Physical, chemical, and biological treatment of chemical waste from teaching laboratories at Universidad Nacional, Costa Rica

Abstract

Herein, we report the physical, chemical, and biological treatment of wastewater generated in the teaching laboratories at Universidad Nacional, Costa Rica. Initial physicochemical treatment included neutralization and coagulation-flocculation, followed by a biological treatment with fungi (Aspergillus sp. and Penicillium dipodomyicola) or bacterias, the latter were isolated from the sludge from the campus’ wastewater treatment plant and the greywater collection tank at the School of Chemistry. The samples’ pH prior to treatment was ≤ 2, while COD ranged between 3000 and 30 000 mg/L. Gas chromatography-mass spectra analysis indicated the presence of 55 organic compounds in the wastewater, some of which reached undetectable concentrations after treatment. The fungi and the bacterial strain removed up to 50% of the substances while the toxicity decreased with respect to time of exposure to the treatment. Results support the potential use of these microorganisms as bioremediators. Although the organic compounds were partially removed, the treated wastewater exhibited high toxicity for Daphnia magna (water flea). Further experiments with longer treatment times or other strains might be needed for effective removal of pollutants

En este trabajo, se reporta el tratamiento físico, químico y biológico de las aguas residuales generadas en los laboratorios de docencia de la Universidad Nacional, Costa Rica. El tratamiento fisicoquímico inicial incluyó la neutralización y la coagulación-floculación, seguido de un tratamiento biológico con hongos (Aspergillussp. y Penicillium dipodomyicola) o bacterias; estos se aislaron del lodo de la planta de tratamiento de aguas residuales del campus y del tanque de recolección de aguas grises en la Escuela de Química. El pH de las muestras antes del tratamiento fue ≤ 2, mientras que la DQO osciló entre 3000 y 30 000 mg /L. El análisis de cromatografía de gases con detector de masa (GC/MS) indicó la presencia de 55 compuestos orgánicos en las aguas residuales, algunos de los cuales alcanzaron concentraciones indetectables después del tratamiento. Los hongos y la cepa bacteriana eliminaron hasta el 50 % de las sustancias, mientras que la toxicidad disminuyó con respecto al tiempo de exposición al tratamiento. Los resultados sugieren el uso potencial de estos microorganismos como biorremediadores. Aunque los compuestos orgánicos se eliminaron parcialmente, las aguas residuales tratadas exhibieron una alta toxicidad para Daphnia magna(pulga de agua). Son necesarios más experimentos con tiempos de tratamiento más largos u otras cepas, para la eliminación efectiva de contaminantes

Neste trabalho, é relatado o tratamento físico, químico e biológico das águas residuais geradas nos laboratórios de ensino da Universidade Nacional da Costa Rica. O tratamento físico-químico inicial incluiu a neutralização e a coagulação-floculação, seguido de tratamento biológico com fungos (Aspergillus sp. e Penicillium dipodomyicola) ou bactérias; estes foram isolados da lama da estação de tratamento de águas residuais do campus e do tanque de coleta de águas cinzas da Escola de Química. O pH das amostras antes do tratamento foi ≤ 2, enquanto a DQO oscilou entre 3000 e 30 000 mg/L. A análise de espectros de massa por cromatografia gasosa indicou a presença de 55 compostos orgânicos nas águas residuais, alguns dos quais atingiram concentrações indetectáveis após o tratamento. Os fungos e a cepa bacteriana eliminaram até 50% das substâncias, enquanto a toxicidade diminuiu com relação ao tempo de exposição ao tratamento. Os resultados sugerem o uso potencial desses microrganismos como biorremediadores. Embora os compostos orgânicos tenham sido parcialmente eliminados, as águas residuais tratadas exibiram alta toxicidade para Daphnia magna (pulga-de-água). São necessários mais experimentos com tempos de tratamento mais longos ou outras cepas para a eliminação eficaz de contaminantes