Evaluación de sistemas de tratamiento en lixiviados provenientes de un relleno sanitario maduro: caso relleno sanitario Curva de Rodas

RESUMEN: Los lixiviados producidos en el relleno sanitario clausurado Curva de Rodas de la ciudad de Medellín se catalogan como “lixiviados maduros”, estos se caracterizan por ser un residuo poco biodegradable. En este trabajo se evalúa la eficiencia de cinco posibles tratamientos fisicoquímicos: adsorción con 5 tipos de carbón activado granular (CAG), adsorción con Zeolita tipo A, oxidación Fenton, precipitación química con Ca(OH)2 y coagulaciónfloculación con Sulfato de Aluminio Tipo A. Mediante la adsorción con CAG se alcanzaron remociones de hasta 39% para DQO y 50% para Color. En el caso de adsorción con Zeolita tipo A se lograron remociones de hasta 3% en DQO y 7% en Color. En los ensayos de precipitación química se lograron remociones máximas de 16% en DQO y 50% en color y por el proceso de coagulación-floculación hasta del 27% en DQO y del 63% en color. Los mejores resultados se obtuvieron con el proceso de oxidación Fenton, neutralizando con NaOH se lograron remociones máximas de 95% en DQO y 97% en color. Al neutralizar con lixiviado sin tratar las remociones alcanzadas fueron de hasta 79% en DQO y 87% en color.ABSTRACT: Leachates produced in the closed landfill Curva de Rodas in Medellin, Colombia are catalogued as mature leachates. These are characterized as poorly biodegradable waste containing organic compounds such as fulvic and humic acids, heavy metals, ammonia, nitrogen, and salts. In this paper five possible physicochemical leachate treatments are evaluated: adsorption with five types of granular activated carbon (GAC), adsorption with zeolite type A, Fenton oxidation, chemical precipitation by Ca(OH)2, and coagulationflocculation with aluminum sulfide type A. The treatments are compared in terms of their capacity to remove Chemical Oxygen Demand (COD) and color. GAC adsorption removals of up to 39% for COD and 50% for color were achieved. In the case of the adsorption with zeolite type A, negligible removals of COD and color were achieved (3% and 7% respectively). Removals using the Fenton oxidation and neutralization with NaOH reached up to 95% for COD and 97% for color. When additionally neutralized with raw leachate the removals were up to 79% for COD and 87% for color. Finally in the chemical precipitation tests, removals of 27% for COD and 63% for color were achieved. Clearly, Fenton oxidation was identified as the most appropriate treatment process

Validación de una metodología para la determinación de la concentración de Benceno, Tolueno, Etilbenceno y Xilenos, presentes en muestras aire y adsorbidos en captadores pasivos de carbón activado, mediante cromatografía GC/FID

RESUMEN: En este trabajo se presenta la validación del procedimiento analítico que permite determinar las concentraciones de Benceno (B), Tolueno (T), Etilbenceno (E) y Xilenos (X), compuestos conocidos como BTEX, presentes en el aire y adsorbidos sobre carbón activado, usando el método de adición de estándar interno (Fluorobenceno) para la cuantificación. En el proceso se empleó carbón activado de referencia para la validación y carbón granular (CGC) a base de coco para la construcción de los captadores pasivos, empleados en la toma de muestras en exteriores o aire ambiente. El material CGC fue seleccionado a partir de su capacidad de recuperación de BTEX, con un promedio 89,1% para todos los analitos. En la investigación se evaluó la presencia de BTEX en muestras de aire, tomadas en una vía de seis carriles y caracterizada, además, por ser de alto flujo vehicular en la ciudad de Medellín (Antioquia, Colombia). Los captadores empleados, fueron ubicados en pares por punto (en siete franjas transversales de la vía: andenes oriental, central y occidental, y a alturas que oscilaron entre los 2,50 y 3,00 metros a nivel de piso), dentro de una carcasa especial para su protección. El número de estaciones totales fue de veintiuno (21) en un trayecto de 3 km, para un total de 21 muestras recolectadas con tiempos de exposición de 28 días. El procedimiento de desorción de los analitos se realizó con disulfuro de carbono como solvente de extracción y en el análisis cromatográfico de gases se realizó (por triplicado) empleando un detector de ionización de llama (FID). Se usó, además, una columna cromatográfica HP- INNOWAX. El tiempo de corrido empleado fue de 18,5 minutos, usando Helio ultra puro, 99,99% de pureza como gas de arrastre y la cuantificación se llevó a cabo en el extracto líquido en términos de concentración (µg/mL). En la investigación se pudo validar la metodología, obteniendo porcentajes de recuperación que oscilaron entre el 75,0 y el 98,2 % para todos los analitos y los límites de cuantificación en µg/mL fueron 0,279; 0,337; 0,349; 0,391; 0,355 y 0,356; para Benceno, Tolueno, Etilbenceno, p-xileno; m-xileno y o-xileno, respectivamente y se logró demostrar que el método validado fue selectivo, específico, lineal, preciso y exacto.ABSTRACT: This article shows the validation of the analytical procedure which allows determining concentrations of Benzene (B), Toluene (T), Ethylbenzene (E), and Xylenes (X) -compounds known as BTEX- present in the air and adsorbed by over activated charcoal by GC-FID using the (Fluorobenzene) internal standard addition as quantification method. In the process, reference activated charcoal was employed for validation and coconut -base granular charcoal (CGC) for the construction of passive captors used in sample taken in external places or in environmental air. CGC material was selected from its recovering capacity of BTEX, with an average of 89.1% for all analytes. In this research, BTEX presence in air samples, taken in a road of six lines and characterized for having heavy traffic, in Medellín city (Antioquia, Colombia), was analyzed. Samplers employed were located in pairs per point (in 7 transversal strips of the east, central, and west sidewalk), at heights ranging from 2.50 and 3.00 meters, at the floor level, inside a special housing for their protection. The number of total stations was twenty-one (21) in 3 kilometers, with exposition times of 28 days. Analytes desorption procedure was carried out with carbon disulfide as an extraction solvent, and in the chromatograhic analysis of gases this was performed (by triplicate) using a flame ionization detector (FID). An HP-INNOWAX chromatographic column was also used. Ultra-pure Helium, 99.99% purity, was used as carrier gas and quantification was performed (by triplicate) in the liquid extract in terms of concentration (µg/mL). The research allowed validating the methodology, obtaining recovery percentages ranging between 75.0 % and 98.2 % for all analytes, and quantification limits in µg/mL were 0.279; 0.337; 0.349; 0.391; 0.355; and 0.356 for benzene, toluene, ethylbenzene, p-xylene, m-xylene, and o-xylene, respectively, and it was proven that the validated method was a selective, specific, linear, accurate, and exact method

Effect of anaerobic-oxic-anoxic (AOA) sequence on the elimination of organic matter, phosphorus and nitrogen in a modified SBR at laboratory scale

RESUMEN: Se estudió el efecto de la secuencia anaeróbica, óxica, anóxica (AOA) en el funcionamiento de un reactor secuencial por tandas modificado a escala laboratorio, bajo condiciones de crecimiento biológico suspendido y adherido SAG-SBR (Suspended and Attached Growth Sequencing Batch Reactor), con el propósito de verificar la remoción simultánea de materia orgánica (MO) y de nutrientes (nitrógeno y fósforo). Se empleó un reactor de acrílico con un volumen útil de 10,2 litros, que integró un sistema de agitación, recirculación interna y aireación; se utilizó agua residual sintética (ARS), simulando un agua residual doméstica de concentración media y como medio de contacto se emplearon esferas y cilindros concéntricos de polipropileno. Durante la investigación, se empleó la secuencia AOA con diferentes ciclos y tiempos de duración (A=15,5 h; B=13 h; C=11,5 h, D= 9,5 h), aplicando al final la sedimentación del licor mezcla. Se realizó un estricto seguimiento de los parámetros de control más importantes del proceso como oxígeno disuelto (OD), pH, temperatura y potencial de óxido reducción (ORP, por sus siglas en inglés) y se obtuvieron resultados significativos de remociones de los parámetros fisicoquímicos analizados, como demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno y fósforo, en particular con mayor eficiencia en las corridas efectuadas con los ciclos de menor tiempo de retención hidráulica. Es así, como se lograron eliminaciones en MO del orden del 97%; en nitrógeno del 71% y en fósforo del 40%. El ciclo con mejores resultados fue el ciclo D, con un tiempo total de 9,5 horas de duración y con una eliminación de MO del 96,6%; en N del 70% y en P del 51,2%.ABSTRACT: The effect of AOA (anaerobic, aerobic, anoxic) sequence was studied in the operation of a modified sequential batch reactor, at laboratory scale, under conditions of suspended and attached biological growth SAG-SBR, in order to verify the simultaneous removal of organic matter and nutrients (nitrogen and phosphorus). An acrylic reactor was used with a useful volume of 10,2 liters, that integrated a stirrer, internal recirculation and aeration system; synthetic sewage (SW) was used for simulating a domestic wastewater of medium concentration and the means of contact were spheres and concentric cylinders of polypropylene. During the research, the AOA sequence was used with different cycles and duration times (A = 15.5 h, B = 13 h; C = 11.5 h, D = 9.5 h) applying at the end the sedimentation of mixture liquor. An accurate monitoring of the most important parameters of control process such as dissolved oxygen (DO), pH, temperature and potential oxidation reduction was made and significant results were obtained in the analyzed physicochemical parameters as chemical demand oxygen (CDO), nitrogen and phosphorus, particularly with greater efficiency in lower hydraulic retention time. It is like that removals were achieved in MO the order of 97%; 71% nitrogen and 40% phosphorus. The cycle with the best performing was D, with a total time of 9.5 hours and a removal of 96.6% of MO; 70% N and 51.2% P

Non-domestic wastewater management (ARnD) using a geographic information system in the definition of sanitary districts

Gracias al amplio conocimiento que se tiene en las Empresas Públicas de Medellín sobre la problemática de las aguas residuales en el Valle de Aburrá, se procedió a elegir la cuenca La Doctora, localizada en el municipio de Sabaneta, Antioquia, como zona de estudio particular para la aplicación de áreas de presión por vertimientos (carga y volúmenes de caudal). La cuenca se describe como un espacio en el que coexisten características especiales, así: una zona alta (rural), una zona intermedia (combinada entre viviendas actuales y un desarrollo nuevo de estas, más un comercio industrial) y, por último, una zona baja con alta actividad industrial diversa. Con esta investigación se logró diferenciar unas áreas especiales asociadas con componentes de presión por el recurso y por volumen de vertimiento de agua residual, lo que permitió plantear tres diferentes distritos sanitarios: uno para agua residual doméstica (DS-ARD), otro para aguas residuales combinadas (DS ARD-ARnD) y un tercero para aguas residuales no domésticas (DS ARnD). En el estudio se requirió la aplicación de información propia del operador del servicio EPM, herramientas estadísticas, matrices de correlación por caudal y carga contaminante, información de autodeclaración de vertimientos, muestreos de campo y el uso del software ArcGis. Se espera que esta herramienta que tiene amplio componente estadístico pueda ser adoptada por entidades ambientales para mejorar la gestión, planificación y servir de alternativa al tratamiento descentralizado de las aguas residuales.Thanks to the extensive knowledge that we have at Empresas Públicas de Medellin, about the wastewater problem r in Aburrá Valley, La Doctora basin located in the municipality of Sabaneta - Antioquia was chosen as a particular study area for the application of pressure areas due to discharges (charge and flow volumes). The basin is described as a space in which special characteristics coexist as follows: a high area (rural), an intermediate area (combined between current homes and new development of these, plus an industrial trade), and finally, a low area, with high diverse industrial activity. With this research, it was possible to differentiate special areas associated with components of pressure by the resource and volume of wastewater discharge, which allowed proposing three different sanitary districts. The first one for domestic wastewater (DS-ARD), the second one for water combined wastewater (DS ARD-ARnD), and the third one, for non-domestic wastewater (DS ARnD). The study required the application of the EPM service operator's information, statistical tools, correlation matrices for flow and pollutant load, self-declaration information for discharges, field sampling, and the use of ArcGIS software. It is expected that this tool, which has a broad statistical component, can be adopted by environmental entities to improve management, planning and serve as an alternative to decentralized treatment of wastewater

Engineering proyects integrated to the community (PIIC)institutional and methodological visión

RESUMEN: Se presenta la estructura metodológica del curso “Proyectos de Ingeniería Integrados a la Comunidad” (PIIC), como parte de una estrategia de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Antioquia para efectuar las directrices de su plan de desarrollo en cuanto a la implementación de procesos innovadores en la enseñanza de la Ingeniería. Con esta metodología se responde también a la necesidad de acercar a los estudiantes a la comunidad y ofrecerle a ambos frentes (estudiantes y comunidad) la oportunidad de participar en proyectos de ingeniería en todas sus fases, a través de la aplicación de técnicas pedagógicas basadas en la resolución de problemas, trabajo multidisciplinario, conformación de grupos multinacionales y multiculturales y el uso de las TIC. Se desglosan los distintos proyectos realizados hasta la fecha y se destaca la importancia de la creación de redes y el apoyo institucional en el éxito de este tipo de iniciativas.ABSTRACT: The methodology of the course “Engineering Projects Integrated to the Community” (PIIC) is presented as a response of the Faculty of Engineering of University of Antioquia to the need of closing the gap between engineering students and the community while, at the same time, offering to both students and the community the opportunity of participating in an engineering project in all its phases. This will be accomplished through the application of pedagogic techniques based in the problem solution, multidisciplinary work, and conformation of multinational and multicultural groups and the use of ICT (Information and Communication Technologies). The different projects developed to date are detailed and the importance of the network building and the institutional support in this type of initiatives is highlighted

Simultaneous carbon, nitrogen and phosphorus removal from wastewater with a modified hybrid UCT system

RESUMEN: Se operó un sistema UCT hibrido modificado a escala de laboratorio, compuesto por una cámara anaerobia, anóxica y aerobia conectadas en serie, en el que la biomasa crece en suspensión y adherida en torno a pequeñas partículas de un soporte plástico que se mantienen en suspensión en la cámara aerobia. Durante la operación se varió el Tiempo de Retención Hidráulico (TRH) entre 18 y 10 horas, y se fijó el Tiempo de Retención de Sólidos (TRS) en 15 d y utilizando un agua residual sintética, con una composición similar a la de las aguas residuales urbanas para evaluar la eliminación simultánea de C, N y P de las aguas residuales. El sistema se alimentó continuamente durante 150 días con dos diferentes tipos de agua residual sintética, medio I y medio II. Desde el día 1 al 86 el agua residual se preparó con una mezcla de peptona y extracto de carne (medio I). A partir del día 87 hasta el final, se utilizó como fuente de carbono (medio II) con mezcla de acetato de sodio y ácido acético. Los resultados alcanzados muestran una alta eficiencia en la remoción de DQO y N cercanas al 90% y 85%, respectivamente, para los dos medios utilizados. En cuanto a la remoción de P, se encontró un mejor comportamiento cuando el sistema se alimentó con el medio II, alcanzando eficiencias por encima del 95%. La utilización de un soporte de partículas plásticas promovió el desarrollo de una biopelícula nitrificante y mejoró la estabilidad del sistema contra las perturbaciones que se produjeron en el reactor.ABSTARCT: A UCT modified hybrid system composed by an anaerobic, anoxic and aerobic chambers connected in series, was operated at laboratory scale. Biomass growth in the system was promoted both in suspension and adhered onto small granular plastic particles. The granular particles were maintained in suspension in the aerobic chamber. During the operation the Hydraulic Retention Time was varied from 18 to 10 hours. Solids Retention Time was 15 d. Two different synthetic wastewaters (medium I and II) with a similar composition than urban wastewater, were fed to the system. The reactor was operated to promote the removal of C, N and P in the wastewaters. The system was operated continuously during 150 days. From operating day 1 till 86, the residual wastewater was prepared by diluting a peptone mixture and meat extract (medium I).From day 87 on, medium II was used, and a mixture of sodium acetate and acetic acid were used as carbon source. The results obtained have show a high removal efficiency of both COD and N of 90% and 85%, respectively. With regard to P removal, best results were obtained when the system was fed with medium II, achieving P efficiencies above 95%. The use of the plastic support particles made feasible the development of nitrifying biofilm. This improved the stability of the system against the disturbances that took place in the reactor

Remoción simultánea de carbono, nitrógeno y fósforo de aguas residuales en un sistema híbrido uct modificado

Se operó un sistema UCT hibrido modificado a escala de laboratorio, compuesto por una cámara anaerobia, anóxica y aerobia conectadas en serie, en el que la biomasa crece en suspensión y adherida en torno a pequeñas partículas de un soporte plástico que se mantienen en suspensión en la cámara aerobia. Durante la operación se varió el Tiempo de Retención Hidráulico (TRH) entre 18 y 10 horas, y se fijó el Tiempo de Retención de Sólidos (TRS) en 15 d y utilizando un agua residual sintética, con una composición similar a la de las aguas residuales urbanas para evaluar la eliminación simultánea de C, N y P de las aguas residuales. El sistema se alimentó continuamente durante 150 días con dos diferentes tipos de agua residual sintética, medio I y medio II. Desde el día 1 al 86 el agua residual se preparó con una mezcla de peptona y extracto de carne (medio I). A partir del día 87 hasta el final, se utilizó como fuente de carbono (medio II) con mezcla de acetato de sodio y ácido acético. Los resultados alcanzados muestran una alta eficiencia en la remoción de DQO y N cercanas al 90% y 85%, respectivamente, para los dos medios utilizados. En cuanto a la remoción de P, se encontró un mejor comportamiento cuando el sistema se alimentó con el medio II, alcanzando eficiencias por encima del 95%. La utilización de un soporte de partículas plásticas promovió el desarrollo de una biopelícula nitrificante y mejoró la estabilidad del sistema contra las perturbaciones que se produjeron en el reactor

Statistical modeling of road contribution as emission sources to total suspended particles (TSP) under MCF model downtown Medellín – Antioquia - Colombia, 2004

RESUMEN: Entre las fuentes de emisión a la contaminación del aire en el Valle de Aburrá Zona Centro, se encuentran: canchas de arena, fuentes biológicas, calderas de carbón, vías y construcciones, entre otras. La forma funcional de los aportes de las Vías a las partículas totales en suspensión generados por el modelo fuente-receptor, MCF, Modelo de Correlación de Fuentes, creado para la estimación en porcentaje del grado de contribución de una fuente de contaminación especifica, es aproximadamente la de una distribución Gamma. Aquí se utiliza la prueba de bondad de ajuste Chi-cuadrado para modelar estadísticamente los aportes de las Vías como fuentes de emisión a las partículas totales en suspensión durante un periodo determinado de tiempo. Esta prueba permite estimar también los parámetros de la distribución mediante el método de máxima verosimilitud. Como algoritmo de convergencia se ha utilizado el Algoritmo EM (Estimation Maximization Algorithm). La estimación de la media de los factores de contribución de las vías según el modelo Fuente-Receptor MCF es inmediata a partir de estas estimaciones y valida el factor de contribución de las Vías a la contaminación atmosférica en la zona de estudio.ABSTARCT: Sand fields, constructions, carbon boilers, roads, and biologic sources are air-contaminant-constituent factors in Down Town Valle de Aburrá, among others. The distribution of road contribution data to total suspended particles according to the source receptor model MCF, source correlation modeling, is nearly a Gamma distribution. Chi-square goodness of fit is used to model statistically. This test for goodness of fit also allows to estimate the parameters of the distribution utilizing maximum likelihood method. As a convergency criteria, the Estimation Maximization Algorithm is used. The mean of road contribution data to total suspended particles according to the source receptor model MCF, is straightforward and validates the road contribution factor to the atmospheric pollution of the zone under study

Modelación estadística de los aportes de las vías como fuentes de emision a las partículas totales en suspension según modelo mcf, zona centro de medellin-antioquia-colombia, 2004

Entre las fuentes de emisión a la contaminación del aire en el Valle de Aburrá Zona Centro, se encuentran: canchas de arena, fuentes biológicas, calderas de carbón, vías y construcciones, entre otras. La forma funcional de los aportes de las Vías a las partículas totales en suspensión generados por el modelo fuente-receptor, MCF, Modelo de Correlación de Fuentes, creado para la estimación en porcentaje del grado de contribución de una fuente de contaminación especifica, es aproximadamente la de una distribución Gamma. Aquí se utiliza la prueba de bondad de ajuste Chi-cuadrado para modelar estadísticamente los aportes de las Vías como fuentes de emisión a las partículas totales en suspensión durante un periodo determinado de tiempo. Esta prueba permite estimar también los parámetros de la distribución mediante el método de máxima verosimilitud. Como algoritmo de convergencia se ha utilizado el Algoritmo EM (Estimation Maximization Algorithm). La estimación de la media de los factores de contribución de las Vías según el modelo Fuente-Receptor MCF es inmediata a partir de estas estimaciones y valida el factor de contribución de las Vías a la contaminación atmosférica en la zona de estudio

Evaluación de la presión selectiva y de la adición de bacterias liofilizadas como alternativas de mejoramiento de una semilla de lodo activado crudo espesado para el arranque de reactores UASB

RESUMEN: Una muestra de lodos activados espesados, de la planta de tratamiento de aguas residuales domésticas del municipio El Retiro, se aclimató a condiciones anaerobias en reactor batch y luego se sometió a dos tratamientos cuya efectividad se estudia con respecto a un control. Estos tratamientos se hacen para buscar la disminución del tiempo de arranque y la formación de gránulos, que permitan potenciar la tecnología del tratamiento anaerobio por medio de sistemas UASB (upflow anaerobic sludge blanket). Para el efecto se utilizaron tres reactores UASB de 7,6 l de capacidad cada uno, así: reactor control, inoculado con el lodo aclimatado; reactor inoculado con el lodo aclimatado, al cual se adicionaron bacterias liofilizadas durante el primer mes de operación y reactor inoculado con lodo aclimatado, previamente sometido a presión selectiva (lavado), los cuales se alimentaron con muestra sintética preparada con azúcar morena en cantidad tal que produjera una DQO de 800 mg/l. Siempre fue necesario agregar al alimento bicarbonato de sodio (1 g/l de alimento) para controlar la alcalinidad del sistema. Los reactores se operan con diferentes tiempos de retención hidráulica (TRH), de manera decreciente, con la idea de acelerar la aclimatación del sistema; las velocidades aplicadas se variaron gradualmente desde 0,1 m./h hasta 0,42 m/h y se observó, cuando el incremento de velocidad fue grande con respecto a la condición inmediatamente anterior, aumento drástico en la carga orgánica, el sistema se desequilibró y no fue posible su recuperación; en tal situación la remoción de DQO disminuyó de 75 a 28% (control), 18% (liofilizadas) y 26% (lavado), valores que se incrementaron hasta 39% (control), 43% (liofilizadas) y 40% (lavado), al final de la experimentación, lo cual constituye indicio de recuperación