FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL “APROVECHAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS PROVENIENTES DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO” Trabajo de investigación para optar el Grado de Bachiller en: INGENIERÍA AMBIENTAL Presentado por: Mercedes Huamán Siuce (0000-0003-0990-3831) Asesor: Elvito Fabián Villegas Silva (0000-0001-9783-1641) Lima – Perú 2020 APROVECHAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS PROVENIENTES DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO Mercedes Huaman Siuce 1 y Elvito Fabián Villegas Silva 1 facultad de Ciencias Ambientales, Universidad Científica del Sur, Lima, Perú. *Autor de correspondencia :mercedesh.ucs@gmail.com RESUMEN A nivel mundial los grandes volúmenes de efluentes provenientes del áreas urbanas y sector industrial no son tratados o no reciben un tratamiento adecuado los cuales representan riesgo de salud pública y ambiental, a nivel nacional el Perú cuenta con 143 plantas las cuales solo captan 29.01% y de estas solo el 14% realizan un adecuado tratamiento. Sin embargo, a pesar que se dé un tratamiento a estas aguas para mitigar impactos, este genera también los lodos (residuo principal de PTAR) el cual representa riesgo ambiental, es por ello, la necesidad de proporciónale un buen manejo entre ellos puede ser compostaje, incineración, mejoramiento del suelo, etc. Actualmente está llamando la atención la obtención de carbón activado a partir de estos lodos ya que son eficientes para la absorción en moléculas en medios líquidos y gaseosos, además que su obtención es de bajo costo y tiempo. En Perú no existe normativas ni protocolos para este tipo de aprovechamiento a esto se suma los escasos estudios realizados en nuestro país. Palabras clave: Carbón activado, lodos de PTAR, Adsorción, Activador, Tratamiento 1 ABSTRACT At a global level, large volumes of effluents from urban areas and the industrial sector are not treated or receive adequate treatment, which represent a public and environmental health risk. At the national level, Peru has 143 plants which only capture 29.01% and of these only 14% perform an adequate treatment. However, although these waters are treated to mitigate impacts, they also generate sludge (the main residue of WWTP), which represents environmental risk, which is why the need to provide good management among them can be composting. , incineration, soil improvement, etc. At the moment the obtaining of activated charcoal from these sludges is calling attention since they are efficient for the absorption in molecules in liquid and gaseous media, in addition that its obtaining is of low cost and time. In Peru, there are no regulations or protocols for this type of use, in addition to the few studies conducted in our country. Keywords: Activated carbon, PTAR sludge, Adsorption, Activator, Treatment 2 REVISIÓN TEÓRICA 1. Aguas residuales 1.1 Situación Global de las Aguas Residuales El agua es el recurso más importante para la humanidad ya que este se encarga de la seguridad alimentaria, el desarrollo de los pueblos, ciudades, la seguridad energética y el desarrollo industrial (Ministerio de Agricultura y Riego, 2014); sin embargo, este recurso actualmente está sufriendo una sobre explotación y contaminación por parte del crecimiento urbano, la agricultura y sector industrial convirtiéndose así estos en competidores por el agua, aunque el sector industrial usa solo el 20% del agua extraída este es el mayor contaminante de los recursos hídricos; ya que se sabe que este sector vierte efluentes hasta en 500 millones de toneladas a nivel mundial los cuales contienen disolventes, residuos sólidos, metales entre otros residuos, estos compuestos provocan que el agua no sea potabilizada otra vez o sea de elevados costos sus tratamiento, es más ya estos se vuelven peligrosos para ecosistemas acuáticos o llegan a ser biomagnificados, porque estas aguas serán usadas en la agricultura, captación directa o un animal la esta consumiendo (UNESCO, 2017). Adicionalmente a estos conflictos el problema actual del cambio climático está provocando sequías, inundaciones y cambios estacionales es decir los patrones del ciclo del agua se están viendo afectados significativamente y por ello, también la disponibilidad del agua, producción de alimentos y de energía (Ministerio de Agricultura y Riego, 2014). Las aguas residuales son combinaciones de diferentes tipos de efluentes estas pueden ser de índole urbano, industrial, comercial y sectores públicos; las aguas negras son residuos humanos (orina y excretas), las aguas grises producto de las actividades domésticas (producto de lavado y baño), a esto también se le suma las escorrentías agrícolas, hortícola, acuícola y urbanas (Raschid & Jayakody, 2008). Los efluentes provenientes del sector industrial y 3 agricultura a nivel mundial son más de 2 millones de toneladas las cuales tiene como receptor los cuerpos de agua, asimismo el 80% de estas no reciben ningún tipo de tratamiento siendo esto más común en los países que están en vías de desarrollo o latinoamericanos; provocando así que más de 2,2 millones de personas mueran por contraer enfermedades diarreicas, teniendo como población más sensible a niños menores 5 años (ONU, 2015). América Latina se caracteriza por poseer el tercio de las fuentes de agua a nivel mundial, sin embargo, la distribución de sus poblaciones provoca que exista mayor concentración en algunos lugares que en otros, es decir se convierten en enormes fuentes de contaminación, del total de generación de aguas residuales solo el 70% no recibe ningún tipo de tratamiento convirtiéndose, así como fuentes adversas a la ecología, estas cifras dan a entender que en estos países el agua es tomada, usada y devuelta contaminando así los ríos (Yee-Batista, 2013). 1.2 Situación Actual en Perú La demanda de uso de agua en Perú el sector agrícola es el que tiene mayor porcentaje con 87.27%, poblacional 8.62%, minero 1.49%, piscícola 1.90% y industrial 0.72% (ANA, 2009). Por consecuencia el sector industrial genera descargas de efluentes que llegan a diferentes tipos de cuerpos de agua las cuales se mostraran en la figura N°1. Descarga de efluentes Mineria Pesquera Industria alimentaria Urbanizaciones Industria petrolera Industria química Industrial del papel Industria metalurgica Industrial textil otras fuentes Figura 1. Vertimientos en los diferentes sectores del Perú. Fuente. ANA 2009 4 Los diferentes vertimientos realizados por los sectores industriales son de gran riesgo para recurso hídrico, salud pública y ambiental; ya que estos presentan toxicidad y gran carga de contaminantes convirtiéndose así en más peligrosos que los efluentes domésticos porque estas están libres de sustancias peligrosas, pero es de preocupación porque pueden contener medicamentos de uso común (UNESCO, 2017). Las plantas de tratamiento existentes solo captan el 29.01% de aguas residuales domesticas por lo que el resto llega a lagos, ríos y mar; es decir que 530 millones de m3 llegaron directamente a impactar los cuerpos las cuales son usadas en las actividades económicas a esto se le suma los vertidos de la actividades mineras e industriales que tienen efectos significativos en la calidad de agua, suelo y aire que poniendo en riesgo la salud púbica (Méndez & Marchán, 2007). En nuestro país solo existe 143 establecimientos para tratar aguas residuales (PTAR), de los cuales solo el 14% hace un adecuado tratamiento provocando así que los efluentes tengan una insuficiente calidad de PTAR contaminando así los ecosistemas de hábitats acuático y marinos por la introducción de elementos tóxicos o un exceso de nutrientes que podría provocar eutrofización, por otro lado, el consumo representa un riesgo de salud pública porque pueden provocar infección parasítico, vírica y bacteriana (SUNASS, 2008). Los vertimientos industriales también llegan a parar a los PTAR por los sistemas de alcantarillado con alta carga orgánica, metales pasados, ácidos y bases que perjudican a procesos de tratamiento biológico (Méndez & Marchán, 2007) “El Ministerio de Vivienda, Construcción y Saneamiento” (MINVIV) está impulsando a que exista normativa de Límites Máximos Permisibles (LMP) mediante el “Reglamento de Desagües Industriales aprobado por Decreto de Ley N° 28-60 SAPL” de 1960, para industrias que vierten en los sistemas de alcantarillados y SUNASS por su parte está 5 incentivando a que exista tratamiento de aguas en el ambiento industrial. (SUNASS, 2008). 1.3 Las Aguas Residuales Los efluentes que se originan en las zonas urbanas son producto de las viviendas producto de las actividades y metabolismo humanos estos por lo general presentan características bastantes uniformes a pesar de traer consigo desechos de inodoro fregadero, por otro lado, los efluentes industriales sí muestran una gran diversidad de contenido por los diferentes rubros y procesos productivos que se realizan, los efluentes de las actividades agrícolas aportan a la acumulación de nutrientes, fertilizantes, herbicidas, etc. (Bendicho & Lavilla, 2005). En la tabla 1 se presenta la clasificación de las aguas grises según su origen según Cortez, et al 2010: Tabla 1. Clasificación de aguas residuales Domésticas Municipales Mercantil Industriales Agrícolas Provenientes del Son el producto de Descargas Las aguas usadas Son las aguas que uso cotidiano del las actividades producto de los para los procesos escurren después agua en las municipalidades restaurantes, de producción. del uso en los viviendas en beneficio de la centros cultivos sociedad comerciales, etc. Fuente: Cortez 2010. Las aguas residuales industriales presentan diferentes compuestos entre ellos puede ser tóxicos, metales pesados, compuestos orgánicos volátiles y también contenidos similares que hay en las aguas residuales domésticas, por esto es necesario que los efluentes industriales tengan tratamientos previos para eliminar los tóxicos (Bendicho & Lavilla, 2005). 6 1.4 Parámetros que caracterizan las aguas residuales La caracterización de las aguas de PTAR nos permitirán saber cuál es el tratamiento adecuado para poder hacer un buen manejo de estos. En la tabla 2 muestras los parámetros y contaminantes que se deben caracterizar o tener en cuenta en su composición. Tabla 2. Parametros y contaminantes Parámetros Unidades 𝑚𝑔𝐿 −1 Alcalinidas (Na2CO3) 50-200 Sólidos totales (ST) 350-1200 Sólidos Totales Suspendidos (STS) 100-350 Sólidos Totales Disueltos (STD) 250-850 Demanda Bioquímica de Oxigeno (DBO) 110-400 Demanda Química de Oxigeno(DQO) 80-290 Carbono Organico Total (COT) 80-290 Nitrogeno Total Kjeldahl 20-85 Surfactante 2-6 Amonio 12-50 Nitratos 0.1-0.4 Nitritos 0-0.1 Fósforo total 4-15 Fosforo inorgánico 3-10 Cadmio (Cd) 6-85 µ𝑔𝐿 −1 Cobre (Cu) 20-900 µ𝑔𝐿 −1 Cromo (Cr) 0.5-7100µ𝑔𝐿 −1 Mercurio (Hg) <1-8µ𝑔𝐿 −1 Plomo (Pb) <1-5000µ𝑔𝐿 −1 Níquel (Ni) 0.5-170µ𝑔𝐿 −1 Zinc (Zn) 12-3200µ𝑔𝐿 −1 Arsenico (As) 2µ𝑔𝐿 −1 Cloruros 30-100 Sulfato 20-50 Antibioticos 0-2,32µ𝑔𝐿 −1 Análgesicos y antiinflamatorioa 0-23µ𝑔𝐿 −1 Triclosan 0-2µ𝑔𝐿 −1 Fenoles 0.5-1 Bisfenol A -012µ𝑔𝐿 −1 7 Ftalato de dibutilo (D 0-472µ𝑔𝐿 −1 BP) Patógenos 106 − 109 Fuente: Mudge & Ball, 2005 1.5 Proceso de Tratamiento de Aguas Residuales Los procesos para poder tratar aguas servidas consta de cuatro procesos básicos como el pretratamiento en la cual se remueve los compuestos u objetos grandes por medio de rejillas, el tratamiento primario consta de la sedimentación de la materia orgánica que consta de un tiempo de una hora a una hora y media por la acción de los floculantes reduciendo la carga de DBO5, el tratamiento secundario o biológico la acción de microrganismo que degradan materia orgánica en un medio aérobico esto puede ser por la inyección de oxígeno por distintas tecnologías y finalmente el tratamiento terciario es la defunción de patógenos o elementos en específico como el fosforo o nitrógeno (Reynolds, 2002). En la figura 2. Las aguas sin tratamiento son convergidas a una misma unidad en la cual se da la eliminación de escombros y las arenas, después los sólidos suspendidos pasan a sedimentarse a esta etapa se le conoce como sedimentación primaria, y el efluente pasa para al proceso de tratamiento biológico en tanques que puede ser filtros por goteo, procesos con lodos activados, a partir de ello se da la sedimentación secundaria estos son reciclados al sistema de lodos activados, el efluente pasa a un tratamiento terciario donde se da la maduración del efluente, filtros de arena y cloración (Ferrer et al, 2018). 8 Tratamiento Tratamiento Tratamiento Tratamiento Preliminar Primario Secundario Terciario Aguas Sedimentación Oxidación Sedimentación residuales Primaria Biológica Secundaria Estanques Estanques Filtros Filtros Cloración Canales para las arenas Lodos Filtros de Arena Activados Lodos Primarios Lodos Digestión anaeróbica Lecho de secado Incineración Figura 2. Tratamiento de aguas residuales y sus métodos que podrían adaptarse. Fuente. (Ferrer et al, 2018) 9 2. Lodos Residuales En los PTAR son los lodos el principal residuo, estos contienen microorganismos patógenos y virus, por esto es necesario su tratamiento por representar riesgo de salud pública y ambiental (Rojas-morales et al., 2016). Estos también pueden ser conocidos como biosólidos con características liquidas o semisólidos, provenientes de tratamientos primario, secundario y terciario (Castro et al., 2007) . En la tabla 3 se muestra la clasificación de los lodos el cual puede ser aplicada directamente al suelo en base a sus características. Tabla 3. La clasificación de lodos según sus características sanitarias. Lodos tipo A Lodos tipo B Estos lodos pueden ser aplicados a suelos Aptos para aplicación a suelos con porque le bridarían diversos beneficios. beneficios con restricciones según la Es decir estos tienen E. coli fecales < localización del suelo 1000NMP/g lodo. E. coli fecales < 2000 NMP/g lodo. *NMP (número más probables). Fuente. Castro et al (2007). Los lodos residuales generados por PTAR necesitan pasar por un proceso de estabilización para lograr la reducción riesgos sanitarios, es por ello que, se debe realizar la caracterización física, química y bacteriológica para así poder aplicar la medida de gestión adecuada, porque usualmente estos lodos tienen disposición final en los rellenos sanitarios y hasta botaderos estos son capaces de generas malos olores, biogás y lixiviados (Cáceres, 2015). 2.1 Caracterización de los Lodos de PTAR La caracterización de los lodos permite saber si estos son identificados como peligrosos o no, para así poder determinar mejor el método de manejo, se sabe también que las características dependen de la fuente u origen. En la tabla 4 se presenta las características mínimas que se deben tomar en cuenta al caracterizar los lodos. 10 Tabla 4. Composición y características de los lodos de PTAR Parámetros Lodos primarios Lodos secundarios Lodos diregeridos pH 5.5-6.5 6.5-7.5 6.8-7-6 Contenido de agua 92-96 97.5-98 94-97 (%) Solidos 70-80 80-90 55-65 Suspendidos Volátiles ( %SSV) Grasas (%) 12-14 3-5 4-12 Proteínas (%) 4-14 20-30 10-20 Carbohidratos (%) 8-10 6-8 5-8 Nitrógeno (%) 2-5 1-6 3-7 Fósforo (%) 0.5-1.5 1.5-2.5 0.5-1.5 Bacterias patógenas 103 − 105 100-1000 10-100 (NMP/100ml) Metales pesados 0.2-2 0.2-2 0.2-2 (%) (Zn, Cu, Pb) Fuente. Hernández, 1992. 2.2 Manejo de Lodos en Perú El 05 de abril del 2017 mediante “Resolución Ministerial N°128-2017-Vivienda” donde se aprobaron las condiciones mínimas para la gestión de los lodos y donde se dará lugar a su disposición final, el proceso de manejo de lodos se da por las etapas de recolección, almacenamiento, tratamiento, reaprovechamiento, transporte y disposición final, para las industrias este manejo está dispuesto en su Instrumento de Gestión Ambiental (MINVIV, 2017). 11 Por otro lado, mediante “Decreto Supremo N°015-2017-Vivienda se aprobó el Reglamento de Lodos Generados en Las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales”, en la cual se habilita de mezclar lodos con sustratos ser usados en el mejoramiento de suelos (MINVIV, 2017). 3. Tratamiento de Lodos 3.1 Compostaje Una forma de poder darle un valor agregado a los lodos es mediante el compostaje, este proceso es capaz de eliminar patógenos, consta de procesos de biológicos aerobios para la oxidación respectiva de la materia orgánica en la cual los microrganismos son los actores principales (Vicencio, et al., 2011). En este proceso la temperatura es mayor a 50 °C, provocando así la inactivación de los patógenos obteniendo así un producto con mayores beneficios (Ferrer et al, 2018). Para la realización de compostaje es necesario la realización de pilas la cual consiste en agrupar montículos con criterios de buena aireación esto pueden ser pilas estáticas en la cual la inyección de aire se hace de manera mecánica, por otro lado, están las pilas dinámicas la aireación es por procesos naturales a través de volteos de las pilas y las pilas cerradas se hace en un digestor en la cual se puede acelerar los procesos pero este es de altos costos (Zapata, 2014). Este tipo de tratamiento. Figura 3. Ejemplo de distribución de materiales para la realización de pilas de compostaje. 12 Residuos de jardín Lodo Hojarasca de algarrobo Residuos de jardín Lodo Hojarasca de algarrobo Figura 3. Pila común de compostaje de lodos de PTAR. Fuente. Zapata, 2014. 3.2 Mejoramiento del suelo Para este tipo de aplicación de lodos es necesario saber las condiciones sanitarias en las que se encuentran los lodos para su aplicación directa en las actividades agrícolas, aquí es necesario saber las características del suelo y las de los lodos ya que al aplicar se debe tomar en cuentas que parámetros podrían variar después de su aplicación (Francisco, Ramos, & Aguirre, 2011). Antes de su aplicación estos lodos suelen ser tratados usualmente con FeCl 3 y Ca (OH) y seguidamente son secados por un equipo filtro-prensa. Este manejo presenta limitaciones entre la aplicación de lodos y su degradación, ya que estas son capaces de producir procesos metabólicos que afectan durante el desarrollo y crecimiento de las plantas. (Zucconi et al., 1981). La presencia de los lodos en los suelos provoca un mejor balance hídrico, una buena capacidad de intercambio catiónico, alto contenido de materia orgánica, asimismo el aumento 13 de nutrientes como fósforo y nitrógeno; la existencia de la relación carbono nitrógeno en el suelo se puede ver alterada provocando así la presencia del amoníaco y por ende la competencia por el nitrógeno por parte de los microorganismo y platas. El aumento de nitrógeno en los suelos por la presencia de los lodos hace que el suelo sea más fértil, existe el control de pH del suelo, hay una mejor asimilación de potasio por parte de las plantas (Andrade et al., 2000). Este tipo de enmiendas provocan cambios a corto plazo como es la macroporosidad es decir se da un mejor movimiento del agua y aire a través del suelo, además podría asegurarse que un lodo compostado puede tener el mismo efecto, sus mejores respuestas se ven en cultivos de gramíneas, las desventajas de esta práctica es que se forma una repelencia al agua provocando que haya baja infiltración del agua y por tanto un arrastre de solidos por el fluido, asimismo el aumento de la conductividad eléctrica en los suelos (Cuevas et al., 2009). 3.3 Incineración de lodos para absorber metales En un estudio realizado en China se comprobó la capacidad adsortiva de plomo (II) por el lodo después de haber sido sometido a incineración. Los métodos más comunes la eliminación de los metales pesados es el ion intercambio, electrodiálisis, filtración mediante membranas, precipitación química y adsorción (Kobya & Demirbas, 2005) El método de adsorción tiene una mejor persuasión por su fácil aplicación y eficiencia entre los cuales pueden incluir los activados (carbón y biochar) los cuales son de alto costo y demanda de energía para su obtención, es por ello, en la búsqueda de nuevas alternativas para tener otras fuentes de materia prima de característica de adsorbente los residuos industriales tienen cuentan con un buen potencial estos pueden ser de las cenizas de carbón hasta la escoria de acero los cuales demuestran la gran capacidad de adsorción de metales pesado (Wang, Li, & Poon, 2019). 14 Las cenizas de lodo de PTAR que pasaron por el proceso de incineración contienen características similares a las cenizas de un carbón, estos lodos ya deshidratados tienen buena cantidad de superficies porosas, siendo caracterizado como potente absolvedor (Pan y Tseng, 2001). Es por ello que en la tabla 5 se presenta los componentes de un lodo incinerado. Tabla 5. Componentes de un lodo de PTAR incinerado Componentes dominantes Componentes Óxidos de silicio Óxidos de ferrico Óxidos de aluminio Oxido cálcico Fosfato Fuente. Wang, Li, & Poon, 2019 Por los componentes con los que cuenta las cenizas de lodos son reconocidos con una alta eficiencia de remoción de metales pesados (Zhang et al., 2018). Además, es necesario conocer sus propiedades física y químicas como muestra la tabla 6. Tabla 6. Propiedades físicas y químicas de las cenizas de lodos de PTAR. Ítem Parámetro Valor Físico Densidad 𝑔/𝑐𝑚3 2.49 Superficie 1.83 específica 𝑚2/𝑔 Pérdida por 0.99 ignición (%) Químico pH 8 (%) Na2O 6.96 MgO 2.73 Al2O3 15.24 SiO 33.90 P2O5 9.33 K2O 2.74 CaO 7.45 Fe2O3 16.42 15 ZnO 0.5 CuO 0.15 Cr2O3 0.05 NiO 0.02 Fuente. Wang et al., 2019 4. Obtención de carbón activado El carbón activado presenta una estructura porosa los cuales le dan la capacidad de adsorción de moléculas presentes en gases o líquidos, su aplicación se da en los procesos terciarios de aguas residuales, control de olores, soportes catalíticos, etc. (Carriazo, Saavedra, & Molina, 2010). Estos son elaborados con materiales con alto contenido de carbono como madera, cascarillas de frutos, etc., pero los más comerciales están elaborados a base de minerales como las breas, turba y coque (Luna et al., 2007). Ante este escenario se busca da la necesidad de buscar nuevas alternativas para la elaboración de carbón activado, ya que se sabe que los minerales son recursos no renovables (Cruz et al., 2016). Entre las otras alternativas se encuentran el uso de cascara de coco, desechos agrícolas, residuos agroindustriales, semillas, lodos de PTAR, siendo este último como alternativa de reutilización de los residuos después de un proceso de tratamiento de agua residual, ya que este presenta alto contenido de carbono (Rojas-morales et al., 2016). Así, en otros procesos productivos del sector industria se generan desechos de endocarpio de los vegetales, es decir materiales ricos en carbono, convirtiéndose, así como insumo y valor agregado, para proporcionar un mejor manejo ambiental de residuos (Bastidas et al., 2010) En otros estudios realizados en la aplicación carbón activado a partir de los residuos de PTAR prueban que este carbón es capaz de remover contaminantes como sulfuro de hidrogeno (H2S), aminas, safranina, tetracloruro de carbón, fenol, cobre, azul de metileno, mercurio, colorante cristal violeta, compuestos orgánicos volátiles entre otros (Gonzales et al., 2014). La eficiencia de la aplicación del carbón depende del tipo de materia del que se 16 elaboró, como se activó, su estructura está basada en la presencia de microporos, mesoporos y macroporos (García & Granillo, 2017). La activación del carbón se da en forma física y química. El proceso de activación es ordenar los átomos de carbono para obtener una estructura cristalina, es decir tener una estructura muy porosa. Como se muestra en la figura 4. Figura 4. Estructura porosa del carbón activado. Fuente de la Torres, et al. (2011) EL proceso de activación física consiste en la oxidación de la materia prima entre, la temperatura puede variar dependiendo de la materia prima, pero normalmente la temperatura es de 800°C y la presencia de agentes oxidantes los cuales pueden ser dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua para dar lugar así a la porosidad (Carrillo, 2013). Donde se dan las siguientes reacciones: C + CO 2CO C+H2 H2+COn Para la activación química se usan los reactivos cloruro de zinc (ZnCl2), Ácido fosfórico (H3PO4), Carbonato de potasio (K2CO3) para la impregnación para después se llevar a la etapa carbonización a 400°C y 900°C, este tipo de activación es capaz de generar mayor 17 porosidad que el físico ya que en este se dan reacciones de deshidratación y oxidación. Acerca de los gentes oxidantes como el K2CO3 y ZnCl2 no presentan riesgos ambientales son reducidos en la atmosfera inerte y no son corrosivo cave resaltar también que son de bajos costos (Guarín, Sierra, & López, 2014). 4.1 Metodologías Para Obtener Carbón Activado y Capacidad de Adsorción En un estudio realizado en Chile para poder obtener carbón activado, se tomaron muestras de lodos de PTAR de aeropuerto Arturo Merino Benítez de Chile, en la cual se hizo un secado del lodo aproximadamente 105°C, para después ser activado con 3M ZnCl2 usaron este reactivo porque en otros estudios se logró una buena adsorción del mercurio durante 24 horas, para posteriormente ser secados a 105°C, seguidamente de esto se hizo la pirolisis (550,600 y 650°C) en tiempos de 35, 60 minutos, seguidamente se pasó a un lavado con HCl 37% en constante agitación por 6 horas para luego ser lavado con agua para disminuir la conductividad hasta en 10 a 15ms y finalmente ser secado a una temperatura de 105°C. El rendimiento de adsorción de este carbón fue de 42 y 66 %, en la cual la pirolisis a 550°C tuvo un mejor desempeño, en una prueba de adsorción lineal mediante el colorante cristal violeta donde el rendimiento de adsorción fue de (0,132L/g) en una pirolisis de 650°C durante 45minutos. (Moreno, Droppelmann, & Verdejo, 2006). Otro estudio realizado en Venezuela, usaron muestras de lodos de PTAR de una industria avícola, la cual se realizó un secado a 105°C y para la impregnación H3PO4 al 10, 20 y 30 % con una agitación de dos horas a 85°C, para después ser secado a 105°C, se llevó a pirolisis a 450°C durante en atmosfera N2 y se esperó dos horas para su enfriamiento, los carbones obtenidos fueron denominados C10, C20, C30 y C35 en la cual la capacidad de adsorción del lodo fue comparado con un carbón comercial usando el azul de metileno, esto se evaluó en función a la densidad aparente, pH, humedad y cenizas, en la cual el C35 proveniente de 18 PTAR tuvo un rendimiento de 88.44% y el carbón comercial de 86.43% (Rojas-morales et al., 2016). En Gran Bretaña la preparación de carbón activado provino de los lodos de Kranji triado desde Singapur, la muestra fue secada a 103°C en un rango de 24 a 36 horas, seguidamente fue triturado y tamizado para la aplicación de ZnCl2 5M para la impregnación la cual llevo 24 horas a una temperatura ambiente, posteriormente se pasó al secado a 103°C para proceder con la pirolisis con nitrógeno purificado durante dos horas en una temperatura de 500°C y finalmente se lavó con HCl3 3M y agua destilada para pasar al secado final a 103°C por 24 horas; las características de este carbón fueron de mesoporos y su capacidad de absorción se determinó con fenol y CCl4 en la cual se vio un potencial de lodo creado después de evaluar su capacidad de remoción.(Chen, Jeyaseelan, & Graham, 2002). En Canadá, las muestras recogidas de lodos de una zona aeróbica de una planta piloto de PTAR, en cual paso por un proceso de centrifugado a 105°C, después se paso a triturar y un empapado de 5M ZnCl2 durante 24 horas, luego se pirolizo a 500°C en un horno eléctrico. Las pruebas de absorción fueron con los compuestos orgánicos hidrófobos (COH), asimismo hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) con eficiencia de 70 a 2800mg/g. (Li & Bj, 2017). En China, el lodo fue secado a temperatura ambiente durante tres días, luego este fue calentado a 75°C, después se impregno con KOH, H3PO4 y ZnCl2 para la activación química el cual duro 24 horas, luego se hizo uso de un microondas a 105°C, luego se pasó a un enfriamiento y un breve limpiado con agua y ácido clorhídrico, las pruebas de absorción se hicieron en aguas residuales de un matadero, en la cual determino como mejor activador en este medio a H3PO4 (Wu et al., 2014). 19 Asimismo, en China la muestra fue de lodos de PTAR municipal el cual fue secado a 110°C durante 24 horas y se carbonizo a 450°C, luego se pasó a la activación a 6M ZnCl2 durante 5 horas a 85°C y posteriormente se pasó a secar a 105°C por 12 horas, el proceso se pirolisis fue a 750°C durante 2 horas, luego se hizo lavado de HCl 3M y agua para finalmente secar a una temperatura de 105°C, las pruebas de adsorción fue con formaldehidos teniendo resultados 498mg/m3 (Wen et al., 2011). En Japón, también se reutilizo los lodos de PTAR, en el cual tuvo tres activadores químicos ZnCl2, H3PO4, H2SO4. El proceso de secado fue a 105°C durante 24 horas, las impregnaciones con cada uno de los activadores fueron de 24 horas cada uno, luego se piroliso a 650°C, para luego ser lavado con HCl y el secado final a 105°C, las pruebas de adsorción se hicieron con mercurio (Hg), la efectividad de estos se vio en la adsorción Hg (II) pero esto dependió del pH y se determinó que existía una relación directa entre el pH y la efectividad adsorción, es decir a mayor pH mayor eficiencia (Zhang, Nriagua & Itoh, 2005). Tabla 7. Comparaciones de activadores en diversos estudios País Activadores Componente adsorvido Chile 3M ZnCl2 Cristal Violeta Venezuela H3PO4 Azul de Metileno Gran Bretaña 5M ZnCl2 Fenol y CCl4 Canadá 5M ZnCl2 COH/HAP China H3PO4 Aguas Residuales de Matadero China 6M ZnCl2 Formaldehido Japon ZnCl2, H3PO4, H2SO4 Hg (II) Fuente. Elaboración Propia 20 CONCLUSIONES La obtención de carbón activado a partir de lodos residuales de PTAR representa como una alternativa sostenible, bajo costo y tiempo; ya que se aprovecha los lodos que básicamente se tienen pocas opciones de manejo porque sus disposiciones finales muchas veces son un relleno sanitario y poder darle un valor agregado para poder controlar olores, tratar aguas residuales y aplicación en otros escenarios; sin embargo, en Perú no existe normativa ni protocolos para realizar este tipo de proyectos tanto en el sector público y privado. 21 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANA. (2009). V Foro Mundial del Agua. Informe país. Andrade, M., Marcet, P., Reyzábal, M., & Montero, M. (2000). Contenido, evolución de nutrientes y productividad en un suelo tratado con lodos residuales urbanos. Edafologia, 7(3), 2-29. Bastidas, M., Buelvas, L., Márquez, M., Rodríguez, K. (2010). 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