Coagulación y oxidación en el tratamiento de aguas residuales porcinas

Autores

Adrian David Vélez Zambrano Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López” ESPAM MFL. Carrera de Ingeniería Ambiental. Ecuador. https://orcid.org/0009-0001-1103-4789
Jorge Alessandro Zambrano Rosados Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López” ESPAM MFL. Carrera de Ingeniería Ambiental. Ecuador. https://orcid.org/0009-0006-3490-4093
Carlos Banchón Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López” ESPAM MFL. Carrera de Ingeniería Ambiental. Ecuador. https://orcid.org/0000-0002-0388-1988

DOI:

https://doi.org/10.33936/revbasdelaciencia.v9i3.7040

Palavras-chave:

Ozonio, Poliacrilamida, Esgoto, Policloruro de aluminio, efluente suíno

Resumo

O presente estudo aborda a gestão de resíduos gerados pela criação intensiva de suínos, focando em soluções sustentáveis para o tratamento de águas residuais suínas por meio de processos físico-químicos. A partir dos resultados obtidos, foi demonstrado que o processo de coagulação-floculação, utilizando coagulantes como o policloreto de alumínio (PAC) e floculantes como o PAM, é altamente eficaz na redução da turbidez das águas residuais, alcançando uma remoção de 100% com concentrações ótimas. No entanto, o seu efeito sobre a condutividade elétrica (CE) e os sólidos totais (ST) foi limitado. Quanto aos métodos de oxidação avançada, o uso de hipoclorito de sódio e ozônio foi avaliado pela sua capacidade de purificação. O ozônio mostrou maior eficiência e estabilidade na redução da CE, turbidez e ST, alcançando uma diminuição de 55,3% na CE e a eliminação total da turbidez em apenas quatro minutos de tratamento. Esses resultados destacam o potencial do ozônio como uma opção mais eficaz e rápida em comparação com o hipoclorito de sódio, que, apesar de também ser eficaz, apresentou maior variabilidade nos parâmetros avaliados. Em conclusão, a combinação de processos de coagulação-floculação e oxidação avançada, especialmente por meio do ozônio, oferece uma estratégia promissora para mitigar a poluição ambiental associada à produção suína, melhorando a qualidade da água residual e minimizando os riscos para a saúde humana e o meio ambiente.

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Referências

Babanova, S., Jones, J., Phadke, S., Lu, M., Angulo, C., Garcia, J., Carpenter, K., Cortese, R., Chen, S., Phan, T., & Bretschger, O. (2020). Continuous flow, large‐scale, microbial fuel cell system for the sustained treatment of swine waste. Water Environment Research, 92(1), 60-72. https://doi.org/10.1002/wer.1183

Banchón. (2024). Activated carbon-mediated advanced oxidation process for effective leachate treatment | International Journal of Environmental Science and Technology. https://link.springer.com/article/10.1007/s13762-024-05641-5

Banet, T., Massey, M. S., Zohar, I., Litaor, M. I., & Ippolito, J. A. (2020). Phosphorus removal from swine wastewater using aluminum-based water treatment residuals. Resources, Conservation & Recycling: X, 6, 100039. https://doi.org/10.1016/j.rcrx.2020.100039

Bazrafshan, E., Mostafapour, F. K., Farzadkia, M., Ownagh, K. A., & Mahvi, A. H. (2012). Slaughterhouse Wastewater Treatment by Combined Chemical Coagulation and Electrocoagulation Process. PLOS ONE, 7(6), e40108. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0040108

Bidigare-Curtis, H. (2014). A New Approach to Ohio Pig Farming. Discussions, 10(3). http://www.inquiriesjournal.com/articles/966/a-new-approach-to-ohio-pig-farming

Blanco, D., Suárez, J., Jiménez, J., González, F., Álvarez, L. M., Cabeza, E., & Verde, J. (2015). Eficiencia del tratamiento de residuales porcinos en digestores de laguna tapada. Pastos y Forrajes, 38(4), 441-447.

Chen, R.-F., Wu, L., Zhong, H.-T., Liu, C.-X., Qiao, W., & Wei, C.-H. (2021). Evaluation of electrocoagulation process for high-strength swine wastewater pretreatment. Separation and Purification Technology, 272, 118900. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.118900

Deng, L., Zheng, D., Zhang, J., Yang, H., Wang, L., Wang, W., He, T., & Zhang, Y. (2023). Treatment and utilization of swine wastewater – A review on technologies in full-scale application. Science of The Total Environment, 880, 163223. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163223

Devi, P., & Dalai, A. K. (2021). Implications of breakpoint chlorination on chloramines decay and disinfection by-products formation in brine solution. Desalination, 504, 114961. https://doi.org/10.1016/j.desal.2021.114961

Domingues, E., Fernandes, E., Gomes, J., & Martins, R. C. (2021). Advanced oxidation processes perspective regarding swine wastewater treatment. Science of The Total Environment, 776, 145958. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145958

Domingues, E., Lincho, J., Fernandes, M. J., Gomes, J., & Martins, R. C. (2023). Low-cost materials for swine wastewater treatment using adsorption and Fenton’s process. Environmental Science and Pollution Research. https://doi.org/10.1007/s11356-023-29677-1

El bied, O., Kessler, M., Terrero, M. A., Fechtali, T., Cano, A. F., & Acosta, J. A. (2021). Turbidity and Chemical Oxygen Demand Reduction from Pig Slurry through a Coagulation Flocculation Process. Agronomy, 11(11), Article 11. https://doi.org/10.3390/agronomy11112158

FAO. (2022). Agricultural production statistics 2000-2022. Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). https://www.fao.org/3/cc9205en/cc9205en.pdf

Fragoso, R. A., Duarte, E. A., & Paiva, J. (2015). Contribution of Coagulation–Flocculation Process for a More Sustainable Pig Slurry Management. Water, Air, & Soil Pollution, 226(5), 131. https://doi.org/10.1007/s11270-015-2388-4

Gao, F.-Z., He, L.-Y., Chen, X., Chen, J.-L., Yi, X., He, L.-X., Huang, X.-Y., Chen, Z.-Y., Bai, H., Zhang, M., Liu, Y.-S., & Ying, G.-G. (2023). Swine farm groundwater is a hidden hotspot for antibiotic-resistant pathogenic Acinetobacter. ISME Communications, 3(1), 34. https://doi.org/10.1038/s43705-023-00240-w

Garzón Zúñiga, M. A., & Buelna, G. (2014). Caracterización de aguas residuales porcinas y su tratamiento por diferentes procesos en México. Revista internacional de contaminación ambiental, 30(1), 65-79.

González, R., González, J., Rosas, J. G., Smith, R., & Gómez, X. (2020). Biochar and Energy Production: Valorizing Swine Manure through Coupling Co-Digestion and Pyrolysis. C — Journal of Carbon Research, 6(2), 43. https://doi.org/10.3390/c6020043

Henao, J. L. C., & Criollo, N. K. R. (2017). Evaluación del proceso de tratamiento de aguas residuales porcícolas en la colonia agrícola de mínima seguridad de Acacias. https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/12384/2017juliethcort%C3%A9s.pdf?sequence=4

Hollas, C. E., Rodrigues, H. C., Bolsan, A. C., Venturin, B., Bortoli, M., Antes, F. G., Steinmetz, R. L. R., & Kunz, A. (2023). Swine manure treatment technologies as drivers for circular economy in agribusiness: A techno-economic and life cycle assessment approach. Science of The Total Environment, 857, 159494. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.159494

Jin, J., El-Din, M. G., & Bolton, J. R. (2011). Assessment of the UV/Chlorine process as an advanced oxidation process. Water Research, 45(4), 1890-1896. https://doi.org/10.1016/j.watres.2010.12.008

Kim, H., Kwon, S., Han, S., Yu, M., Kim, J., Gong, S., & Colosimo, M. F. (2006). New ORP/pH based control strategy for chlorination and dechlorination of wastewater: Pilot scale application | Water Science & Technology | IWA Publishing. https://iwaponline.com/wst/article-abstract/53/6/145/11919/New-ORP-pH-based-control-strategy-for-chlorination?redirectedFrom=fulltext

Kornboonraksa, T., Lee, S., Lee, S., & Lee, H. (2009). On-line monitoring of floc formation in various flocculants for piggery wastewater treatment. Desalination and Water Treatment, 1(1), 248-258. https://doi.org/10.5004/dwt.2009.127

Lee, W.-C., & Chang, C.-C. (2022). Effectively Recycling Swine Wastewater by Coagulation–Flocculation of Nonionic Polyacrylamide. Sustainability, 14(3), Article 3. https://doi.org/10.3390/su14031742

López Fenández, S., Amaya Chávez, A., Serrato Cuevas, R., Gómez Tenorio, G., & Roa Morales, G. (2023). Life cycle inventory for an organic swine waste treatment system. Journal of Material Cycles and Waste Management, 25(2), 1153-1167. https://doi.org/10.1007/s10163-023-01606-x

Lourinho, G., Rodrigues & Brito, P. S. D. (2020). Recent advances on anaerobic digestion of swine wastewater. International Journal of Environmental Science and Technology, 17(12), 4917-4938. https://doi.org/10.1007/s13762-020-02793-y

Macauley, J., Qiang, Z., Adams, C., Surampalli, R., & Mormile, M. (2006). Disinfection of swine wastewater using chlorine, ultraviolet light and ozone—ScienceDirect. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135406001928?via%3Dihub

Maisonnave, R., Millares, P., y Lamelas, K. (2019). Buenas Prácticas de Manejo y Utilización de Efluentes Porcinos. https://www.magyp.gob.ar/sitio/areas/porcinos

Mosquera, A. M., Delgado, J. M., Ramón, A. A., Vásquez, J. E., & Peñuela, M. (2024). Evaluation of Biogas Production from Swine Manure Using a UASB Reactor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) with Long-Term Operation. Energies, 17(11), Article 11. https://doi.org/10.3390/en17112723

Novelo, M., Borges, C., Borges, V., Pérez, B., y Peraza, C. (2009). Estimación del potencial contaminante de las granjas porcinas y avícolas del estado de Yucatán. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=46713053002

Parra, W., y Zambrano, R. (2021). Evaluación del potencial de producción de biogás de las aguas residuales de una planta porcina mediante digestión anaeróbica.

Ramírez, J. P. R., y Rodríguez, R. V. (2017). Impactos ambientales por las actividades agropecuarias de Jalisco, México: Primera década del siglo XXI. Revista Estudios Ambientales - Environmental Studies Journal, 5(1), Article 1.

Semerena, R. I. E., Drucker, A. G., González, V. G., y Rueda, S. M. (2003). La industria porcina en Yucatán: un análisis de la generación de aguas residuales. Problemas del Desarrollo. Revista Latinoamericana de Economía, 34(135).

Xuan, F., Li, J., Azeem, M., Eida, M., Abbasi, M. W., Pan, S., & Yang, S. (2021). Ozone pretreatment to improve the physico-chemical and biological properties of livestock fecal water. Environmental Engineering and Management Journal, 20(11), Article 11. https://eemj.eu/index.php/EEMJ/article/view/4420

Yi, J., Chen, Z., Xu, D., Wu, D., & Howard, A. (2024). Preparation of a coagulant of polysilicate aluminum ferric from foundry dust and its coagulation performance in treatment of swine wastewater. Journal of Cleaner Production, 434, 140400. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.140400

Yoon, Y., Hwang, Y., Kwon, M., Jung, Y., Hwang, T.-M., & Kang, J.-W. (2014). Application of O3 and O3/H2O2 as post-treatment processes for color removal in swine wastewater from a membrane filtration system. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20(5), 2801-2805. https://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.11.010