Zeolitas nativas en el tratamiento de agua residual doméstica

Abstract

En esta investigación zeolitas de río y de cerro fueron evaluadas para ver su potencial en el tratamiento de aguas residuales. En primer lugar, se diseñó y construyó un sistema experimental de tres biorreactores de lecho fijo de flujo ascendente (BLFFA) con una altura de 1.5 metros y diámetro de cuatro pulgadas, seguidamente se evaluó el potencial de las zeolitas nativas y una testigo comercial en el tratamiento de aguas residuales. Se arrancaron los BLFFA con un diseño factorial 3 x 3, operando con zeolita de río, zeolita de cerro y zeolita comercial (control), todas con partículas de ¼ de pulgada, utilizando tres diferentes alturas de lecho (0.75, 0.90 y 1.10 m) y tres tiempos de retención hidráulica (6, 12 y 24 horas). Se evaluaron las variables de respuesta mediante un análisis de varianza multifactorial y para discriminar entre las medias se empleó el método de diferencia mínima significativa (LSD) de Fisher (p < 0.05, 95 % de confianza). La zeolita de cerró presentó (promedio, N = 10) las mejores características fisicoquímicas con densidad real y aparente de 2700 y 1470 kg/m3 respectivamente, peso específico de 2240 kg/m3, porosidad de 62 %, absorción de 15.20 %, solubilidad en ácido clorhídrico de 29.96 %, pH de 7.4 y conductividad eléctrica de 70 mS/cm. Al agua residual con las que se desarrollaron los tratamientos se le aplicó previo al experimento un tratamiento primario (rejilla, desarenador, desnatador y fosa séptica) y presentó valores (promedio, N = 9) de temperatura de 25.26 °C, pH de 8.63, sólidos disueltos totales con 950.50 mg/L, color de 1305.10 UC, turbiedad 96.37 UNT y demanda química de oxígeno de 373 mg/L. De las zeolitas evaluadas (N = 81) en el BLFFA, la que presentó el mejor tratamiento fue la zeolita de cerro operando con una altura de lecho de 0.9 m y con 24 horas de tiempo de retención hidráulica; obtuvo las mejores eficiencias de remoción con 71.42 % en sólidos disueltos totales, 84.34 % para turbiedad, 96.33 % para color y 97.28 % para la demanda química de oxígeno. La altura óptima en los BLFFA fue 0.9 m, factor importante de evaluar, ya que a mayor altura se aumentan los costos y las eficiencias no son relevantes para justificar la inversión y a menor altura cae el rendimiento en calidad del agua tratada. En conclusión, las zeolitas nativas cuentan con propiedades idóneas para ser utilizadas en el tratamiento de agua residual doméstica y podemos recomendar la implementación de los BLFFA en el tratamiento secundario de efluentes domésticos en sistemas descentralizados del sureste de México como una alternativa viable en el tratamiento de sus aguas residuales domésticas.