Aplicación de tecnologías avanzadas de oxidación en el tratamiento de las aguas residuales de la industria oleícola

Abstract

Esta Tesis Doctoral, se ha llevado a cabo en los laboratorios del Área de Ingeniería Química del Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica, de la Universidad Pablo de Olavide de Sevilla. Este trabajo de investigación ha estudiado la aplicación de algunas de las Tecnologías Avanzadas de Oxidación en el tratamiento de las aguas residuales generadas por la industria del aceite de oliva.

La producción del aceite de oliva genera un elevado volumen de aguas residuales en las almazaras (ARAs). Dichas aguas residuales, se caracterizan por su alta carga contaminante que varía en función del proceso utilizado en la elaboración del aceite de oliva. En este sentido, existen procesos continuos (por centrifugación) y discontinuos (de prensa). Actualmente, España es el primer productor de aceite de oliva a nivel mundial, y en casi todas sus almazaras se utiliza el proceso continuo que cuenta con una centrífuga horizontal `Decanter¿ de dos salidas, una para el aceite de oliva y la otra para la fase sólida (alperujo). Concretamente, en este proceso las ARA se generan durante las operaciones del lavado de las aceitunas (aguas de lavado de aceitunas) y durante el lavado del aceite de oliva en las centrífugas verticales (aguas de lavado de aceite). Las ARA se caracterizan por poseer un pH ligeramente ácido y una elevada carga orgánica que cuenta con una fracción de compuestos fenólicos (CF) inhibidores del crecimiento microbiano. Debido a estas características, estas aguas no pueden ser reutilizadas en el propio proceso u otros procesos, ni vertidas a los causes públicos y tampoco está permitido su uso de forma directa en el riego. Por todo ello, la solución a esta situación hasta el momento se ha basado en la gestión de dichas ARA acumulándolas en balsas de poca profundidad con el objetivo de su evaporación durante los meses de verano. Aunque en los últimos años, se ha observado varios intentos de dar una solución a estas aguas residuales pero sin éxito. Una adecuada respuesta a este problema medioambiental, sería encontrar una solución definitiva, basada en una tecnología sencilla capaz de dar respuesta a las posibles fluctuaciones en la composición bioquímica de estas aguas, garantizando un tratamiento donde el agua resultante puede optar a ser aprovechada y reutilizada de forma que garantiza la economía circular del proceso. En otras palabras, ofrecer una solución que permite diferentes grados de degradación, de forma que el agua final puede ser aprovechada según la necesidad de cada almazara (riego, reutilización o vertido).

Durante la revisión bibliográfica llevada a cabo, se han encontrado diferentes propuestas para el tratamiento de las ARA. En este sentido, cabe mencionar los procesos basados en operaciones de coagulación y floculación, reducción biológica (aerobia y anaerobia) y filtraciones por membranas (micro-, ultra- y nano-filtración además de la ósmosis inversa). Independientemente del coste económico que implica el uso de cualquiera de estos procedimientos. Estas propuestas muestran debilidades técnicas ya que las dos primeras no permiten alcanzar niveles suficientes en cuanto a la calidad del agua final aparte de los problemas operativos de estos procedimientos. En cuanto a la tercera propuesta, las tecnologías de membranas se caracterizan por el fraccionamiento del efluente líquido sin llevar a cabo una eliminación estructural de la materia orgánica causante de la contaminación. Es decir, desplazan el problema (generando rechazos en forma de residuo sólido) con bajos caudales de permeado (agua tratada), sin olvidar el principal problema de estas técnicas que es el `fouling¿ que pueden causar las ARAs en las membranas utilizadas.

Las Tecnologías Avanzadas de Oxidación que han sido utilizadas en la remediación y destoxificación de las aguas, en especial las industriales y normalmente en pequeña y mediana escala, pueden ser utilizadas solas, combinadas entre ellas o con otros métodos convencionales. Estas tecnologías se basan en procesos físico-químicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes transformándolos en dióxido de carbono, agua y otros posibles subproductos más simples.

Una de estas tecnologías, concretamente, la reacción de Fenton ha sido utilizada previamente por nuestro grupo de investigación para el tratamiento de las aguas de lavado de aceite y aceitunas con resultados satisfactorios. En este caso, se ha podido producir aguas para el riego a partir de ARA con una carga orgánica inicial de 3 g DQO/L, empleando un proceso formado por un reactor de oxidación, tanque de neutralización, decantador para la floculación-sedimentación y un sistema de filtración formado por tres filtros en serie con rellenos de arena, arena y hueso de aceitunas. El tiempo de retención hidráulica en el reactor de oxidación ha sido de 3 a 4 h.

En este trabajo, se ha continuado con la labor investigadora con el fin de conseguir agua final tratada con una calidad superior, que permite el cierre del ciclo de agua en la almazara con la reutilización del agua final resultante en el propio proceso (obtención de agua con calidad potable en los mejores casos), en el riego o en otros procesos sin necesidad de ampliar notablemente el proceso e incrementar los costes del tratamiento