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Título: "OPTIMIZACIÓN DE PROCESOS AVANZADOS DE OXIDACIÓN PARA LA ELIMINACIÓN DE COMPUESTOS REFRACTARIOS EN LIXIVIADO DE VERTEDERO"
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Autor: ITXIAR MARAÑÓN RUIZ
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Año de defensa: 2004 (28 de septiembre)
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Director: Dr. Luis Sancho Seuma
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Resumen:

En la presente Tesis, el tratamiento de los Lixiviados de Vertedero se ha planteado con el fin de poder llegar a realizar un vertido directo de los mismos a cauce público o bien a la red de colectores de una EDAR. En uno y otro caso, las limitaciones impuestas por la legislación en cuanto a los contenidos en materia orgánica y nitrógeno son importantes, dado que las concentraciones existentes en los lixiviados varían entre 2000 y 30000 mg/l en DQO y entre 600 y 1500 mg/l en nitrógeno amoniacal dependiendo de las características propias del vertedero. Por otro lado, la presencia en los lixiviados de compuestos orgánicos persistentes no biodegradables, añade nuevas limitaciones al vertido de los mismos. Los contaminantes orgánicos refractarios representan un serio peligro para la estabilidad de los sistemas acuáticos y en algunos casos para la salud humana, por lo que deben ser eliminados previamente a su vertido al medio ambiente.

Aunque los sistemas de tratamientos biológicos convencionales ofrecen un alto rendimiento en la eliminación de materia orgánica biodegradable y nitrógeno amoniacal, desgraciadamente, resultan inadecuados e insuficientes para destruir este tipo de compuestos. Esto hace necesario la implantación de sistemas complementarios de tratamiento para la eliminación de los compuestos refractarios presentes en los lixiviados de vertedero. En este sentido, una de las alternativas más prometedoras que viene empleándose durante los últimos años para el tratamiento de compuestos persistentes, es la aplicación de Tratamientos Avanzados de Oxidación.

La búsqueda de Nuevas Tecnologías y la Aplicación de Procesos de Oxidación Avanzada (POA) se ha llevado a cabo con el fin de eliminar del lixiviado DQO, COT y compuestos refractarios, tales como los compuestos organohalogenados, que pueden permanecer después de un tratamiento biológico o puede ser la forma dominante del COD del lixiviado de un vertedero viejo. Hasta la fecha estos procesos han sido aplicados a determinados compuestos orgánicos de diversos efluentes con el fin de dilucidar cómo eliminarse.

Aunque en la literatura abunden informes sobre investigaciones que tratan de predecir y fijar el comportamiento de la materia orgánica bajo los POAs, éstos se centran en la determinación de eficiencias en la eliminación de un compuesto específico, con un contenido en DQO perfectamente conocido, en función de las condiciones aplicadas. Alguna referencia se suele hacer al mecanismo de degradación del compuesto durante el proceso. Sin embargo no se han detenido específicamente ni se ha abordado la eliminación de una alta carga orgánica medida como DQO, en lugar de la eliminación de un compuesto específico.

Ante esta situación, se afronta el estudio del tratamiento de los lixiviados de vertederos por Procesos de Oxidación Avanzada en cuanto a la eliminación de la materia orgánica biodegradable y persistente. Se ha seleccionado como tratamiento biológico, previo al proceso fisicoquímico de Oxidación Avanzada, un Bioreactor de Membrana. Este tratamiento biológico presenta una gran potencionalidad en el tratamiento de vertidos con alta carga en materia orgánica y en nitrógeno amoniacal, característica importante del lixiviado de vertedero. Para la eliminación de la elevada carga en materia orgánica refractaria, se han estudiado extensamente dos alternativas avanzadas: la oxidación con el Reactivo de Fenton, y la oxidación con la combinación de Ozono y Radiación Ultravioleta.

En lo que concierne al modelado matemático aplicado en el campo de la ingeniería medioambiental, esta ha venido empleándose durante décadas en lo referente a los procesos biológicos de oxidación de materia carbonosa, nitrificación y desnitrificación. En cuanto al modelado de los POAs, la práctica habitual es el empleo de modelos empíricos, pese a ello, continúan existiendo muchas carencias en este terreno.

Son muy pocas las investigaciones realizadas sobre modelos dinámicos, orientados al diseño y operación de sistemas de Procesos de Oxidación Avanzada. Algunos autores se han extendido en el modelado del mecanismo dinámico de eliminación de un determinado compuesto orgánico por el Proceso Avanzado, pero no se han observado publicaciones en las que se analice con rigor el verdadero potencial del proceso. No se contempla la eliminación de su carga orgánica medida como DQO o fraccionada por la distribución de los compuestos orgánicos de acuerdo a su composición molecular. Tampoco se recogen aquellos casos en los que el diseño del proceso obliga a tener en cuenta tanto los procesos químicos como los biológicos que tienen lugar en el seno de los reactores. Es así, que se haya pretendido desarrollar un modelo matemático determinístico que incorpore los procesos químicos de oxidación avanzada sobre la materia orgánica para poder predecir, por simulación dinámica, la eficiencia del proceso para la degradación de la materia orgánica contenida en las aguas residuales. Así mismo, se ha introducido una metodología que permite analizar de manera rigurosa y sencilla el equilibrio de la masa y la carga en los modelos dinámicos expresados con la notación matricial.

Finalmente, una vez aplicadas y resueltas dichas Tecnologías, se estará en disposición de considerar los procesos de Oxidación Avanzada como un tratamiento de alto potencial para la eliminación de compuestos refractarios. Posiblemente, los Procesos de Oxidación Avanzada constituirán, en un futuro próximo, una alternativa tecnológica atractiva en el tratamiento de aguas contaminadas con productos orgánicos tanto biodegradables como refractarios. El conocimiento en profundidad de los mecanismos implicados en el proceso, y su modelado y simulación contribuirán a la mejora en el diseño y operación de estos sistemas.

 

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