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Tratamiento de lixiviados por oxidación avanzada:
Una revisión
resumen
El objetivo fue analizar el tratamiento de lixiviados por Procesos
de Oxidación Avanzada (POAs), basados en el método Fenton.
Para la búsqueda de información se utilizaron las palabras
clave “Oxidación Avanzada”, “Relleno Sanitario”, “Lixiviado”,
“Fenton”, “Leachate” y “Landll”, en las bases de datos Scopus,
Dialnet, Scielo y Redalyc. Se trabajó con el método Prisma para
revisiones sistemáticas, cuya búsqueda mostró 2751 artículos,
de los cuales 199 fueron tomados de Scopus, 14 de Dialnet,
12 de Scielo, y 2526 de Redalyc, de los cuales, se excluyeron
2718 artículos por no estar relacionados con el objetivo de la
investigación. De las 33 publicaciones cientícas seleccionadas,
nueve presentaron aplicaciones directas del método Fenton,
y con aplicaciones combinadas del método Fenton fueron 24.
Se caracterizan y analizan los resultados obtenidos en relación
con sus eciencias con base a la DQO (Demanda Química de
Oxígeno. Se concluye que el método Fenton con aplicación
directa puede alcanzar eciencias entre el 42 al 85% de la DQO,
mientras que el método combinado alcanza un rango del 65 al
99.88% para la DQO.
Palabras clave: Relleno Sanitario; Lixiviado; Fenton; Oxidación
Avanzada
absTracT
e objective was to analyze the treatment of leachates by
Advanced Oxidation Processes (AOPs), based on the Fenton
method. To search for information, the keywords “Advanced
Oxidation”, “Sanitary Landll”, “Leached”, “Fenton”, “Leachate”
and “Landll” were used in the Scopus, Dialnet, Scielo and
Redalyc databases. We worked with the Prisma method for
systematic reviews, whose search showed 2751 articles, of
which 199 were taken from Scopus, 14 from Dialnet, 12 from
Scielo, and 2526 from Redalyc, of which 2718 articles were
excluded because they were not related. with the objective of
the investigation. Of the 33 selected scientic publications, nine
presented direct applications of the Fenton method, and with
combined applications of the Fenton method there were 24. e
results obtained are characterized and analyzed in relation to their
eciencies based on COD (Chemical Oxygen Demand). that
the Fenton method with direct application can reach eciencies
between 42 to 85% of the COD, while the combined method
reaches a range of 65 to 99.88% for the COD.
Keywords: Landll; Leachate; Fenton; Advanced Oxidation
A O V A
J I
,
A P
L M R E
1 Escuela Universitaria de Posgrado
(EUGP). Grupo de Investigación en
Sostenibilidad Ambiental. Universidad
Nacional Federico Villarreal, Lima,
Perú .
2 Facultad de Ciencias Biológicas. Grupo
de Investigación “One Health”. Escuela
de Posgrado (EPG). Universidad
Ricardo Palma, Lima - Perú.
3 Universidad Nacional Autónoma de
Tayacaja Daniel Hernández Morillo,
Huancavelica - Perú
Autor de correspondencia:
omarvasquez36@gmail.com
Treatment of leachate by advanced oxidation: A review
Recibido: mayo 20 de 2022 | Revisado: mayo 30 de 2022 | Aceptado: junio 02 de 2022
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© Los autores. Este artículo es publicado por la Revista Campus de la Facultad de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad
de San Martín de Porres. Este artículo se distribuye en los términos de la Licencia Creative Commons Atribución No-comercial
– Compartir-Igual 4.0 Internacional (https://creativecommons.org/licenses/ CC-BY), que permite el uso no comercial,
distribución y reproducción en cualquier medio siempre que la obra original sea debidamente citada. Para uso comercial
contactar a: revistacampus@usmp.pe.
https://doi.org/10.24265/campus.2022.v27n33.04
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Introducción
La variada acumulación de residuos
sólidos en los rellenos sanitarios hace
posible que el lixiviado formado adquiera
una composición compleja en su estructura
de formación, deniéndose como un
producto obtenido de la percolación de
líquidos mediante la estabilización de los
residuos sólidos. Los lixiviados se generan
como consecuencia de los residuos, la
humedad y la percolación de líquidos a
través de los desechos durante el proceso
de estabilización (Méndez et al., 2019).
El difícil tratamiento de los lixiviados
es debido a que sus componentes son
altamente tóxicos y variables, sumado a
que los suelos son bastante permeables
signicando un peligro para la salud.
Seibert et al. (2019), basados en diferentes
estudios sobre las características y
toxicidad de los lixiviados proveniente
de los rellenos sanitarios, identicaron
la presencia de 12 sustancias químicas
disruptores (“Endocrine Disrupting
Chemicals”, EDC), muy frecuentes
en diferentes rellenos sanitarios del
mundo. Estos compuestos EDC fueron
relacionados con la presencia de plásticos,
productos de aseo personal, insecticidas
y residuos de artículos de limpieza, los
cuales debido a sus características tóxicas
y bioacumulativas son asociadas con
trastornos en los procesos metabólicos
que conllevan a diferentes enfermedades
que se maniestan con el tiempo en
cáncer, infertilidad y otras.
Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU),
por lo general, están mezclados con
residuos peligrosos de tipo industrial, lo
que origina contaminación química. Los
lixiviados muestran una gran variación,
caracterizándose principalmente por
su
elevada cantidad de compuestos de
naturaleza orgánica, sólidos totales
disueltos y microorganismos patógenos
como los coliformes (Espinosa et
al., 2010). La Agencia de Protección
Ambiental (EPA) considera a los metales
pesados, plaguicidas y otras sustancias
asociadas, como contaminantes de
acuíferos por su elevado grado de
movilidad, nivel de persistencia y
toxicidad, sumado a ello afectan
de manera importante las cargas
hidráulicas, como lagos y canales de
irrigación; y debido a sus características
sicoquímicas, por lo general son
resistentes a la biodegradación (Hirata,
2002).
Los compuestos más recalcitrantes
de remover en los lixiviados son las
sustancias húmicas y fúlvicas, por lo que
es necesario proponer un tratamiento que
asegure la remoción de la elevada carga
orgánica presente y la precipitación de los
elementos y/o compuestos no degradados
(Nercolini et al., 2019), motivo por el
cual se requiere demostrar la capacidad
que presentan los Procesos de Oxidación
Avanzada (POAs), cuyos métodos
pueden ser aplicados de manera directa
o combinada en la remoción de materia
orgánica, medidos generalmente bajo
parámetros indicadores como la DQO
(Demanda Química de Oxígeno), DBO
(Demanda Bioquímica de Oxígeno)
y COT (Carbono Orgánico Total)
(Chen et al., 2013; Sruthi et al., 2018;
San Pedro et al., 2019). En esa misma
línea, Colombo et al. (2018), proponen
una forma de tratar los lixiviados de
los rellenos sanitarios, combinando un
proceso biológico previo con uno de
oxidación foto-fenton, a n de mejorar
las eciencias. Bajo el mismo principio,
Sruthi et al. (2018), realizaron un proceso
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comparativo entre fenton heterogéneo
y electro-fenton, y nalmente Jung
et al. (2017), dentro de los procesos
de oxidación química compararon las
eciencias entre el proceso fenton y el de
ozonización.
Se han empleado procesos de aplicación
con ozono / peróxido de hidrógeno-
Fenton y varios esquemas de tratamiento
combinados para los lixiviados recolectados
de un vertedero de eliminación de
desechos (Goi et al., 2015). En ese mismo
camino, Silveira et al. (2018), evaluaron
la viabilidad de la oxidación secuencial de
persulfato y Fenton para la decoloración y
mineralización de lixiviados de un relleno
sanitario.
Contribuyendo con la mejora de la
calidad de las aguas naturales presentes
en el área de inuencia de los rellenos
sanitarios, que vienen siendo impactadas
por los lixiviados, se planteó desarrollar una
revisión que permita conocer la efectividad
del método Fenton y otras técnicas, que
asegure su inocuidad para ser vertido a un
cuerpo receptor. En tal sentido, el objetivo
propuesto en la presente revisión es mostrar
las evidencias registradas por cada una de
las investigaciones sobre el tratamiento
de lixiviados por POAs con aplicación
directa o combinada del método Fenton,
considerado bajo diferentes perspectivas o
realidades, a n de demostrar la eciencia
alcanzada.
Método
El estudio se realizó a través de una
revisión de la literatura cientíca en base
a datos seleccionados previamente, en
el cual se utilizaron palabras clave para
la identicación de los artículos que
formaron parte del presente trabajo,
también se usó el número de páginas,
año y lugar de la publicación, autor, tipo
de la investigación, problemas, objetivos,
resultados de toda la investigación
asociando artículos, datos relevantes que
permitirán organizar la información.
En el desarrollo de la investigación
se emplearon algunas fuentes para la
recolección de información de revistas
indexadas, donde se identicaron artículos
a través de la búsqueda primaria, para
posteriormente aplicar los criterios de
inclusión. Las palabras clave utilizadas
para escoger los artículos relacionados
con el tema a revisar fueron: “Lixiviados”,
“Relleno Sanitario”, “Oxidación Avanzada”,
“Fenton”, “Leachate” y “Landll”,
principalmente, en las bases de datos como
Scopus, Dialnet, Scielo y Redalyc.
En el método se consideraron
artículos de revistas indexadas, pero
sobre todo se buscó incluir aquellas de
preferencia registradas del 2002 al 2022,
por encontrarse dentro del objetivo de la
investigación. Los idiomas considerados
para la búsqueda de la información
fueron de preferencia el inglés, portugués
y español, que incluían artículos sobre
tratamiento de lixiviados por Oxidación
Avanzada y/o Fenton, coadyuvando a
considerar aquellos que profundizaran
en nuestro tema de interés, analizando
resúmenes, contenidos teóricos y
resultados.
Asimismo, se excluyeron artículos y
documentos que no cumplían con el
criterio de inclusión, del mismo modo no
se consideraron aquellas investigaciones
que no resultaron relevantes o carecían
de rigor cientíco.
T : U
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Resultados
El artículo de revisión comprende
33 artículos seleccionados, de los cuales
6
RESULTADOS
El artículo de revisión comprende 33 artículos seleccionados, de los cuales 31 de ellos
corresponden a estudios experimentales y los dos restantes a revisiones (Figura 1).
Figura 1
Diagrama Prisma para el procesamiento de la Información en el tratamiento de
lixiviados por Procesos de Oxidación Avanzada (POA) con aplicación directa o
combinada del método Fenton.
Registros obtenidos en la búsqueda en bases de
datos
(n = 2751)
Scopus: (n = 199)
Dialnet: (n = 14)
Scielo: (n = 12)
Redalyc: (n = 2526)
Registros
duplicados:
(n = 21)
Registros excluidos:
(n = 2486)
Artículos de texto completo
evaluados para elegibilidad
(n = 59)
Artículos excluidos:
(n = 26)
Estudios incluidos en la
revisión
(n = 33)
Registros con títulos del tema:
(n = 2545)
Registro final sin duplicados
(n = 2730)
Inclusión
Elegibilidad
Tamizaje
Identificación
31 de ellos corresponden a estudios
experimentales y los dos restantes a
revisiones (Figura 1).
Figura 1
Diagrama Prisma para el procesamiento de la Información en el tratamiento de lixiviados
por Procesos de Oxidación Avanzada (POA) con aplicación directa o combinada del método
Fenton.
A continuación, en la Tabla 1, se
describe los aspectos más relevantes
de las investigaciones realizadas por
los diferentes autores de acuerdo con
sus objetivos planteados, tanto para
aplicaciones directas como combinadas,
y ordenadas desde la más reciente hasta
la más antigua (2022-2002).
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Tabla 1
Características de los estudios en el tratamiento de Lixiviados por Procesos de Oxidación
Avanzada (POA), con aplicación directa y combinada
[Autor, Año] Relevancia
[Kucharska et al. (2022)]
Los resultados obtenidos del proceso combinado demuestran que
hay una mejora considerable del índice de biodegradabilidad, lo que
permite complementarlo con un tratamiento biológico. Los resultados
permiten el cumplimiento de las normas legales para descarga.
[Mahtab et al. (2020)]
Se evaluó estadísticamente el proceso Fenton, a n de analizar las
condiciones operativas óptimas del sistema, donde se encontró que las
mayores eciencias se dieron a pH ácido (3.1), así mismo, se indicó
que un incremento de oxidante no signica necesariamente alcanzar
una mayor remoción de DQO.
[Gautam et al. (2019)]
En la presente revisión se evaluaron diferentes métodos de oxidación
avanzada, concluyendo que el método de Ozono con Peróxido de
Hidrógeno o Persulfato alcanza altas eciencias.
[Méndez et al. (2019)]
La aplicación combinada de Fenton/Filtración/Adsorción mostró
resultados altamente ecientes en la remoción de la DQO y Color
preferentemente, asociado posiblemente a su gran capacidad oxidativa
y complementado con la ltración y Adsorción.
[Seibert et al. (2019)]
De acuerdo con el estudio se concluye que los procesos combinados
Fenton/Biológicos suelen proporcionar tasas de eliminación de DQO
más altas en comparación con los independientes, permitiendo
alcanzar límites permisibles para descargas.
[San Pedro et al. (2019)]
El tratamiento por Fenton y Adsorción es eciente para remover
materia orgánica medida como DQO y BPA. Los resultados indican
que la mayor parte del BPA se degrada en la Oxidación de Fenton
complementada con la adsorción.
[Nercolini et al. (2019)]
La evaluación por procesos independientes en la remoción del Color,
indicaron que los resultados óptimos alcanzados fueron por el método
Fenton, trabajado con el catalizador convencional
(FeSO
4
)
[Sruthi et al. (2018)]
El presente estudio demuestra que los dos procesos Fenton son
ecientes, aumentando su biodegradabilidad considerablemente
de 0.03 a 0.52. Sin embargo, el requerimiento de dosicación del
catalizador por el proceso Electro-Fenton justica su factibilidad.
[Silveira et al. (2018)]
De los resultados obtenidos se puede indicar que el incremento
del
radical oxidante OH mediante el H
2
O
2
,
aumentó la mineralización
general por encima del 90% para un tiempo a 480 min.
[Colombo et al. (2018)]
La presencia de Materia Orgánica por el método biológico fue difícil
de degradar por los compuestos recalcitrantes que poseen los lixiviados
de difícil biodegradación. Sin embargo, el método combinado alcanzó
eciencias considerables en la remoción de MO, mejorando el índice
de biodegradabilidad.
[Gomes et al. (2018)]
La aplicación combinada de Ozono con peróxido de hidrógeno
mostró resultados altamente ecientes en la remoción de la DQO
preferentemente, asociado posiblemente a su gran capacidad
oxidativa.
T : U
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[Jung et al. (2017)]
El proceso Fenton exhibió un mejor rendimiento que la ozonización
en sus respectivas condiciones óptimas, porque los radicales OH
podrían efectivamente descomponen tanto la materia orgánica
disuelta (DOM) hidrófoba como la hidróla,
pero el O
3
tiende a
oxidar selectivamente compuestos
hidrofóbicos solos.
[Biglarijoo et al. (2017)]
El proceso Fenton mostró un mejor tratamiento que la Ozonización,
con relación a sus eciencias, degradando Materia Orgánica Disuelta
(DOM) hidrófoba como hidróla.
[Medina et al. (2017)]
La aplicación directa indicó que el proceso Fenton es una alternativa
ecaz para tratamiento de sustancias persistentes en lixiviados y puede
ser aplicado como post-tratamiento.
[Silva et al. (2016)]
Los resultados alcanzados en el proceso combinado Foto-Fenton
indicaron que se alcanzaron eciencias importantes de remoción de
Carbono Orgánico Disuelto, pero con alto consumo de Peróxido de
Hidrógeno, por lo que se recomienda realizar una previa coagulación
y oculación.
[Costa et al. (2015)]
Si bien es cierto los procesos evaluados han mostrado buenas
eciencias de tratamiento, comparativamente el método Foto- Fenton
tuvo mayor eciencia en la degradación de la DQO y la Toxicidad,
observando la importancia de los rayos UV solares para degradar
materia orgánica recalcitrante y toxica.
[Amiri & Sabour (2014)]
Estadísticamente la relación H
2
O
2
/ Fe
+2
, muestran una inuencia
signicativa en la remoción de la DQO. Se aprecia también que la
relación DBO/DQO aumenta, lo que indica un incremento en la
biodegradabilidad.
[Silva et al. (2013)]
En el presente estudio se demostró la alta eciencia del método Foto-
Fenton complementada con la Oxidación Biológica, pero se vio
afectada en la primera fase por la presencia de sólidos en suspensión,
motivo por el cual se requirió de mayores
concentraciones de H
2
O
2
y energía para degradar la materia
orgánica particulada. Otro factor
limitante fue las bajas temperaturas de trabajo lo que provoca bajas
tasas de reacción.
[Chen et al. (2013)]
El método Fenton es recomendable para la degradación total de la
DQO y Color de lixiviados con resultados en pocos minutos. La
acción de Fe
+2
y H
2
O
2
resultan importantes en la oxidación al
formar
los radicales Hidroxilo en niveles bajos, pero reducen su nivel de
oxidación en elevadas concentraciones.
[Amr & Aziz (2012)]
El método combinado de Ozono/Peróxido de Hidrógeno muestra
una remoción media de la DQO, baja de Amonio y alta de Color.
[Moravia et al. (2011)]
El POAs basado en el reactivo de Fenton demostró ser adecuado
para el tratamiento de lixiviados con características refractarias, sin
embargo, es preciso indicar que el método no es eciente para otros
parámetros como nutrientes, cloruros, alcalinidad y metales.
[Moravia et al. (2011)]
El euente tratado mostró que tiene características refractarias, por
el cual se optó por trabajarlo en un proceso combinado de Fenton
con Microltración donde se alcanzaron eciencias relativamente
elevadas.
[Méndez et al. (2010)]
Los resultados alcanzados en el proceso combinado Fenton/Adsorción
indicaron que se alcanzaron elevadas eciencias de remoción al
concluir de manera secuencial el tratamiento considerado.
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[Wu et al. (2010)].
El análisis de resultados aplicado por separado entre la DQO y los HS,
indicaron que se alcanza una buena remoción a temperatura ambiente
(20ªC) y concentración ferrosa moderada, sin embargo, la máxima
eciencia se llega a obtener cuando alcanza una temperatura de 70ªC.
[Méndez et al. (2010)]
El lixiviado recolectado que se produce en el relleno sanitario, no
es suciente para un tratamiento biológico, ya que el índice de
biodegradabilidad (DBO/DQO) promedio es igual a 0,07. En el
análisis, la relación DQOs/DQOt del lixiviado se determinó que el
96% de la materia orgánica se encuentra en forma disuelta.
[Wang et al. (2009)] El proceso combinado del método mostró una excelente remoción
de la DQO y eliminación del Color. Al concluir el tratamiento por
ltración Biológica, se alcanzó una concentración nal de 75 mg/l, lo
que permitió cumplir con la norma de descargas.
[Zhang et al. (2009)] De acuerdo a los resultados del diseño factorial utilizado, mostraron
que el pH y la DQO, y la interacción entre el pH-DQO dieron
efectos negativos, pero por el contrario la dosicación de
Fe
+2
y la
relación H
2
O
2
/Fe
+2
mostraron un efecto positivo.
[Goi et al. (2009)]
Los procesos individuales o combinados no llegaron a cumplir los
límites para descargas a pesar de haber alcanzado con Fenton/
Ozono un alto grado de remoción de DQO y mejorado el índice de
biodegradabilidad, por lo que se recomienda complementarlo con un
biológico.
[Méndez et al. (2009)]
Las eciencias alcanzadas en los cuatro tratamientos muestran que
el proceso Fenton alcanza las mayores eciencias de remoción para
DQO y DBO, en relación con los otros tratamientos aplicados.
[Pan et al. (2008)]
Los resultados experimentales indicaron que el proceso de ultrasonido/
Fenton alcanzó tasas de eliminación de DQO y color más altas que los
trabajados en forma individual, considerando las condiciones óptimas
para los tres casos.
[Zhang et al. (2006)]
El estudio demuestra que el proceso Electro-Fenton puede degradar
de manera efectiva los componentes orgánicos en un tiempo corto y
adquiere una mayor eciencia al incrementarse la corriente eléctrica
y el reactivo Fenton, así como al optimizar la distancia entre los
electrodos.
[Lange et al. (2006)]
El tratamiento Fenton presenta eciencias importantes para ser
utilizado como tratamiento preliminar en la remoción de compuestos
orgánicos e inorgánicos, presentando ventajas operativas y exibilidad
para el control de variables.
[Haapea et al. (2002)]
Los resultados combinados de una pre-ozonización con un sistema
biológico mostraron las mayores eciencias que las mostradas
individualmente. En tal sentido, se propone complementar con un
proceso biológico como tratamiento nal. Así mismo, los sistemas
combinados de Ozono con Peróxido de Hidrógeno no mostraron
cambios signicativos después de la Ozonización.
La evaluación de las eciencias de los
33 estudios se agrupó en dos tablas. Los
procesos con aplicaciones directas del
método Fenton son descritos por nueve
autores en la Tabla 2, y los procesos con
aplicaciones combinadas son descritos
por 24 autores en la Tabla 3. El indicador
común utilizado para la medición de las
eciencias fue la DQO.
En la Tabla 2, se muestran los estudios
realizados por nueve autores asiáticos
T : U
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y sudamericanos, ordenados del más
reciente al más antiguo (2020 al 2009),
destacando la aplicación directa del
método Fenton y las eciencias alcanzadas
en cada investigación.
Tabla 2
Eciencias alcanzadas para el tratamiento de lixiviados por Procesos de Oxidación Avanzada
(POAs) por el método Fenton con aplicación directa, referidos por cada autor e investigación.
Autor/Año/País Método Eciencia (%)
(Mahtab et al., 2020), India Fenton DQO: 61%
(Biglarijoo et al., 2017), Iran Fenton DQO: 95, 93 y 81%
(Medina et al., 2017), Perú Fenton DQO: 42%
(Lange et al., 2016), Brasil Fenton DQO: 75%
(Amiri & Sabour, 2014), Irán Fenton DQO: 69%
(Chen et al., 2013), China Fenton DQO: 85%
DQO: 76.7%
(Moravia et al., 2011), Brasil Fenton Color Real: 76.4%
Sustancias Húmicas: 50%
(Méndez et al., 2010), Colombia Fenton
COT: 87%
DQO: 78%
(Zhang et al., 2009), China Fenton DQO: 17.7- 81.4%
En la Tabla 3, se muestra los estudios
realizados por 24 investigadores,
ordenados según la antigüedad en forma
descendente (2022 al 2002), resaltando la
aplicación combinada del método Fenton
e indicando las eciencias alcanzadas en
cada caso particular.
Tabla 3
Eciencias alcanzadas por Procesos de Oxidación Avanzada (POAs) por el método
Fenton con aplicación combinada referidos por cada autor y estudio desarrollado.
Autor/Año/País Método Eciencia (%)
(Kucharska et al., 2022), Polonia
Microelectrólisis
Interna (IME)/O
/OH
/H
2
O
2
DQO: 95.4%
COT: 94.1%
Color: 98.2%
(Gautam et al., 2019), India
Ozono-UV-H
2
O
2
-
Electrocoagulación-
Oxidación Electroquímica
DQO: 90%
Color: 85%
(Seibert et al., 2019), Brasil Fenton/Biológico DQO: 82-98%
(Colombo et al., 2019), Brasil Biológico/Foto-Fenton DBO y DQO: 98%
(Méndez et al., 2019), México Fenton/ltración/ adsorción
DQO: 99.9%
Color: 100%
TSS: 83.5%
(San Pedro et al., 2019), México Fenton/Adsorción
DQO, COT, Color, y
N-Amoniacal: > 99%
(Nercolini et al., 2019), Brasil Fenton/Fenton-Like
Color (Fenton): 98.17%
Color (Fenton-Like): 70%.
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(Sruthi et al., 2018), India.
Fenton Heterogéneo/
Electrofenton
Electro-Fenton (DQO):
7.5%
Fenton Heterogéneo
(DQO): 88.6%
(Jeerson et al., 2018), España.
Electrolisis/FeTiO3/U
V-LED
COT: 53%
(Paulo & Kerber, 2018), Brasil.
Ozono/Peróxido de
Hidrógeno
DQO: 99.88%
COT: 66%
CI (Carbono Inorgánico):
23%
(Jung et al., 2017), EEUU.
Biológico/Fenton/
Ozonización
DQO: 50.8-64.3%
(Silva et al., 2016), Brasil. Foto-Fenton
COD (Carbono Orgánico
Disuelto): 79-77%
(Goi et al., 2015), Estonia.
Ozonización/Ozono-
Peróxido de
Hidrógeno/Fenton
Fenton/Ozonización
(DQO): 77%
(Moraes da Costa et al., 2015), Brasil.
Fenton-Oscuro/Foto-
Fenton
Fenton Oscuro (DQO): 56
y 19%
Foto-Fenton (DQO): 88 y
78%
(Silva et al., 2013), Portugal
Foto-Fenton/Oxidación
Biológica
DQO: 86%
Oxidación Química: 55%
Oxidación Biológica: 31%
(Amr & Aziz, 2012), Malasia
Ozono/Peróxido de
Hidrógeno
DQO: 65%
Amonio: 12%
Color: 98%.
(Moravia et al., 2011), Brasil Fenton/Filtración
DQO: 76.7%
Color real: 76.4%
(Wu et al., 2010). China
Coagulación/
Fenton/Filtración Aireada
Biológica
DQO: 66% (20°C) y
69.3 (70 °C)
Componentes Húmicos
(HS): 85%
(20°) y 91.5% (70°)
(Méndez et al., 2010), Mexico Fenton/Adsorción
DQO: 98.9
Color: 100%
(Méndez et al., 2009), México
Coagulación- oculación,
otación, adsorción y
oxidación Fenton.
DQO: 78%
Fenton (COT): 87%
(Wang et al., 2009). China
Coagulación/ Fenton/
Filtración Aireada
Biológica
DQO: 56%
Color.: <10 grados
(Pan et al., 2008), China Ultrasonido/ Fenton
Color: 100%
DQO: 73.5%
(Zhang et al., 2006). China Electro Fenton DQO: 81%
(Haapea et al., 2002), Finlandia
Ozonización con
Peróxido de Hidrógeno/
Peróxido de Hidrógeno +
Biológico
Ozonización/H
2
O
2 (COT):
30-50%
Ozonización- Biológico
(COT): 50-95%
T : U
66
| C | V. XXVII | N. 33 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
Los diferentes métodos utilizados en
el tratamiento de lixiviados estuvieron
dirigidos, principalmente, hacia la
remoción de materia orgánica refractaria
disuelta o particulada, cuyos resultados
nales como ya se indicó varían de
acuerdo con el estudio realizado.
Discusión
Los lixiviados procedentes de los
vertederos o rellenos sanitarios contienen
compuestos de naturaleza orgánica
e inorgánica, donde muchos de ellos
presentan características refractarias
y difíciles de biodegradar, por ello
la preocupación está encaminada en
la degradación de estas sustancias
recalcitrantes. Dentro de las técnicas
aplicadas hasta el día de hoy los POAs,
basados en el método Fenton, han
demostrado alcanzar cierto grado de
eciencia para remover la materia
orgánica disuelta y particulada (Moravia,
2011; Colombo, 2018).
Aplicación directa del método Fenton
como POA
Con la nalidad de conocer los
grados de eciencias en el tratamiento
de lixiviados, nueve investigaciones
muestran los resultados obtenidos al
aplicar de manera directa el método
Fenton como sistema de tratamiento
de lixiviados en la remoción de materia
orgánica recalcitrante, no obteniendo
necesariamente los mismos grados de
eciencia, asociado posiblemente a las
características inherentes del euente
tratado.
Estadísticamente, de acuerdo con los
resultados del diseño factorial utilizado
por Zhang et al., (2009), mostraron que
el pH y la DQO, y la interacción entre
el pH-DQO dieron efectos negativos,
pero por el contrario la dosicación de
Fe
+2
y la relación
H
2
O
2
/Fe
+2
mostraron
un efecto positivo, lo que demuestra
la alta correlación que existe
entre el
oxidante y el catalizador, llegando a
alcanzar eciencias de hasta el 81.4%
en la remoción de la DQO. Siguiendo la
misma línea estadística en la evaluación
por procesos Fenton, Mahtab et al.
(2020) analizaron las condiciones
operativas óptimas del sistema, donde se
encontró que las mayores eciencias se
dieron a pH ácido de 3.1, alcanzando
una eciencia del 61 % de la DQO, así
mismo se demostró que un incremento
de oxidante no signica necesariamente
alcanzar una mayor remoción de DQO,
lo que también demuestra que existe
un punto óptimo de máxima eciencia,
muy
independientemente de la alta
concentración del oxidante. La relación
H
2
O
2
/ Fe
+2
,
muestran una inuencia
signicativa en la remoción de la DQO
(Amiri & Sabour, 2014), donde se aprecia
también que la relación DBO/DQO
aumenta, lo que indica un incremento
en la biodegradabilidad, alcanzando
eciencias del 69% de la DQO.
El proceso Fenton mostró un
mejor tratamiento que la Ozonización
(Biglarijoo et al., 2017), alcanzando una
elevada degradación de Materia Orgánica
Disuelta (DOM) tanto hidrófoba como
hidróla, obteniéndose resultados nales
de eciencia de 81%, 93% y 95% en
relación con la DQO. Un factor importante
que permita conocer la capacidad de
biodegradación de los compuestos
orgánicos es determinar la relación
existente entre la DBO/DQO, conocido
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| C | V. XXVII | N. 33 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
como índice de biodegradabilidad, en
esa línea de investigación algunos de
los resultados obtenidos por Méndez et
al. (2010) muestran que el tratamiento
biológico resulta insuciente para el
control de lixiviados ya que el índice
de biodegradabilidad (DBO/DQO)
promedio resultó igual a 0.07, así mismo
en el análisis, la relación DQOs/DQOt
del lixiviado se determinó que el 96% de
la materia orgánica se encuentra en forma
disuelta, obteniéndose eciencias con el
método Fenton del 87% para COT y del
78% para DQO.
La aplicación del método Fenton
también puede ser evaluado a través
de otros indicadores como el Color y
complementado por la DQO (Chen et
al., 2013). Se recomienda su uso para una
elevada degradación de lixiviados con
resultados en pocos
minutos. La acción
de Fe
+2
y H
2
O
2
resultan importantes
en la oxidación al formar los
radicales
Hidroxilo en niveles bajos, pero reducen
su nivel de oxidación en elevadas
concentraciones, es por ello que se sugiere
encontrar la dosis óptima. Mediante este
proceso se ha logrado alcanzar eciencias
del 85% con relación a la DQO.
Algunos estudios sugieren que el
tratamiento Fenton presenta eciencias
importantes para ser utilizado como
tratamiento preliminar en la remoción
de compuestos orgánicos e inorgánicos
(Lange et al., 2006), presentando ventajas
operativas y exibilidad para el control
de variables, cuyos resultados alcanzan
hasta el 75% de eciencia para la DQO.
Dentro de los POAs en general, aquellos
basados en el reactivo Fenton (Moravia et
al., 2011), han demostrado ser adecuados
para el tratamiento de lixiviados con
características refractarias, llegando
a obtener eciencias importantes de
remoción del 76.7 % para DQO, 76.4%
para Color Real y 50% para sustancias
húmicas; sin embargo, también
demostraron que el método no es eciente
para otros parámetros como nutrientes,
cloruros, alcalinidad y metales.
Eciencias menores han sido
reportados por otros investigadores
(Medina et al., 2017), alcanzando
remociones del 42%, indicando que la
aplicación directa del método Fenton es
una alternativa opcional y ecaz para el
tratamiento de sustancias persistentes en
lixiviados que puede ser aplicado también
como post-tratamiento.
Aplicación combinada del método
Fenton como POA
Con la nalidad de alcanzar mayores
eciencias en el tratamiento de lixiviados,
24 investigaciones muestran los resultados
obtenidos al aplicar métodos combinados
entre Fenton y otros complementarios
como el Foto-Fenton, Electro-Fenton,
Fenton- Adsorción y Ultrasonido-Fenton
(Zhang et al., 2006; Pan et al., 2008;
Méndez et al., 2010; Costa et al., 2015;
Silva et al., 2016; Sruthi et al., 2018).
En esa línea de investigaciones, tenemos
los resultados obtenidos en el proceso
combinado Fenton/Adsorción (Méndez
et al., 2010), los cuales indicaron una
elevada eciencia de remoción al concluir
de manera secuencial el tratamiento
aplicado, llegando a remover el Color
al 100% y la DQO al 98.9 %, así
mismo, al utilizar la combinación del
método Ultrasonido/Fenton (Pan et al.,
2008), el color también fue removido en
T : U
68
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su totalidad, sin embargo, la DQO redujo
su eciencia al 73.5%, de los resultados
experimentales obtenidos también se pudo
apreciar que el proceso de ultrasonido/
Fenton alcanzó tasas de eliminación de
DQO y color más altas que los trabajados
en forma individual, considerando
las condiciones óptimas para los tres
casos. En el estudio combinado de Foto-
Fenton (Silva et al., 2016), se alcanzaron
eciencias importantes de remoción de
Carbono Orgánico Disuelto (77-79%),
pero con
alto consumo de H
2
O
2
, por
lo que se recomienda realizar una previa
coagulación y
oculación.
En el método combinado del proceso
Electro-Fenton (Zhang et al., 2006),
se demostró que se puede degradar
de manera efectiva los componentes
orgánicos (81% de la DQO), en un tiempo
corto y adquiere una mayor eciencia al
incrementarse la corriente eléctrica y el
reactivo Fenton, así como al optimizar la
distancia entre los electrodos. En el caso
del Electro-Fenton y Fenton-Heterogéneo
(Sruthi et al., 2018), se demuestra que los
dos procesos son ecientes, aumentando
su biodegradabilidad considerablemente
de 0.03 a 0.52, alcanzando el E-Fenton
eciencias del 87.5% para la DQO y
Fenton-H el 88.6% para la DQO. Cabe
mencionar que el requerimiento de
dosicación del catalizador por el proceso
Electro-Fenton justica su factibilidad.
La aplicación de los métodos Fenton-
Oscuro y Foto-Fenton (Costa et al.,
2015) han mostrado buenas eciencias
de tratamiento, sin embargo, desde un
punto de vista comparativo, el método
Foto-Fenton tuvo mayor eciencia en
la degradación de la DQO (88 y78%)
y la toxicidad, observando la importancia
de los rayos UV solares para degradar
materia orgánica recalcitrante y tóxica.
Por otro lado, algunas investigaciones
han optado por realizar estudios que
sean complementarios a los procesos
Fenton como es el caso de aplicaciones
de Coagulación / Fenton / Filtración
Aireada Biológica, Ozonización con
Peróxido de Hidrógeno/Peróxido de
Hidrógeno + Biológico, Biológico/
Fenton/Ozonización, Fenton/ltración/
adsorción, Coagulación-oculación,
otación, adsorción y oxidación Fenton
(Haapea et al., 2002; Wu et al., 2010;
Silva et al., 2013; Jung et al., 2017;
Méndez et al., 2019).
En estos últimos estudios, se combinan
los procesos por etapas secuenciales para
tratar de alcanzar las mayores eciencias
posibles, así tenemos, la aplicación del
sistema Coagulación/Fenton/Filtración
Aireada Biológica (Wu et al., 2010),
donde se alcanzan diferentes resultados de
acuerdo con las temperaturas trabajadas
de 20°C y 70°C. Los resultados obtenidos
por separado entre la DQO y los
Componentes Húmicos (HS), indicaron
que se alcanza una buena remoción a
temperatura ambiente (20 °C), hasta
un 66% de DQO y 85% de HS; y una
concentración ferrosa moderada, sin
embargo, la máxima eciencia se llega a
obtener cuando alcanza una temperatura
de 70 °C, removiéndose hasta un 66% de
DQO y 85% de HS.
Los resultados combinados de una
pre-ozonización (Haapea et al., 2002)
con un sistema biológico mostraron las
mayores eciencias que las trabajadas
individualmente (Ozonización, COT:
<40%, Ozonización-Biológico, COT:
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50-95%). En tal sentido, se propone
complementar con un proceso biológico
como tratamiento nal. Así mismo,
los sistemas combinados de Ozono con
Peróxido de Hidrógeno no mostraron
cambios signicativos después de la
Ozonización.
En analogía con el anterior sistema
aplicado la combinación del proceso
Biológico/Fenton/Ozonización (Jung
et al., 2017) mostraron resultados de
remoción de
DQO entre el 50.8 al 64.3%, posterior
a un pretratamiento biológico. El proceso
Fenton exhibió un mejor rendimiento
que la ozonización en sus respectivas
condiciones óptimas, debido a que los
radicales OH podían descomponer
ecientemente, tanto la
materia orgánica
disuelta (DOM) hidrófoba como hidróla,
pero el O
3
tiende a oxidar
selectivamente
compuestos hidrofóbicos solos.
La combinación del Foto-Fenton
demostró una alta eciencia al ser
complementada con la Oxidación
Biológica (Silva et al., 2013), pero se
vio afectada en la primera fase por la
presencia de sólidos en suspensión,
motivo por el cual se requirió
de mayores
concentraciones de H
2
O
2
y energía para
degradar la materia orgánica
particulada.
Otro factor limitante fue las bajas
temperaturas de trabajo lo que provoca
bajas tasas de reacción. Los resultados
nales indicaron que la DQO total
removida fue del 86%, correspondiendo
el 55% a la Oxidación Química y el 31%
a la Oxidación Biológica.
La aplicación combinada de Fenton/
Filtración/Adsorción (Méndez et al.,
2019), mostraron resultados altamente
ecientes en la remoción de la Demanda
Química de Oxígeno (99%), Color
(100%) y Sólidos Suspendidos Totales
(83.5%), asociado posiblemente a su gran
capacidad oxidativa y complementado
con la ltración y Adsorción.
Conclusiones
La composición de los lixiviados
contiene sustancias recalcitrantes que los
métodos de tratamiento biológicos no
llegan a remover ecientemente, debido
a su complejidad, toxicidad y variada
estructura de formación.
Dentro de los componentes orgánicos
en el tratamiento de los lixiviados,
las sustancia húmicas y fúlvicas son
identicadas como las más recalcitrantes
a ser removidas, debido a su complejidad
para ser biodegradadas.
La aplicación del método Fenton de
manera directa para el tratamiento de
lixiviados alcanza promedios de remoción
que varía entre 42 y 85% de la DQO,
lo que demuestra la elevada eciencia del
sistema.
La aplicación combinada de
Ultrasonido/Fenton, Electrofenton,
Fenton Heterogéneo/Electrofenton,
Fenton/Ozonización, Fenton Oscuro/
Fotofenton, Ozono/Peróxido de
Hidrógeno alcanzaron las mayores
eciencias de remoción entre 65 y
99.88% de la DQO.
La relación H
2
O
2
/Fe
+2
mostró un
efecto positivo en la remoción de materia
orgánica, lo que demuestra la alta
correlación que existe entre el oxidante y
T : U
70
| C | V. XXVII | N. 33 | - | 2022 | | ISSN (): - | ISSN ( ): - |
el catalizador. Así mismo, la totalidad de
los estudios demostraron que los mejores
niveles de pH para la remoción de la DQO
estuvieron en medio ácido (alrededor de
tres), mejorando sustancialmente en todos
los casos el índice de biodegradabilidad.
El método Fenton puede ser utilizado
como un pre o post tratamiento, a n de
reducir la carga orgánica recalcitrante, y
complementado en el mejor de los casos
con un tratamiento biológico.
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