Descomposición de materia orgánica recalcitrante en lixiviados pretratados de rellenos sanitarios por ozono

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se presenta el estudio de la descomposición de la materia orgánica recalcitrante (MOR) de lixiviados estabilizados de rellenos sanitarios pretratados por coagulación por medio de la oxidación con ozono. Se determinó la influencia del pH en la degradación de la materia orgánica con ozono, también se fraccionó al lixiviado antes y después de la ozonación, con el fin de separar los principales compuestos presentes en el lixiviado en función de su estructura química y su reactividad con ozono. Finalmente se calcularon las constantes de velocidad de degradación de cada fracción del lixiviado por medio de un modelo matemático. Con respecto al pretratamiento por coagulación con sulfato férrico se encontró que, mediante esta etapa se tiene una importante disminución de la absorbancia en la región visible entre el lixiviado crudo y el pretratado, a los 425 nm (cerca del 94%) y también se aprecia una disminución importante de la coloración inicial del lixiviado. Además se confirmó que los lodos de coagulación se componen principalmente de ácidos húmicos como lo han reportado investigaciones anteriores (Monje, 2004). De acuerdo a los resultados obtenidos con la oxidación del lixiviado pretratado por medio de la ozonación, se observa una disminución de la absorbancia en los espectros de UV-VIS a 265 nm del lixiviado pretratado conforme la transcurre el tiempo de ozonación, lo que confirma la degradación de las sustancias húmicas remanentes que presentan absorbancia a esa longitud de onda de acuerdo con (A. Kerc, et al., 2003). Con las ozonaciones realizadas a distintos valores de pH, se encontró que esta variable tiene un marcado efecto en la ozonación de la materia orgánica recalcitrante, ya que se logra aumentar la eficiencia de la degradación (referida a la disminución de la absorbancia a 265 nm) desde el 30% a pH 3, hasta el 87% a pH 12. Por medio de técnicas instrumentales de cromatografía de líquidos y de gases se realizaron los perfiles de concentración de MOR por fracciones del lixiviado pretratado durante la ozonación. También, se identificaron los principales compuestos presentes antes y después de la reacción del lixiviado con ozono, tanto en la fase acuosa como en las extracciones de cada fracción del lixiviado. El estudio cinético de la ozonación del lixiviado pretratado se realizó mediante la medición de la concentración de ozono en fase gas a la salida del reactor y con los perfiles de concentración de MOR obtenidos por técnicas cromatográficas con la aplicación de un modelo matemático para el cálculo de constantes de velocidad de degradación. ABSTRACT: In this work it the study of the degradation of recalcitrant organic matter from waste sanitary landfill leachate by ozonation after a coagulation treatment appears. Also it was determined the influence of the pH in the organic matter degradation by ozone. The pretreated leachate and the ozonated leachate were fractionated in order to separate the main compounds that were in the leachate in function of their chemical struccture and its reactivity with ozone. Finally a kinetic study was carried out where the degradation rate constants were calculated using a mathematical model. In the pretreatment by coagulation with Fe2(SO4)3 it was found that in this stage, we have an important absorbance reduction in the visible region betwen the crude and the pretreated leachate, where the maximum reduction achieved at 425 nm was 94%. Also an important removing of colour happens as well. Additionally it was confirmed that the main compounds of the coagulation muds are humic acids, as previous investigations have reported (Monje, 2004). According with the results shown from the pretreated leachtate degradation by ozonation, it is observed an absorbance removal of the UV-VIS spectrums at 265 nm for the pretreated leachate as soon as the ozonation time passes, in this way it is confirmed the surplus humic substances degradation, that have absorbance at 265 nm according with Kerc (Kerc, et al, 2003). With the experiments of the leachate ozonation at differents pH values, it was found that the pH has an strong efect for the recalcitrant organic matter degradation by ozone, because the degradation eficiency (referred to absorbance reduction at 265 nm) increases from 30% (at pH 3) until 87% (pH 12). By means of chromatographic techniques of liquids and gases the concentration profiles of the reaclcitrant organic matter by pretreaty leachate fractions during the ozonation were obtained. Also the identification of the main compounds before and after the leachate ozonation was carried out in the aqueous fase and at the leachate fractions. Finally, the kinetic study of the pretreated leachate ozonation was carried out using the variation of the ozone concentration in the gas phase at the outlet of the reactor and with the concentration profiles of the different leachate fractions, apliying a mathematical model to calculate the rate constants of degradation.