Tratamiento de DBO y DQO con ozono
Soluciones de ozono y PAO para concentraciones altas de DBO y DQO
La demanda química de oxígeno (DQO) es una medida de la calidad de las aguas residuales y del agua que puede ser utilizada como medida indirecta de la cantidad de compuestos oxidables. Esta evalúa todas las sustancias químicas oxidables, y puede relacionarse directamente con la demanda real de oxígeno del efluente si este es liberado al medio ambiente.
La DBO, abreviatura de «Demanda Biológica de Oxígeno», también mide la demanda de oxígeno en el agua, pero basa la demanda de oxígeno en la cantidad de oxígeno consumida, ya que los microorganismos son los responsables del proceso de oxidación (en lugar de un oxidante químico como en el caso de la medida de la DQO).
En la mayoría de los casos, los niveles de DQO son más altos que los de DBO en el proceso de las aguas residuales puesto que no todo el material orgánico es biodegradable. El rango típico de DQO para aguas residuales de procesos químicos es de 200 – 40 000 mg/L, y para aguas residuales domésticas de 100 – 450 mg/L. La imagen inferior muestra un breve resumen de los varios tipos de compuestos y cómo pueden ser tratados con ozono.
Otros efluentes provenientes de industrias como la cervecera, productos lácteos, hierro y acero, pulpa y papel y la minería también producen agua de proceso que contiene altos niveles DQO por encima de 1000 ppm. La DQO en aguas residuales puede ser clasificada en en DQO no biodegradable y biodegradable, como puede verse en la siguiente tabla.
DQO no biodegradable
La DQO no biodegradable es el resultado de sustratos solubles que se encuentran en el efluente y que escapan a las plantas de tratamiento de aguas residuales en bajas concentraciones como microcontaminantes. Algunos de los ejemplos incluyen productos farmacéuticos (por ejemplo, diclofenaco, paracetamol y propofol), contaminantes orgánicos persistentes (plaguicidas, productos químicos industriales y hormonas) y otras moléculas, incluidos los compuestos orgánicos fluorados y bromateados.
| Compuestos | Ratio BOD5/COD | Ratio COD:O3 |
|---|---|---|
| Farmacéuticos | 0.1 | 6:1 a 3:1 |
| Contaminantes orgánicos persistentes | 0.2 | 5:2 a 2:1 |
| Aldehídos | 0.3 | 7:1 a 4:1 |
| Aminas | 0.5 | 4:1 a 3:1 |
Una proporción DBO:DQO representa un compuesto que no es fácilmente biodegradable.
DQO biodegradable
La DQO biodegradable se divide a su vez en fácilmente biodegradable (compuestos solubles como nutrientes volátiles, ácidos grasos, azúcar, ciertos alcoholes y proteínas) y en compuestos lentamente biodegradables. Los compuestos lentamente biodegradables están compuestos por particuladas, coloidales y moléculas orgánicas complejas.
| Compuestos | Ratio BOD5/COD | Ratio COD:O3 |
|---|---|---|
| Ácidos grasos | 0.4 | 2:3 |
| Nutrientes (amoníaco, fosfato orgánico) | 0.6 | 7:1 |
| Proteínas | 0.7 | 6:2 |
| Alcoholes | 0.9 | 5:3 |
| Azúcares | 0.7 | 4:2 |
En la tabla inferior se muestran rangos típicos de concentración de DQO y DBO5:
| Tipo de demanda de oxígeno (mg/L) | Aguas residuales domésticas | Alimentacion y bebidas | Químicos y farmacéuticos |
|---|---|---|---|
| BOD5 | 200-300 | 450-1100 | 250-1000 |
| COD | 450-700 | 1450-2200 | 2000-18750 |
Ozono
El ozono es un potente oxidante, fácilmente soluble en agua. Es una tecnología de tratamiento libre de residuos que tiene el potencial de eliminar contaminantes orgánicos complejos. Puede encontrar información más detallada aquí. En las siguientes secciones se presentan algunas oportunidades clave de tratamientos basados en ozono para el tratamiento de carbono orgánico en efluentes de aguas residuales.
Ozono con POA
Los POA son procesos avanzados de oxidación que utilizan especies extremadamente reactivas para la destrucción de contaminantes objetivo. Los radicales que se forman tienen un potencial de oxidación superior al ozono, y una velocidad de reacción aproximadamente un millón de veces mayor, resultando por tanto en tiempos de contacto inferiores y menor huella. También se puede aplicar el POA para conseguir una oxidación completa o parcial de los contaminantes del proceso de tratado. Algunos ejemplos de los mecanismos de reacción en la formación de radicales hidroxilo con el uso de ozono se muestra seguidamente.
| Ferric oxide | Fe3++ O3 → (FeO)2++OH– + O2 + H+ |
|---|---|
| Hydrogen peroxide | O3 + H2O2 → OH– + O2 + H2O |
| Ultraviolet | O3 + H2O → O2 + H2O2 (In the presene of UV) 2O3 + H2O2 → 2OH + 3O2 |
Otros métodos del POA incluyen la combinación de dióxido de titanio y técnicas UV para producir radicales hidroxilo.
Debajo se muestra un ejemplo de la instalación piloto de Ozonetech: Eliminación de se DQO y DBO mediante el uso de ozono en las corrientes de aguas residuales industriales.
La combinación Ozono-POA resulta beneficiosa en situaciones en las que el ozono de forma individual no puede lograr la oxidación completa de los compuestos de aguas residuales. En estos casos, el POA puede aplicarse de manera efectiva para aumentar la cinética de la reacción para así eliminar incluso las sustancias más complejas. Esto puede observarse claramente en el gráfico anterior.
Ozonetech tiene una amplia experiencia en el tratamiento de corrientes orgánicas complejas provenientes de procesos industriales, la industria farmacéutica y la producción de alimentos y bebida. Ofrecemos proyectos piloto y sistemas de tratamiento basados en ozono a escala completa. Aquí puede encontrar más información sobre estudios de viabilidad y proyectos piloto.