Remoción de cromo (VI) de agua residual de curtiembre empleando biomasa orgánica vegetal en un reactor biológico secuencial aerobio
DOI:
https://doi.org/10.15359/rca.59-1.7Palabras clave:
agua residual de curtiembre;, biomasa orgánica vegetal (BOV);, cromo (VI);, reactor biológico secuencial (RBS) aerobio;Resumen
[Introducción]: En la remoción de cromo (VI) de aguas residuales de curtiembre, los métodos fisicoquímicos son los más empleados. Sin embargo, estos demandan altos costos operativos y, peor aún, generan contaminantes secundarios que nuevamente requieren tratamientos complementarios para su eliminación. Ante ello, la aplicabilidad de la biomasa orgánica vegetal (BOV) emerge como una alternativa ambiental sobre la base de: la simplicidad de su obtención, la disminución como residuo, no genera contaminantes secundarios y, sobre todo, de remover cromo (VI). [Objetivo]: Usar residuos de BOV en un reactor biológico secuencial (RBS) aerobio, para la remoción de cromo (VI) en el tratamiento de agua residual de curtiembre. [Metodología]: Se implementaron 3 sistemas RBS aerobios; 2 controles (RBS1 y RBS2) y 1 materia de estudio (RBS+BOV). Cada sistema fue alimentado con agua residual de curtiembre (18 L) y conectado a un mecanismo de aireación (12.7 L/ min). El inóculo bacteriano, parte fundamental de un sistema RBS, se obtuvo a partir del cultivo selectivo de bacterias reductoras de cromo (VI) (BRCrVI), tomadas del agua residual en estudio e integradas al RBS2 y RBS+BOV a 0.6 g/L. La BOV se obtuvo de residuos de Stenotaphrum secundatum, fragmentado, tamizado, esterilizado e integrado al RBS+BOV a 1.5 g/L. [Resultados]: El sistema SRB+BOV alcanzó el mayor porcentaje de remoción de cromo (VI) (93 %), seguido por SBR2 (80.1 %) y, por último, de RBS1 (2.8 %). Con respecto a la DQO y SST, la prueba estadística (Tukey) arrojó que no había diferencia significativa entre el sistema en estudio y los controles, por lo que registró porcentajes de remoción de DQO que van de 87.8 % a 88.4 % y SST que van de 63.8 % a 69.2 %. [Conclusiones]: Se ha evidenciado la viabilidad del aprovechamiento de residuos de BOV para remover cromo (VI) en el tratamiento de agua residual de curtiembre. Los resultados de la presente investigación crean un panorama prometedor para mitigar los efectos derivados de la inadecuada gestión de las aguas residuales de curtiembre y de los residuos sólidos orgánicos.
Referencias
Alam, N., Mia, M., Ahmad, F. & Rahman, M. (2020). An overview of chromium removal techniques from tannery effluent. Applied Water Science, 10(9). https://doi.org/10.1007/s13201-020-01286-0
APHA, AWWA & WEF. (2017). Method 2540D, Total suspended solids dried at 103-105 °C. Standard Methods for the Examination Water and Wastewater. Washington DC.
APHA, AWWA & WEF. (2017). Method 5220D, Chemical Oxygen Demand. Standard Methods for the Examination Water and Wastewater. Washington DC.
APHA, AWWA & WEF. (2017). Part. 3111B Direct. Air-Acetylene Flame Method. Standard Methods for the Examination Water and Wastewater. Washington DC.
Bayarsaikhan, U., Ruhl, A. & Jekel, M. (2016). Characterization and quantification of dissolved organic carbon releases from suspended and sedimented leaf fragments and of residual particulate organic matter. Science of the Total Environment, 571, 269-274. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.07.148
Bayuo, J. (2021). An extensive review on chromium (vi) removal using natural and agricultural wastes materials as alternative biosorbents. Journal of Environmental Health Science and Engineering, 19(1), 1193-1207. https://doi.org/10.1007/s40201-021-00641-w
Borda, O. (2016). Evaluación y reducción de los niveles de cromo en muestras de aguas residuales provenientes de curtiembres. L´estrit Ingénieux, 5, 6-12. http://revistas.ustatunja.edu.co/index.php/lingenieux/article/view/1230
Cárdenas, C., Perruolo, T., Tarre, Y., Flores, K., Trujillo, A., Saules, L., Araujo, I. & Yobroudi, S. (2006). Remoción de nutrientes en un reactor discontinuo secuencial. Interciencia, 31(11), 787-793. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=33912206
Castillo, M. & López, J. (2018). Tratamiento del agua residual industrial de la curtiembre Rolemt, para el cumplimiento de los Valores Máximos Admisibles. [Tesis para optar el título de profesional en Ingeniería Ambiental y Prevención de Riesgos, Universidad Privada Antonio Guillermo Urrelo]. Repositorio institucional. http://repositorio.upagu.edu.pe/handle/UPAGU/825
Chen, S. Y., Huang, S., Chiang, P., Kuan, W., Huang, J., Hung, J., Tzou, Y., Chen, C. & Wang, M. (2011). Influence of chemical compositions and molecular weights of humic acids on Cr (VI) photo-reduction. Journal of Hazardous Materials, 197, 337-344. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.09.091
CONAGUA. (2015). Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento: Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales: Pretratamiento y Tratamiento Primario. México: 626. ISBN: 978-607-626-016-6.
Córdova, H., Vargas, R., Cesare, C., Flores, L. & Visitación, L. (2014). Tratamiento de las aguas residuales del proceso de curtido tradicional y alternativo que utiliza acomplejantes de cromo. Revista de la Sociedad Química del Perú, 80(3), 183-191. https://doi.org/10.37761/rsqp.v80i3.226
Cortes, B. & Martínez, S. (2017). Gestión Ambiental Empresarial en el sector de cuero en Bogotá como estrategia competitiva para ingresar al mercado europeo. [Tesis para optar por el título de profesional en Negocios Internacionales, Universitaria Agustiniana]. Repositorio institucional. http://repositorio.uniagustiniana.edu.co/handle/123456789/285
Durai, G., Rajasimmam, M. & Rajamohan, N. (2011). Kinetic studies on biodegradation of tannery wastewater in a sequential batch bioreactor. Journal of Biotech Research, 3, 19-26. http://btsjournals.com/assets/2011v3p19-26.pdf
Elahi, A., Ajaz, M., Rehman, A., Vuilleumier, S., Khan, Z. & Hussain, S. (2019). Isolation, characterization, and multiple heavy metal-resistant and hexavalent chromium-reducing Microbacterium testaceum B-HS2 from tannery effluent. Journal of King Saud University - Science, 31(4), 1437-1444. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2019.02.007
EPA, (1982). Chromium, Dissolved hexavalent (Atomic Absoption, furnace Technique) - Method: 218.5. Washington, DC.
Farabegoli, G., Carucci, A., Majone, M., & Rolle, E. (2004). Biological treatment of tannery wastewater in the presence of chromium. Journal of Environmental Management. 71(4), 345-349. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2004.03.011
Ferreira, D., Flores, M., de Olivera, B., Moreira, J., Quintão, T., de Lima, A. & Malafaia, G. (2018). Insights about the toxic effects of tannery effluent on Lithobates catesbeianus tadpoles. Science of The Total Environment, 621(2018), 791-801. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.11.310
Huiman, A. (2022). Los residuos peligrosos generados en la industria textil peruana para el caso de la Alta costura, fibra de alpaca y curtiembre. Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de Minas, Metalurgia y Ciencias Geográficas, 25(49), 115-133. https://doi.org/10.15381/iigeo.v25i49.21097
Jobby, R., Jha, P., Yadav, K. & Desai, N. (2018). Biosorption and biotransformation of hexavalent chromium [Cr(VI)]: A comprehensive review. Chemosphere, 207, 255-266. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2018.05.050
Kalidhasan, S., Santhana, A., Rajesh, V. & Rajesh, N. (2016). The journey traversed in the remediation of hexavalent chromium and the road ahead toward greener alternatives a perspective. Coordination Chemistry Reviews, 317, 157-166. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2016.03.004
Karthik, C., Barathi, S., Pugazhendhi, A., Ramkumar, V., Bao, N. & Indra, T. (2017). Evaluation of Cr (VI) reduction mechanism and removal by Cellulosimicrobium funkei strain AR8, a novel haloalkaliphilic bacterium. Journal of Hazardous Materials, 333, 42-53. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.03.037
Kerur, S., Bandekar, S., Hanagadakar, M., Nandi, S., Ratnamala, G. & Hegde, P. (2021). Removal of hexavalent Chromium Industry treated water and Wastewater: A review. Materials Today: Proceedings, 42, 1112-1121. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.12.492
Kimbrought, D., Cohen, Y., Winer, A., Creelman, L. & Mabuni, C. (2010). A Critical Assessment of Chromium in the Environment. Critical Reviews in Environmental Science and Technology, 29(1), 1-46. https://doi.org/10.1080/10643389991259164
Kumari, V., Yadav, A., Haq, I., Kumar, S., Naresh, R., Kumar, S. & Raj, A. (2016). Genotoxicity evaluation of tannery effluent treated with newly isolated hexavalent chromium reducing Bacillus cereus. Journal of Environmental Management, 183(1), 204-211. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2016.08.017
Malakahmad, A., Hasani, A., Eisakhani, M. & Isa, M. (2011). Sequencing Batch Reactor (SBR) for the removal of Hg2+ and Cd2+ from synthetic petrochemical factory wastewater. Journal of Hazardous Materials, 191(1-3), 118-125. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.04.045
Monroy, E., Echevarria, M. & Gómez, D. (2021). Diseño y validación de un sistema de adsorción de cromo hexavalente en efluentes de curtiembre usando cáscara de naranja y salvado de trigo. Tecnología y Ciencias del Agua, 12(3), 1-31. https://doi.org/10.24850/j-tyca-2021-03-01
Muñiz, J. (2016). Eficiencia del biosorbente de coronta de maíz para la adsorción del Cromo Hexavalente en aguas residuales de la industria Curtiembre Huachipa - 2016. [Tesis para obtener el título profesional de Ingeniero Ambiental, Universidad César Vallejo]. Repositorio institucional. https://hdl.handle.net/20.500.12692/4668
Najarro, R. (2021). Proceso de adsorción natural con quitosano para la remoción de cromo hexavalente en aguas residuales de curtiembre del segundo tramo del río Huaycoloro, Lima - 2021. [Tesis para optar por el título profesional de Ingeniero Ambiental, Universidad César Vallejo]. Repositorio institucional. https://hdl.handle.net/20.500.12692/74514
Narayanasamy, S., Sundaram, V., Sundaram, T. & Dai-Viet, N. (2022). Biosorptive ascendency of plant based biosorbents in removing hexavalent chromium from aqueous solutions - Insights into isotherm and kinetic studies. Environmental Research, 210. https://doi.org/10.1016/j.envres.2022.112902
Panigatti, M., Torres, J., Griffa, C., Boglione, R., Gentinetta, F. & Cassina, D. (2012). Uso de Escherichia coli para biorremediación de efluente contaminado con cromo (VI). Avances en ciencias e ingeniería, 3(2), 11-24. https://www.redalyc.org/pdf/3236/323627686002.pdf
Rambabu, K., Bharat, G., Banat, F. & Loke, P. (2020). Biosorption performance of date palm empty fruit bunch wastes for toxic hexavalent chromium removal. Environmental Research, 187. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.109694
Ramírez, A. & Benítez, A. (2013). Tolerancia y reducción de cromo (VI) por Bacillus cereus B1, aislado de aguas residuales de una curtiembre. Revista ciencia R, 17(02), 51-63. http://hdl.handle.net/10893/8808
Sánchez, D. (2018). Gestión de riesgo de desastres de las lagunas de oxidación de Covicorti, el Cortijo y propuesta para tratamiento de aguas residuales industriales de curtiembres en la ciudad de Trujillo y distritos. La Libertad. [Tesis para obtener el título profesional de Ingeniero Civil, Universidad Privada Antenor Orrego]. Repositorio institucional. https://hdl.handle.net/20.500.12759/4170
Sánchez, S. (2022). Aplicación de pseudomonas como agente biorreductor del cromo hexavalente de los efluentes de las curtiembres del distrito el Porvenir, 2022. [Tesis para obtener el título profesional en Ingeniería Ambiental, Universidad Privada del Norte]. Repositorio institucional. https://hdl.handle.net/11537/33292
Sarankumar, R., Arulprakash, A., Devanesan, S., Selvi, A., Al Saldi, M., Rajasekar, A. & Ahamed, A. (2020). Bioreduction of hexavalent chromium by chromium resistant alkalophilic bacteria isolated from tannery effluent. Journal of King Saud University - Science, 32(3) 1969-1977. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2020.02.010
Saxena, G., Kishor, R., Bharagava, R., Das, P., Gupta, P. & Kumar, G. (2021). Chapter 18 - Emerging green technologies for biological treatment of leather tannery chemicals and wastewate. Bioremediation for Environmental Sustainability, 435-457. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820524-2.00018-3
Scaglia, B., Tambone, F. & Adani, F. (2013). Cr (VI) reduction capability of humic acid extracted from the organic component of municipal solid waste. Journal of Environmental Sciences, 25(3), 487-494. https://doi.org/10.1016/S1001-0742(12)60078-3
Selvakumar, P., Subramanian, D., Natarajan, J. & Ramatchandirane, S. (2021). Analysis of Chromate Transporters in Bacterial Species for Cr(VI) Reduction Isolated from Tannery Effluent Contaminated Site of Dindigul District, Tamil Nadu, India. Geomicrobiology Journal, 38(7), 598-606. https://doi.org/10.1080/01490451.2021.1906359
Shang, J., Zong, M., Yu, Y., Kong, X., Du, Q. & Liao, Q. (2017). Removal of chromium (VI) from water using nanoscale zerovalent iron particles supported on herb-residue biochar. Journal of Environmental Management, 197, 331-337. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2017.03.085
Singh, M. & Srivastava, R. (2010). Sequencing batch reactor technology for biological wastewater treatment: a review. Asia Pacific Journal of Chemical Engineering, 6, 3-13. https://doi.org/10.1002/apj.490
Singh, P. & Chowdhuri, D. (2017). Environmental Presence of Hexavalent but Not Trivalent Chromium Causes Neurotoxicity in Exposed Drosophila melanogaster. Molecular Neurobiology, 54, 3368-3387. https://doi.org/10.1007/s12035-016-9909-z
Solís, C. (2020). Estrategias basadas en producción más limpia y biorremediación para mitigar los impactos ambientales negativos generados por los efluentes industriales de las curtiembres del Parque Industrial de Río Seco, Arequipa. [Tesis para obtener el grado académico de Maestra en Ciencias: Ingeniería de Proyectos, con mención en Gerencia de Exportaciones, Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa]. Repositorio institucional. https://repositorio.unsa.edu.pe/server/api/core/bitstreams/1f73fdb1-a5d9-4652-b6d9-cf8a94af462a/content
Tacher, R., Hsu, L., Ravindra, V., Nealson, K. & Pirbazari, M. (2015). Modeling the transport and bioreduction of hexavalent chromium in aquifers: Influence of natural organic matter. Chemical Engineering Science, 138, 552-565. https://doi.org/10.1016/j.ces.2015.08.011
Thatoi, H., Das, S., Mishra, J., Rath, B. & Das, N. (2014). Bacterial chromate reductase, a potential enzyme for bioremediation of hexavalent chromium: A review. Journal of Environmental Management, 146, 383-399. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2014.07.014
Wei, Y., Ji, M., Li, R. & Qin, F. (2012). Organic and nitrogen removal from landfill leachate in aerobic granular sludge sequencing batch reactors. Waste Management, 32(3), 448-455. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2011.10.008
Yaashikaa, P. R., Senthil Kumar, P., Mohan Babu, V. P., Kanaka Durga, R., Manivasagan, V., Saranya, K. & Saravanan, A. (2019). Modelling on the removal of Cr(VI) ions from aquatic system using mixed biosorbent (Pseudomonas stutzeri and acid treated Banyan tree bark). Journal of Molecular Liquids, 276, 362-370. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2018.12.004
Zhang, J., Chen, L., Yin, H., Jin, S., Liu, F. & Chen, H. (2017). Mechanism study of humic acid functional groups for Cr (VI) retention: Two-dimensional FTIR and 13C CP/MAS NMR correlation spectroscopic analysis. Environmental Pollution, 225, 86-92. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.03.047
Zhao, C., Yang, Q., Chen, W., & Teng, B. (2012). Removal of hexavalent chromium in tannery wastewater by Bacillus cereus. Canadian Journal of Microbiology. 58, 23-28. https://doi.org/10.1139/w11-096
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