Implementación de un sistema fotocatalítico-biológico para el tratamiento de aguas residuales agroindustriales contaminadas con mancozeb y lambda-cihalotrina a escala piloto

Abstract

La incapacidad de los sistemas convencionales para tratamiento de aguas residuales agroindustriales altamente cargadas con sustancias toxicas y no biodegradables, representa un grave problema de contaminación de los recursos hídricos debido a su persistencia y bioacumulación. Esta problemática ambiental ha creado la necesidad de desarrollar e implementar tecnologías eficientes de tratamiento de aguas y con un impacto ecológico mínimo. En este trabajo de investigación se evaluó la eficiencia de un sistema combinado fotocatalítico-biológico a escala piloto para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con los pesticidas etilentiourea (ETU) y λ-cihalotrina (λ-CHT) provenientes de cultivos de tomate. En primera instancia se determinaron las condiciones óptimas de fotocatálisis por medio de la aplicación de un diseño central compuesto (DCC), para tratar soluciones de ETU, λ-CHT y de su mezcla preparadas a partir de pesticidas comerciales. Se realizó el monitoreo de su concentración y mineralización por cromatografía liquida de alta resolución (HPLC) y carbono orgánico total (COT) respectivamente. Observándose la degradación total de ETU tanto individualmente como en la mezcla de pesticidas (ETU + λ-CHT), mientras para λ-cihalotrina la degradación alcanzo un valor mayor al 50 % al ser fototratada individualmente y más de un 39 % en la mezcla. Al igual que la degradación, la mineralización se incrementó con el fototratamiento entre 35 y 55 % para la mezcla, más de un 65 % para λ-cihalotrina y menos de un 38 % para ETU. Según los análisis de biodegradabilidad, el carácter biodegradable de las soluciones de pesticidas aumento con el fototratamiento siendo la relación DBO5/DQO>0.4 y la degradación total mayor al 70 % en el test de Zahn-Wellens. La biotratabilidad de estos efluentes fue evaluada con dos sistemas biológicos (filtro percolador y columnas de suelo), caracterizados por ser biofiltros de carga baja y presentar una eficiencia de remoción de COT entre 53 y 75 %. La eficiencia global del sistema fotocatalítico combinado con los biológicos para la remoción de COT vario entre 55 y 90% del cual entre 20 y 50 % corresponde al tratamiento biológico, tanto en soluciones sintéticas como en un efluente agroindustrial real.