant effluent. These
results were evidenced in the toxicity evaluation
with the Daphnia pulex microcrustacean and
anaerobic microorganisms.
Toxicity
test using Daphnia pulex showed a decrease
in the CL50. For the vinasses with photofenton
pretreatment, it was observed that the LC50
increased, and it was between 5,2 to 5,7%V/V
against raw vinasses which was between 6,3
to 6,7%V/V. In the coupled photofenton-anaerobic
system, the vinasses however exhibited a CL50
between 13,4% and 18%V/V, which showed a decrease
in the toxicity levels of vinasses.
In
a similar way it was seen the results of the
anaerobic toxicity essays for raw vinasse,
with a 38,6% and 87,1% in the exposition and
recovery stages, respectively; and for pretreated
vinasse using photofenton the anaerobic toxicity
showed 18,2 and 20,9% for the exhibition and
recovery stages respectively. This made evident
the chemical transformation in the vinasses
due to the photofenton reaction, transforming
toxicity substances in more biodegradable
molecules.
From the toxicity evaluation with Daphnia
pulex and anaerobic microorganisms, it was
concluded that it is feasible to couple a
photocatalityc pretreatment with a biologic
system in the vinasses treatment.
Key words
Vinasse, photofenton, toxicity, Daphnia pulex,
anaerobic toxicity.
1.
INTRODUCCIÓN
En el proceso de fermentación de la
caña de azúcar se genera la
vinaza como subproducto principal, representando
el 90% del volumen de la fermentación
original y con características fisicoquímicas,
tales como: el color, el cual es atribuido
a la presencia de melanoidinas, pH en un rango
de 4,0 a 4,5 unidades, altos niveles de turbiedad,
altas temperaturas, alta concentración
de materia orgánica, presencia de metales
pesados, presencia de fenoles (taninos, ácidos
húmicos, etc.) que representan gran
parte de la demanda química de oxígeno
(DQO) (Fígaro, et al., 2006, Zayas,
et al., 2007), altas concentraciones de sólidos
y sales minerales (García et al., 2006),
que hacen de este efluente un tóxico
potencial para la flora y la fauna existente,
si es vertido directamente a las fuentes hídricas
o terrenos agrícolas, produciendo así,
alteraciones en el equilibrio ecológico
(Silva, et al., 2003).
Debido
a las características presentadas por
este efluente, se han llevado a cabo diversos
estudios enfocados al tratamiento de las vinazas,
con el objetivo de disminuir la materia orgánica,
el efecto tóxico y un posible uso alterno
a este efluente después de la aplicación
del tratamiento. Entre los procesos de tratamiento
se encuentran los fisicoquímicos, tales
como la fotocatálisis homogénea
y heterogénea, los cuales permiten
convertir compuestos recalcitrantes en moléculas
más simples; sin embargo, no se alcanzan
grandes remociones de compuestos tóxicos
(Isaza et al., 2011). Por otra parte, se tienen
los tratamientos biológicos, de los
cuales el de mayor aplicación es el
tratamiento anaerobio, el cual permite la
reducción de materia orgánica
y al mismo tiempo la producción de
metano a partir de la biodegradabilidad, siendo
así una fuente alternativa de energía
(Goyes et al., 2005; Siles et al., 2011).
Los
tratamientos independientes, tanto fisicoquímicos
como biológicos, presentan reducciones
de materia orgánica; sin embargo, se
ha demostrado mayor efectividad en la combinación
de estos dos procesos de tratamiento (Siles
et al., 2011), pues se presenta una mayor
remoción de materia orgánica
(70-90%) remoción de fenoles y compuestos
tóxicos, obteniendose un efluente con
menor capacidad contaminante.
En
cuanto a la factibilidad de la combinación
de los tratamientos, se han propuesto alternativas
para la evaluación de dicha combinación.
Tal es el caso de la evaluación a partir
de la toxicidad anaerobia, mostrando una alta
reducción de la materia orgánica
y una efectividad en la implementación
de un proceso químico inicial, en donde
las moléculas de los contaminantes
se hacen más asimilables para la posterior
aplicación del tratamiento biológico
(Santana et al., 2008). Sin embargo, no se
han encontrado estudios en los cuales se evalúe
la efectividad de procesos acoplados de tratamiento
a la vinaza, a partir de ensayos ecotoxicológicos.
Es por ello, que en este estudio se planteó
la combinación de un proceso fotocatalítico,
mediante fotocatálisis homogénea
(Fotofenton), posteriormente la aplicación
de un tratamiento con microorganismos anaerobios,
evaluando la efectividad de la combinación,
a partir de ensayos ecotoxicológicos
con el microcrustáceo Daphnia pulex
y mediante microorganismos anaerobios.
2. METODOLOGÍA
2.1. CARACTERIZACIÓN DE LA
VINAZA
Las
vinazas se obtuvieron de un ingenio azucarero
localizado en el departamento del Valle del
Cauca, a partir de mieles de la caña
y jugos diluidos, en donde se implementa el
proceso de fermentación, destilación
y deshidratación. A esta vinaza se
le realizó la caracterización
fisicoquímica teniendo en cuenta los
siguientes parámetros: pH, conductividad,
dureza, demanda química de oxígeno
(DQO), demanda bioquímica de oxígeno
(DBO5), sólidos (sólidos totales,
sólidos totales volátiles y
sólidos suspendidos), metales pesados
(cromo, cadmio, zinc y plomo), nitrógeno
total Kjeldahl (NTK), fósforo total,
ácidos grasos volátiles (AGV’s),
potencial redox y cloruros, según los
procedimientos establecidos por los Métodos
Estandarizados para el análisis de
aguas y aguas residuales (AWWA-APHA 2005).
2.2.
PROCESOS DE TRATAMIENTO
El
proceso de tratamiento a la vinaz, se desarrolló
a partir de un tratamiento de catálisis
homogénea con fotofenton a unas concentraciones
de [H2O2]/[Fe+2] de 15 mol.L-1, [H2O2] 0,2
mol.L-1 y un pH inicial de 4,5 unidades hasta
2,75 unidades. El tratamiento biológico
fue un sistema anaerobio, el cual se realizó
siguiendo la metodología expuesta por
Field et al, (1995), manejando temperaturas
mesofílicas (30 ± 2ºC),
en reactores discontinuos de 1 litro a escala
de laboratorio.
2.3.
EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD
Tabla
1. Caracterización fisicoquímica
de las vinazas
Tabla
2. Caracterización de la vinaza tratada
con microorganismos anaerobios
Figura
1. Montaje del bioensayo de toxicidad con
Daphnia Pulex
En la evaluación
de la efectividad del acople se implementaron
pruebas ecotoxicológicas, utilizando
como organismo indicador el microcrustáceo
Daphnia pulex, estableciendo relaciones de
concentración-respuesta bajo parámetros
ambientales controlados, según lo recomendado
por AWWA-APHA 2005, para cada una de las fases
del proceso de tratamiento (vinaza cruda,
vinaza tratada con fotofenton y posterior
tratamiento anaerobio). Dichos ensayos fueron
realizados por cada cinco concentraciones
diferentes por triplicado y en cada recipiente
de prueba se expusieron 10 neonatos de menos
de 24 horas de nacidos (Figura 1). Con base
en los resultados obtenidos en esta prueba
se estableció el rango de porcentajes
de concentración letal al 50% (CL50-48h),
tanto para las muestras de vinaza como para
el tóxico de referencia o control positivo
y la prueba blanco con agua de dilución
o control negativo (Silva, et al., 2003).
En
la evaluación de la toxicidad con microorganismos
anaerobios, se utilizaron reactores de 0,5
L con una
concentración de lodo de 1,5 g SSV
L-1 y una concentración de DQO de 4
g.L-1 aportada por la vinaza, bajo una temperatura
mesofílica (30 ± 2ºC).
El objetivo de la prueba es determinar el
porcentaje de actividad metanogénica
específica (AME) que se logra perder
debido a la exposición del compuesto
inhibidor, que en este caso es la vinaza (cruda
o tratada con fotofenton), frente a la actividad
del lodo alimentada únicamente con
el sustrato (AGV´s)( Field et al, 1995).
3.
RESULTADOS
La
caracterización fisicoquímica
de las vinazas (tabla 1) reportó un
pH ácido (4,43 unidades), altas concentracioes
de
DQO (125.424 mg.L-1 O2), DBO5 (50.035 mg.L-1
O2), sólidos totales (ST), 12.629 mg.L-1
, cuya mayor proporción está
presente como sólidos disueltos totales
(SDT) aportados por la presencia de sales,
y, asímismo, una alta conductividad
(30,9 mS.cm-1), que hacen de este efluente
un contaminante potencial de las fuentes hídricas
y los suelos si su descarga se hace directamente
sin ningún tratamiento previo.
En
cuanto a la concentración de metales
analizados (Cd, Cu, Zn, Cr y Pb) se obtuvieron
valores por debajo de la Norma establecida
en el Decreto 1594 de 1984. Por lo tanto,
se afirma que dicha concentración de
metales no representa riesgos mayores para
los cuerpos de agua en donde se vierte este
residuo industrial. Caso contrario ocurre
con la concentración detectada de fenoles
(442 mg.L-1), compuesto orgánico con
características tóxicas (Sreekanth,
et al., 2008) el cual es además un
potente inhibidor en la fermentación
con bacterias y levaduras (Bustos, et al.,
2004), la cual se encuentra por
encima del límite permisible, siendo
necesario un tratamiento previo en la eliminación
de dicho compuesto.
La
vinaza cruda se sometió a un pretratamiento
de fotocatálisis homogénea,
basado en la producción de radicales
hidroxilo mediante el reactivo de Fotofenton
(H2O2 + Fe+2), en cuya aplicación se
obtuvieron porcentajes de remoción
de DQO y DBO5 del 65%, COT del 64%, cloruros
20% y una relación de DBO5/DQO de 0,40,
donde se observa que la vinaza pretratada
con fotofenton tiene una naturaleza moderadamente
biodegradable respecto a los constituyentes
orgánicos y macroconstituyentes inorgánicos,
haciéndola adecuada para llevar un
proceso de tratamiento anaerobio.
Por
otra parte, en la concentración de
AGV’s se obtuvo un incremento desde
362,5 meq.L-1 hasta 760 meq.L-1 después
de aplicado el pretratamiento, hecho que puede
ser explicado debido a la presencia de ácidos
grasos volátiles generados en el proceso
de oxidación (Malato, et al., 2002).
En forma similar el potencial redox pasó
de 877,38 RmV ( milivoltios relativos) a 1074,38
RmV, lo que se atribuye posiblemente a la
presencia de iones positivos aportados por
el compuesto de (Fe+2), que interviene en
la reacción, para llevar a cabo el
proceso de oxidación de la materia
orgánica.
Luego
del proceso de tratamiento con fotofenton,
se llevó a cabo el proceso de tratamiento
anaerobio a una temperatura de 30 ±
2ºC y un pH entre 7,0 y 7,5 unidades
durante todo el desarrollo de la degradación.
Además, se tuvo en cuenta la caracterización
del lodo a ser inoculado
durante el proceso de degradación,
donde las características del lodo
utilizado indicaron que presentaba una buena
proporción y características
de biomasa activa para llevar a cabo el proceso
de degradación anaerobia.
En
el seguimiento del tratamiento anaerobio se
tuvo en cuenta el comportamiento de la DQO
y el COT, tanto para la vinaza cruda como
para la tratada con fotofenton. Los resultados
presentaron porcentajes de remoción
de DQO de 47% y 71% para las vinazas cruda
y tratada con fotofenton respectivamente (Figura
2). En el segui
Figura
3. Variación del COT para las vinazas
cruda y tratada con fotofenton
miento
del COT se obtuvo un porcentaje de remoción
para las vinazas crudas y pretratada con fotofenton,
del 62% y el 88%, respectivamente (Figura
3), lo que hace evidente que la aplicación
de un proceso con fotofenton-degradación
anaerobia proporciona altas remociones de
DQO y COT, dando como resultado la efectividad
de dicho tratamiento, tanto en la mineralización
de la ateria orgánica
carbonácea por parte de los microorganismos
anaerobios (Malato, et al., 2002) como la
remoción de la materia orgánica.
Al
evaluar la biodegradabilidad anaerobia de
las vinazas cruda y pretratada con fotofenton
se encontró un incremento del 11% en
la vinaza pretratada en relación con
la vinaza cruda (Figura 4). Este incremento
en la biodegradabilidad puede deberse a que
el proceso de pretratamiento aporta al medio
una cantidad considerable de ácidos
carboxílicos, siendo éstos una
ruta de
acidificación en el proceso de biodegradabilidad
para trasformar la materia orgánica
a compuestos finales como el metano y el dióxido
de carbono.
Figura
4. Remoción de DQO (%) en el ensayo
de Biodegradabilidad anaerobia de las vinazas
cruda y pretratada con fotofenton
Terminado el seguimiento de DQO y COT se realizó
la caracterización de la vinaza tratada
con fotofenton seguii da del tratamiento anaerobio
(Tabla 2), en donde se observa una reducción
del 97% para la DQO, del 96% de
DBO5 y del 88% de COT lo que hace evidente
que el pretratamiento con fotofenton permitió
la trasformación de la materia orgánica
a partículas más simples, para
así ser más asimilables por
parte de los microorganismos anaerobios.
Los
fenoles, por ser compuestos altamente tóxicos
y recalcitrantes para muchos microorganismos,
especialmente los involucrados en los procesos
biológicos, son de gran importancia
para su determinación y seguimiento
a lo largo del proceso de tratamiento; para
estos compuestos se obtuvo un porcentaje de
remoción superior al 90%. De acuerdo
con los porcentajes de remoción de
los parametros anteriormente expuestos, se
logra afirmar la efectividad en la aplicación
del proceso acoplado fotocatalítico
biológico.
3.1.
EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD CON Daphnia
Pulex
Estos
ensayos se realizaron mediante la exposición
de 30 organismos nacidos en un periodo menor
o igual a las 24 horas en cada una de las
concentraciones V/V (1%, 5%, 10%, 15% y 20%)
de vinaza cruda, vinaza tratada con Fotofenton
y vinaza tratada en el acople anaerobio, las
cuales fueron analizadas por triplicado durante
un periodo de tiempo de 48 horas. Luego de
este periodo de
Tabla
3. Resultados de la concentración letal
50 (CL50 ) de la vinaza evaluada en cada fase
de tratamiento con Daphnia Pulex
tiempo,
se determinó el número de organismos
vivos presentes en cada muestra y se determinó
el límite de concentración letal
al 50% (CL50) a partir del programa estadístico
PROBIT. En este proceso de evaluación
se tuvo en cuenta lo establecido por las normas
ambientales AWWA-APHA 2005.
Los resultados obtenidos en los bioensayos
ecotoxicológicos con Daphnia pulex
se presentan en la Tabla 3 con los valores
de CL50 evaluada para cada fase de tratamiento.
Los resultados muestran la efectividad global
del trata miento
acoplado fotocatalítico-biológico
anaerobio, representado en la disminución
de la toxicidad de la vinaza pasando de valores
de CL50 a las 48 horas entre 6,3 y 7,7%V/V
de la vinaza cruda a valores entre 13,4 y
18%V/V en el tratamiento acoplado. Se debe
resaltar que el pretratamiento con Fotofenton
presenta resultados que indican el incremento
de la toxicidad de la vinaza, porque la CL50
pasa de valores entre 6,3 a 7,7%V/V en la
vinaza cruda a valores entre 5,2 a 5,7%V/V
lo cual indica que el proceso fotocatalítico
con Fotofenton genera en el sistema compuestos
más tóxicos al organismo de
prueba que los inicialmente presentes en la
vinaza. Este hecho es explicable por la posible
presencia de ácidos carboxílicos
que quedan en las etapas finales del proceso
de oxidación de la vinaza y resultan
previamente a la formación del CO2;
el cual es el compuesto final de la oxidación
(Vidal et al., 2002), al efecto del pH; sin
embargo posteriormente las bacterias anaerobias
son capaces de contrarrestar el efecto inhibidor
y la toxicidad.
3.2.
EVALUACIÓN DE LA TOXICIDAD CON MICROORGANISMOS
ANAEROBIOS
La
evaluación de la toxicidad anaerobia
de la vinaza cruda y de la vinaza pretratada
con fotofenton permitió determinar
el porcentaje de inhibición causado
sobre los microorganismos encargados de la
transformación de la materia orgánica
a metano (CH4). Esta inhibición se
determinó comparando la Actividad Metanogénica
especifica (AME) del lodo control alimentado
únicamente con el sustrato (AGV) con
la AME del lodo alimentado con el mismo sustrato
más el compuesto tóxico ( vinaza
cruda
vinaza pretratada).
Analizando el comportamiento de las curvas
de toxicidad anaerobia (Figura 5), se observa
que la vinaza cruda en la etapa de exposición
presenta un incremento en la producción
de metano con pequeñas fluctuaciones
al inicio del proceso, mientras que en la
etapa de recupe
Figura
5. Toxicidad anaerobia de las vinazas cruda
y tratada con fotofenton
(a) Etapa de exposición (b) Etapa de
recuperación
ración muestra
bajas cantidades de producción de metano(
entre 0 a 100 mL de CH4 ), posiblemente por
las altas concentraciones de DQO y la presencia
de compuestos fenólicos, los cuales
resultan ser grandes inhibidores de las enzimas
hidrolíticas.
Analizando las curvas de la toxicidad anaerobia
de la vinaza pretratada con fotofenton (Figura
5), se observa que en la etapa de recuperación
tiene una menor produc
ción de metano en comparación
con la etapa de exposición; sin embargo
hay presencia de una buena recuperación.
En comparación con las curvas del control,
se presenta un comportamiento muy similar
a largo del proceso y dicho comportamiento
se ajusta al tipo de
Figura
6. Porcentaje de inhibición anaerobia
de las vinazas cruda y tratada
inhibición
de sustrato no tóxico. Lo que posiblemente
explique este hecho es la disminución
de la cantidad de materia orgánica
y fenoles presentes en la vinaza a partir
del proceso de tratamiento.
Determinando los porcentajes de inhibición
para la vinaza
cruda (Figura 6) del 39% y el 87% para las
etapas de exposición y de recuperación,
respectivamente, se
hace evidente que hay presencia de compuestos
tóxicos que inhiben la producción
de metano. Mientras que para
la vinaza pretratada con fotofenton se obtuvieron
porcen
tajes de inhibición del 18 y el 21%
en las etapas de exposición y recuperación,
respectivamente, lo cual permite afirmar que
el tratamiento con fotofenton seguido del
tratamiento anaerobio, logra remover altas
concentraciones de materia orgánica
y compuestos tóxicos, lo cual propicia
una mayor producción de metano (CH4).
4. CONCLUSIONES
. La evaluación de la toxicidad con
Daphnia pulex en el pretratamiento con fotofenton
y posteriormente un tratamiento anaerobio
arrojó una concentración Letal
50 (CL50-48h) que varió entre 13,4
y 18%V/V, presentando una disminución
considerable de la toxicidad, y, por lo
tanto, una efectividad en la remoción
de la toxicidad por la aplicación
de dicho proceso de tratamiento.
. Los ensayos de toxicidad con los microorganismos
anaerobios permitieron mostrar un porcentaje
de inhibición para la vinaza cruda
de 39% y 87% en las etapas de exposición
y recuperación, respectivamente,
mientras que para la vinaza pretratada con
fotofenton se obtuvo un 18% en la etapa
de exposición y un 21% en la etapa
de recuperación, lo que muestra una
disminución en el porcentaje de inhibición
y hace evidente que el pretratamiento logra
trasformar los compuestos en partículas
menos tóxicas y más asimilables
por las bacterias anaerobias.
. La aplicación del pretratamiento
con fotofenton seguido del tratamiento anaerobio
a las vinazas, permitió la remoción
de altos porcentajes de la materia orgánica,
variando en un rango entre el 83% medida
a partir de la acumulación de metano
y del 97% por parte de la medición
continua de la DQO, así mismo, se
obtuvo una remoción de carbono orgánico
total (88%), fenoles (99%), dureza (87%)
y cloruros (91%). Esto, se hizo evidente
en la evaluación de la toxicidad
con Daphnia pulex y microorganismos anaerobios,
logrando demostrar la factibilidad en la
aplicación de un acople fotocatalítico
biológico para la disminución
de la materia orgánica y compuestos
tóxicos y por ende, una mayor producción
de metano.
6.
AGRADECIMIENTOS
Los autores desean expresar sus agradecimientos
a la Escuela Politécnica Federal de
la Laussane - EPFL y al fondo de Cooperación
Suiza- DDC por la financiación del
proyecto “SUSTAINABLE BIOFUELS FROM
AGRICULTURAL RESIDUES IN NORTH-ANDEAN COUNTRIES”
y al Grupo GAOX por su apoyo.
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
APHA, AWWA y WEF. 2005. Standard Methods
for the Examination of Water and Waste Water.
Washington, DC: Ed. 21th, American Public
Health Association.
Bustos,
G., Cruz, J., Moldes, A., y Domínguez,
J. 2004b. Evaluation of vinification lees
as a general medium for Lactobacillus strains.
J. Agric. Food Chemistry , Vol. 52, pp.
5233-5239.
Brock,
T., y Madigan, M. 1994. Biology of Microorganisms.
Nueva Jersey: Prentice-Hall PTR. Edición
7.
Field, J., Medición de Parámetros,
Manual de Arranque y Operación de
Sistemas de Flujo Ascendente con Manto de
Lodo – UASB, Universidad del Valle,
CVC, Universidad Agrícola de Wageningen,
Colombia, 1994.
Figaro,
S., Louisy-Louis, S., Lambert, J., Ehrhardt,
J., Ouensanga, A., y Gaspard, S. 2006. Adsorptions
studies of recalcitrant compounds of molasses
spentwash on activated carbons. Water Research
, Vol. 40, pp. 3456-3466.
García,
O., y Rojas, C. 2006. Posibilidades de Uso
de la Vinaza en la Agricultura de Acuerdo
con su Modo de Acción en los Suelos.
Nota técnica, SCCS y Sucromiles.
Goyes,
A., y Bolaños, G. 2005. Un estudio
preliminar sobre el tratamiento de vinazas
en agua supercrítica. [en linea]:
www.revistavirtualpro.com/files/TIE07_200612.pdf.
Escuela de Ingeniería química.
Visitado: 15 de Marzo de 2010.
Isaza,
L., Rodríguez, D., y Machuca, F.
2011. Estudio exploratorio en el tratamiento
de vinazas mediante fotocatálisis
solar homogénea en un reactor de
película descendente. Revista de
la Facultad de Ciencias Básicas,
Vol. 9 (2), pp. 48-54.
Malato,
S., Blanco, J., Vidal, A., y Richter, C.
2002. Photocatalysis with solar energy at
a pilot-plant scale: an overview. Applied
Catalysis B: Environmental , Vol. 37, pp.
1-15.
Santana,
V., y Fernández, N. 2008. Photocatalytic
degradation of the vinasse under solar radiation
Catalysis Today, Vol. 133–135, pp.
606-610.
Siles,
J. A., García-García, I.,
Martín, A., y Martín, M. A.
2011. Integrated ozonation and biomethanization
treatments of vinassederived from ethanol
manufacturing. Journal of Hazardous Materials,
Vol. 188, pp. 247-253.
Silva,
J., Torrejon, G., Bay-Schmith, E., y Larrain,
A. 2003. Calibración del bioensayo
de toxicidad aguda con Daphnia pulex usando
un toxico de referencia. Gayana , Vol. 67,
pp. 87-96.
Sreekantha,
D., Sivaramakrishnaa, D., Himabindua, V.
y Anjaneyulub, Y. 2009. Thermophilic degradation
of phenolic compounds in lab scale hybrid
up flow anaerobic sludge blanket reactors”.
Journal of Hazardous Materials. Vol. 164,
pp. 1532-1539.
Zayas,
T., Romero, L., Salgado, L., Meraz, M.,
y Morales, U. 2007. Aplicability of coagulations/fluculation
and electrochemical processes to the purifications
of biologically treatted vinasse efluent.
Separations and purification technology,
Vol. 57, pp. 270-276.
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