Evaluación de la eficiencia de remoción en materia orgánica del proceso fenton empleando bionanocomposito soportados en fibras de fique, en el pretratamiento de aguas residuales del beneficio de café en la hacienda Majavita.

Abstract

Uno de los impactos más significativos que genera la caficultura en Colombia se debe a los vertimientos de aguas residuales que se hacen a las fuentes receptoras de agua provenientes del proceso de despulpado y lavado de café, un ejemplo de ellos se observa en la Hacienda Majavita, municipio del Socorro, Santander en el cual se generan residuos líquidos por el beneficio del café que se caracterizan por su alta carga orgánica (25.919 g/L de DQD), pH ácido (3.7) e índice de biodegradabilidad de 0.64, alterando las características físico químicas de las fuentes hídricas que abastecen gran parte de la población. Es por ello que se ve la necesidad de estudiar alternativas y metodologías las cuales contribuyen a la reducción de contaminación de las aguas residuales generadas de dicha actividad. El objetivo del presente proyecto consistió en evaluar la eficiencia de remoción en materia orgánica en el proceso de oxidación química Fenton empleando bionanocomposito soportados en fibra de fique, en el pretratamiento de aguas residuales del desmucilaginado mecánico de café de la Hacienda Majavita; esto de forma experimental, debido a que el material no se ha usado aún para tal fin, y hasta el momento no se hallaron antecedentes de uso de bionanocomposito en aguas residuales del café. Para ello se realizaron ensayos preliminares en los cuales se determinaron los valores de dosificación del reactivo Fenton compuesto por: agente oxidante (peróxido de hidrógeno), y catalizador (bionanocomposito) en el cual se utilizó una fibra natural de fique que se extrae de la planta nativa Colombiana Furcraea spp, esta planta presenta propiedades excepcionales en comparación de materiales como los polímetros, ésta es biodegradable, flexible, de bajo costo y baja densidad. Adicionalmente, se hizo una comparación entre las eficiencias de remoción de materia orgánica del proceso de Fenon en fases homogénea, con los resultados de la misma reacción en fase heterogénea empleando bionanocomposito Fe3O4 (magnética) soportados en celulosa de fibras de fique; en el cual se establecieron las condiciones de dosificación empleando un diseño experimental factorial al azar con los niveles de las variables determinantes del proceso para la optimización de la dosificación. Además, se determinaron las condiciones y requerimientos del efluente tratado para continuar hacia un tratamiento biológico anaerobio. Como resultado se alcanzó un porcentaje máximo de remoción en cuanto a materia orgánica medida como DQO del 30%, por ello se consideró que la combinación experimental que mejor comportamiento obtuvo fue de 1.2064 gramos de bionanocomposito y 0.40 mililitros del agente de 60% con la misma dosis mencionada anteriormente. Respecto a la variablepH incrementó su acidez de 3.70 a 3.85, por otro lado, el color aparente, presentó una remoción del 22%. Como conclusión se determinó que la oxidación química Fenton con peróxido de hidrógeno y bionanocomposito, mejora las características del agua residual procedente del desmucilaginado mecánico de café debido a que presentó remociones de estos 4 parámetros destacados en el proceso. No obstante, se determinó que los resultados obtenidos en comparación con la normatividad aplicable (resolución 0631/2015) para este tipo de aguas residuales no alcanza los límites establecidos por dicha ley, por ello se deben realizar las respectivas mejoras en el proceso con el fin de optimizar el estudio y cumplir con los límites máximos permisibles establecidos por la resolución 0631 de 2015.