La industria celulósica enfrenta desafíos para equilibrar el tratamiento biológico de sus efluentes con el control de olores molestos.
La tecnología de micronutrientes de SciCorp, basada en extractos vegetales, estimula bacterias específicas en los lodos biológicos para reducir significativamente la emisión de gases malolientes como sulfuro de hidrógeno y mercaptanos. Además, esta tecnología mejora la eficiencia del tratamiento biológico al aumentar la capacidad de carga, disminuir la concentración de fósforo en el efluente tratado y reducir la generación de biosólidos, optimizando así el desempeño general de las plantas de tratamiento.
D. Maat1, J. Soza2 & J. Nuñez3
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N. Díaz.
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Citación: D. Maat, J. Soza & J. Nuñez, 2025, Impacto De La Tecnología Micronutrientes En El Control De Olores En El Tratamiento De Efluentes De Plantas De Celulosa, Congreso OLORES25, Santiago, Chile, www.olores.org.
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Palabras clave: Bacterias facultativas, bacterias sulfato reductoras, bioestimulación selectiva, residuos industriales líquidos (RILes), emisiones malolientes.
Resumen
Hoy en día la sostenibilidad de la industria de la celulosa plantea grandes desafíos, en términos de equilibrar la operación con un adecuado control de impactos ambientales, donde las áreas de tratamiento de efluentes deben encontrar el equilibrio entre, tratar biológicamente las aguas residuales generadas por el proceso industrial y evitar que la generación de emisiones malolientes cause molestias en las comunidades vecinas. CMPC Pulp, junto a la canadiense SciCorp International, se plantearon determinar el impacto de la tecnología micronutrientes, que consiste en una mezcla líquida de origen vegetal que se agrega al efluente, para reducir la emisión de gases malolientes, y además mejorar el desempeño del tratamiento biológico.La tecnología micronutrientes de SciCorp, estimula de forma selectiva las bacterias facultativas en el lodo biológico para que se alimenten más activamente y crea condiciones que limitan la producción de dichos gases. Los resultados obtenidos en diferentes plantas de tratamiento de efluentes de celulosa en Chile, demuestran una reducción de gases malolientes, como H2S y mercaptanos, entre 54 – 91%, con una concentración del producto de 2,9 ppm. En cuanto al tratamiento biológico, los datos mostraron aumento de capacidad de carga orgánica de entre 9 - 12% sin afectar el tratamiento, reducción de concentración de fósforo en un 38% y la reducción de los biosólidos generados entre 15 y 23%. En resumen, la aplicación de micronutrientes de origen vegetal representa un método innovador para reducir el olor generado en los procesos biológicos, y al mismo tiempo, mejorar el rendimiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
1. Introducción
La sostenibilidad de la industria química hoy en día se posiciona como un aspecto clave reputacional, para mantener la licencia social de operación. Lo anterior implica un gran desafío a las plantas de celulosa, en términos de lograr equilibrar la operación con impactos ambientales en adecuado control, donde las áreas de tratamientos de efluentes deben lograr buscar el correcto equilibro entre, tratar biológicamente las aguas residuales generadas por el proceso de obtención de pulpa blanqueada y, al mismo tiempo, evitar que la generación de malos olores producidos por el H2S y los mercaptanos; afecten a las comunidades vecinas.
Históricamente, se han implementado diversas estrategias para mitigar la emisión de estos compuestos volátiles. Uno de los métodos más utilizados para prevenir la generación de malos olores en Plantas de Tratamiento de RILes (PTR), es el uso de químicos que pueden ser de tipo oxidantes, corrosivos, neutralizantes o enmascarantes. Las desventajas de agregar alguno de estos químicos son, la efectividad marginal para controlar los olores y la inhibición del proceso biológico empleado por las PTR, debido a su toxicidad para las bacterias (Maat, 2019b).
Por otra parte, el uso de tecnologías del tipo de los bioestimulantes selectivos, como los micronutrientes de SciCorp, para reducir la reducir producción de gases malolientes por parte de las bacterias sulfato reductoras, puede tener efectos positivos en el tratamiento biológico de aguas servidas (Maat, 2019a).
Este artículo, tiene como objetivo determinar el impacto de la tecnología micronutrientes a base de extractos vegetales de SciCorp y su aplicación para abatir los olores desagradables, así como presentar los beneficios observados en el tratamiento biológico de efluentes, todo esto enfocado en el área de tratamiento residuos industriales líquidos de plantas de celulosa.
2. Metodología
Se realizaron pruebas en dos PTR, los puntos de aplicación del producto fueron la entrada de tratamiento primario y el tanque espesador de lodos, mientras que el ajuste para la dosificación del producto se hizo en función de la carga orgánica que entra al tratamiento biológico (Maat, 2014).
2.1. Planta de tratamiento de RILes
Cada PTR comprende las etapas de tratamiento primario, neutralización y enfriamiento, seguido de la etapa biológica compuesta por dos reactores de biomasa fija sobre lecho móvil (MBBR) y un proceso de lodos activados convencionales. Las características diferenciadoras más relevantes de las PTRs se indican en la Tabla 1:
Tabla 1. Características de las PTR donde se aplicó el micronutriente.
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Identificación |
Q (m 3 ▪ dia-1) | COE (ton DQO T ▪ día-1) | M |
| PTR1 | 138.000 | 122 | Eucalipto |
| PTR2 | 58.000 | 65 | Pino |
Q: Caudal de ingreso a condiciones de tasa de producción máximas, COE: Carga orgánica de entrada al tratamiento de efluentes en condiciones de producción máxima, M: Tipo de madera que consume el proceso de celulosa.
2.2. Toma de muestras y mediciones
Los datos y muestras se tomaron en las dos PTRs indicadas, desde abril del 2019 hasta octubre del 2022.
2.3. Mediciones en fase aérea
El monitoreo de gases odorantes en el aire se hizo de forma continua, con equipos Smart Sense de TSG, los cuales cuentan con sensores electrónicos para H2S y mercaptanos, que están ubicados sobre los clarificadores primarios y los clarificadores secundarios.
2.4. Parámetros fisicoquímicos
Las muestras para análisis fisicoquímico se tomaron, en los puntos indicados por el proveedor de la tecnología del tratamiento de efluentes y los métodos de análisis de estos parámetros se realizaron de acuerdo con la Normal Chilena 2313/1-33. Los parámetros y variables operacionales, seguidos en el tratamiento de efluentes de las PTRs se muestran en la Tabla 2:
Tabla 2. Parámetros fisicoquímicos seguidos en las PTR para la aplicación del micronutriente
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Punto de Muestreo |
Parámetros seguidos |
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Entrada al tratamiento biológico |
Caudal, DBO5, DQOS, DQOT, PT, SST, NTK, N-NH 4 |
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Salida del reactor aeróbico |
SST, SSV, IVL, N-NH 4 |
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Salida de clarificador(es) secundario(s) |
DBO5, DQOT, SST, NTK, N-NH4, P T |
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Salida de lodo biológico de descarte |
Caudal, SST |
DBO5: Demanda bioquímica de oxígeno (mg/L), DQO: Demanda química de oxígeno soluble o total (mg/L), PT: Fósforo total (mg/L), SST: Sólidos suspendidos totales (mg/L), IVL: Índice Volumétrico de Lodo (mL/g), SSV: Sólidos Suspendidos volátiles (mg/L), NTK: Nitrógeno total Kjeldahl (mg/L), N-NH4: Nitrógeno amoniacal (mg/L).
2.5. Manejo y procesamiento de datos
El procesamiento de datos inició con una limpieza de los mismo por fechas, utilizando como principal criterio la tasa de producción de pulpa de madera, la cual se estableció que debía ser igual o mayor al 90% de la capacidad de la planta, de esta forma, se aseguró que las condiciones de operación en cada PTR fueran las mismas antes y durante la aplicación del micronutriente. Con respecto a la medición de odorantes, se aplicó el mismo filtro de las fechas ya indicado y, además, a la dirección del viento, tomando los datos registrados hacia los lugares indicados por el dueño de la instalación industrial, en los cuales se generaban los reclamos. Luego se utilizaron hojas de cálculo para aplicar métodos estadísticos descriptivos.
3. Resultados y discusión
3.1. Presentación de resultados
Los resultados de la PTR1 se presentan en las Figuras 1a, 1b y 1c, en las cuales se observa que la carga orgánica que recibió PTR1, en el período de línea base, fue de 125 ton DQOT/día, mientras que para la prueba con el micronutriente fue 135 ton DQOT/día. En cuanto a la reducción de la concentración del H2S, en el área del clarificador primario y del clarificador secundario es de 89 y 88%, respectivamente. Del mismo modo, para las mediciones de mercaptanos, la reducción fue de 88 y 76%, en las mismas áreas de esta PTR.
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| Fig. 1. Resultados en PTR1. 1a) Carga de DQOT de entrada. 1b) Medición de odorantes en Clarificador Primario. 1c) Medición de odorantes en Clarificador Secundario. |
A continuación, en las Figuras 2a, 2b y 2c, se muestran los valores promedio de las mediciones, del período de línea base y de la aplicación del micronutriente en PTR2. En referencia a la carga entrante, se observa que la misma es de 66 ton DQOT/día en el período anterior al inicio de la experiencia, mientras que, durante el uso del producto, la misma fue 74 ton DQOT/día.
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| Fig. 2. Resultados en PTR2. 2a) Carga de DQOT de entrada. 2b) Medición de odorantes en Clarificador Primario. 2c) Medición de odorantes en Clarificador Secundario. |
En cuanto a las mediciones de gases, para el área del clarificador primario, se observan reducciones de 91 y 54% para el H2S y mercaptanos, respectivamente, mientras que en el área del clarificador secundario, las reducciones fueron 53 y 91%.
En las Figuras 3a, 3b y 3c, se muestran los resultados promedio del funcionamiento de PTR1 antes y durante la aplicación del micronutriente de SciCorp, en donde se observa una disminución del IVL del 20%, un aumento del 4% de la cantidad de SSV relativa al total de sólidos en el reactor principal, expresada como porcentaje de sólidos volátiles (%Xv) y un aumento en la eficiencia del sistema, en términos de DQOT, pasando de 77 a 80%. Para los parámetros de descarga del sistema, DBO5, DQOT, SST y PT, se muestra la diferencia, indicada en términos porcentuales, entre los valores obtenidos durante el período de prueba, en comparación con el período de línea base. Además, se observa la reducción del lodo en exceso a extraer del sistema del 23%.
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| Fig. 3. Comportamiento de PTR1 en período de línea base y durante aplicación del micronutriente. |
En las Figuras 4a y 4b, se indican los resultados promedio del funcionamiento de PTR2 antes y durante la aplicación del micronutriente, en donde se observa una reducción del 17% del IVL, un aumento de la cantidad de sólidos volátiles en el lodo biológico del 5%, también se observó el aumento del 19% la cantidad de DQOT removida, sin afectar la eficiencia del tratamiento. Adicionalmente, se muestra la obtuvo una disminución del 15% de la biomasa a extraer del sistema.
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| Fig. 4. Comportamiento de PTR2 en período de línea base y durante aplicación del micronutriente |
3.2. Discusión de resultados
Se observa que, durante la prueba, la carga orgánica entrante a ambas plantas fue superior a las condiciones presentadas como línea base, lo cual indica una mayor exigencia a la capacidad instalada y al sistema biológico. En este mismo tenor, se observa que los gases odorantes presentaron una disminución significativa en todos los puntos de medición, lo cual permitió establecer una diferencia notable entre el período de aplicación de otros productos químicos del tipo oxidantes, neutralizantes o enmascarantes, y el uso del micronutriente que inhibe la actividad de las bacterias sulfato reductoras y, por ende, reduce la formación desde la raíz de estos gases en los sistemas de tratamiento biológico de efluentes (Maat, 2019b).
Al revisar los datos del desempeño del tratamiento de efluente, se constató el aumento de sólidos volátiles en los reactores principales de ambos sistemas, lo cual se puede relacionar con una mayor actividad de bacterias diferentes a las de tipo sulfato-reductoras. También se observó la reducción del IVL, que indica una mejor sedimentabilidad del lodo biológico, esto impactó positivamente en la separación sólido-líquido en los sistemas de clarificación secundaria post reactores de lodos activados (Schuyler, 2017) y a la vez pudo aumentar la eficiencia o la capacidad de los sistemas, para mejorar parámetros clave en la descarga como DBO, DQO, N, P y SST. Por último, como ya se mencionó, el producto rico en micronutrientes aumenta la actividad de las bacterias facultativas, las cuales tienen la capacidad de degradar mayor cantidad de materia orgánica y al mismo tiempo, producir menos lodo biológico en su proceso metabólico (Maat, 2014), lo cual se evidenció en los datos presentados de ambas instalaciones.
4. Conclusiones
En este artículo se comparó el comportamiento del uso de productos químicos para la reducción de gases causantes de mal olor, con la aplicación del tratamiento micronutriente para el mismo fin, en plantas de tratamiento de RILES, específicamente de instalaciones de procesamiento de madera para la obtención de pulpa de celulosa.
El uso del micronutriente de origen vegetal de SciCorp, demostró reducciones de H2S entre 53% y 91%, en áreas de tratamiento primario y secundario, mientras que, para mercaptanos, la reducción estuvo entre el 54% y 91%, en las mismas áreas de ambas PTRs.
Adicionalmente, los datos presentados indican mejor desempeño de los sistemas, en la remoción de contaminantes claves como DBO, DQO, P y SST, acompañado por la reducción importante de producción de lodos biológicos de 23% y 15%, en PTR1 y PTR2, respectivamente, todo esto con exigencias mayores del sistema, tomando en cuenta el aumento de carga entrante del 9% en PTR1 y 12% en PTR2, reportado durante el período de aplicación de este producto.
5. Referencias
Maat, D.Z. 2014. Wastewater treatment optimization with micronutrients. Environmental Science and Engineering. September 2014, 22 – 24.
Maat, D.Z. 2019. Plant based can control effectively WWTP and other odours. Environmental Science and Engineering. April 2019, 20 – 23.
Maat, D.Z. 2019. Odor control with plant-based micronutrients. 2019. Waste Today. July 2019, 10-12.
Schuyler, R.G. 2017. Wastewater Biology: The Microlife, Third Edition. Water Environmental Federation, Alexandria (Virginia-USA).