Advance Search

Technology Trends of Leachate Treatment in Ibero-American Landfills

Carlos Zafra-Mejía | Bio
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Diego Romero-Torres | Bio
Universidad Distrital Francisco José de Caldas
Keywords:
Copyright and Licensing:

Copyright (c) 2023 Revista Ingenierías Universidad de Medellín

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Abstract

This paper identifies and analyses trends in approaches and technologies of leachate treatment used worldwide and implemented in Ibero-American landfills. A methodology of systematic literature research between 1990-2016 was used. A bibliographic citation frequency index was also used to establish an average order of importance using quartiles (Q) for the approaches and technologies detected in the databases consulted. The results allowed to identify six main treatment approaches in Ibero-America: Biological (49.5 %) > thermal (17.0 %) > natural (9.80 %) > physicochemical (9.60 %) > membranes (8.90 %) > recirculation (5.20 %). There is also a higher citation frequency of the biological approach in Ibero-America (49.5 %) compared to its worldwide citation frequency (34.1 %). The findings suggest the following order of importance for the main treatment technologies in Ibero-America: Combination with wastewater (Q3) > activated sludge (Q3) > aeration (Q4) > artificial wetlands (Q4) > recirculation (Q4). On average, activated sludge technology possibly exhibits lower variation and higher removal rates of BOD5, COD, and N-NH4 (BOD5: 54-98 %; COD: 44-90 %; N-NH4: 81-99 %) in relation with the technology of combination with wastewater (BOD5: < 5.0-93 %; COD: < 5.0-86 %; N-NH4: < 5.0-34 %). Geographical analysis suggests that the technologies of recirculation (13.5 %) and activated sludge (10.8 %) are most frequently reported in northern Ibero-America, while in southern Ibero-America the most frequently reported are technologies of artificial wetland (24.3 %) and combination with wastewater (16.2 %). In the last decade of study (2006-2016), treatment technologies using artificial wetlands and activated sludge were most often reported in Ibero-America (56.7 %).

PDF (Español)
PDF (Español)

References

  3. [1] V. N. Chaganti y D. M. Crohn. “Evaluating the relative contribution of physiochemical and biological factors in ameliorating a saline–sodic soil amended with composts and biochar and leached with reclaimed water,” Geoderma, vol. 259, pp. 45-55, 2015.

  4. [2] A. C. Patiño. “Gestión ambiental y tratamiento de residuos urbanos (manuscrito): propuesta para la zona metropolitana de Guadalajara a partir de las experiencias de la Unión Europea,” Disertación Ph.D. Departamento de Geografía Humana, Universidad Complutense. Madrid, España, 2006.

  5. [3] W. Lozano. “Uso del extracto de fique (Furcraea sp.) como coadyuvante de coagulación en tratamiento de lixiviados”. Int. Contam. Amb., vol. 28, n.º 3, pp. 219-227, 2012.

  6. [4] A. H. Bhatt, S. Altouqi, R. V. Karanjekar, M. S. Hossain, V. P. Chen y M. S. Sattler. “Preliminary regression models for estimating first-order rate constants for removal of BOD and COD from landfill leachate.” Environ. Tech. Innovation, vol. 5, pp. 188-198, 2016.

  7. [5] M. D. Espinosa, M. López, A. Pellón, M. Robert, S. Díaz, A. González y A. Fernández. “Análisis del comportamiento de los lixiviados generados en un vertedero de residuos sólidos municipales de la ciudad de la Habana”, Int. Contam. Amb., vol. 26, n.º 4, pp. 313-325, 2010.

  8. [6] K. Noguera y J. Olivero. “Los rellenos sanitarios en Latinoamérica: caso colombiano”. Acad. Colomb. Cienc. Exact. Fis. Nat., vol. 34, n.º 132, pp. 347-356, 2010.

  9. [7] M. S. Eljaiek, L. Torres y W. Bermúdez. “Alternativas de tratamiento de lixiviados aplicables al relleno sanitario parque ambiental Loma de los Cocos de la ciudad de Cartagena, Colombia”. Hacia un sistema de gestión integral de los residuos sólidos, Cartagena: Redisa, pp. 1-6, 2013.

  10. [8] G. K. Köfalusi y G. E. Aguilar, “Los productos y los impactos de la descomposición de residuos sólidos urbanos en los sitios de disposición final”, Gaceta ecológica, vol. 79, pp. 39-51, 2006.

  11. [9] C. M. Fernández, M. Ramírez, R. Rubio y A. Efraín, “Influencias de un relleno sanitario sobre la composición, abundancia y dispersión diurna de los peces en la Quebrada el Venado, corregimiento de Córdoba, Municipio de Buenaventura (Valle del Cauca, Colombia)”, Acad. Colomb. Cienc. Exact. Fis. Nat., vol. 35, n.º 135, pp. 213-224, 2011.

  12. [10] D. E. Martínez y M. Osterrieth, “Hydrogeochemistry and pollution effects of an aquifer in Quaternary loess like sediments in the landfilling area of Mar del Plata, Argentina”, Fac. Ing. Univ. Antioquia, n.º 66, pp. 9-23, 2013.

  13. [11] H. Zhong, Y. Tian, Q. Yang, M. L. Brusseau, L. Yang y G. Zeng, “Degradation of landfill leachate compounds by persulfate for groundwater remediation,” Chem. Engin. Journal, vol. 307, pp. 399-407, 2016.

  14. [12] Z. Ye, H. Zhang, L. Yang, L. Wu, Y. Qian, J. Geng y M. Chen. “Effect of a solar Fered-Fenton system using a recirculation reactor on biologically treated landfill leachate”, J. Hazard Mat, vol. 319, pp. 51-60, 2016.

  15. [13] A. Álvarez y J. H. Suárez. “Tratamiento biológico de lixiviados de rellenos sanitarios”, Respuestas, vol. 11, n.º 1, pp. 24-32, 2006.

  16. [14] J. A. Dávila y F. M. Granda, “Evaluación comparativa en una planta a escala piloto de lodos activados de aireación prolongada en el tratamiento de lixiviado de relleno sanitario municipal diluido con agua residual”, Tesis de pregrado en Ingeniería Sanitaria, Facultad de Ingeniería Ambiental. Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú, 2013.

  17. [15] L. Borzacconi, I. López, E. Arcia, L. Cardelin, A. Castagna y M. Viñas. “Comparación de tratamientos aerobios y anaerobios aplicados a lixiviado de relleno sanitario”, en Consolidación para el desarrollo. XXV Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental Aidis, México D.F., 1996, pp. 1-8.

  18. [16] I. M. Noeggerath y M. A. Salinas Castillo, “Análisis comparativo de tecnologías para el tratamiento de lixiviados en rellenos sanitarios”. Tesis de maestría, Universidad Veracruzana, Veracruz, México, 2011, pp. 1-9.

  19. [17] A. G. Martínez, W. Padrón, O. Rodríguez, O. Chiquito, M. A. Escarola, J. M. Hernández y J. Martínez, “Alternativas actuales del manejo de lixiviados”, Avan. Química, vol. 9, n.º 1, pp. 37-47, 2014.

  20. [18] A. Pellón, M. López, M. D. Espinosa y O. González, “Propuesta para tratamiento de lixiviados en un vertedero de residuos sólidos urbanos”, Ingen. Hidra. Amb., vol. 36, n.º 2, pp. 3-16, 2015.

  21. [19] P. Mohammad y G. Weichgrebe, “Municipal landfill leachate characteristics and feasibility of retrofitting existing treatment systems with deammonification e - A full scale survey”, Environ. Manag., vol. 187, pp. 354-364, 2017.

  22. [20] R. I. Méndez, E. R. Castillo, M. R. Sauri, C. A. Quintal, G. Giácoman y B. Jiménez, “Comparación de cuatro tratamientos fisicoquímicos de lixiviados”, Int. Contam. Amb., vol. 25, n.º 3, pp. 133-145, 2009.

  23. [21] E. Suárez y S. A. Cardona, “Remoción de nitrógeno de lixiviados de un relleno sanitario mediante un sistema pasivo biológico secuencial”, Dyna, vol. 80, n.º 178, pp. 37-43, 2012.

  24. [22] Z. Qi, T. Bao, Z. Xuan, G. Abbas, F. Cheng y H. Ruo. “Investigation on characteristics of leachate and concentrated leachate in three landfill leachate treatment plants”. Waste Manag., vol. 33, n.º 11, pp. 2277-2286, 2013.

  25. [23] P. Torres, L.E. Barba-Ho, C. Ojeda, J. Martínez y Y. Castaño, “Influencia de la edad de lixiviados sobre su composición físico-química y su potencial de toxicidad”, U.D.C.A Act. Div. Cient., vol. 17, n.º 1, pp. 245-255, 2014.

  26. [24] C. Ricordel y H. Djelal, “Treatment of landfill leachate with high proportion of refractory materials by electrocoagulation: System performances and sludge settling characteristics,” Environ. Chem. Engin., vol. 2, n.º 3, pp. 1551-1557, 2014.

  27. [25] J. D. Pérez, “Aplicación y evaluación de un reactor de contactores biológicos rotativos (RBC o biodiscos) a escala laboratorio como tratamiento de los lixiviados generados en el relleno sanitario de La Pradera”. Tesis de M.S., Facultad de Ingeniería, Ingeniería Urbana, Universidad de Medellín, Medellín, Colombia, 2010.

  28. [26] E. Giraldo, “Tratamiento de lixiviados de rellenos sanitarios: avances recientes”, Rev. Ing., vol. 14, pp. 44-55. 2001.

  29. [27] M. Corena, “Sistemas de Tratamiento para Lixiviados Generados en Rellenos Sanitarios”, Tesis de pregrado, Departamento de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad de Sucre, Sucre, Colombia, 2008.

  30. [28] J. R. Laines y R. H. Adams, “Desarrollo y aplicación de un nuevo coadyuvante-coagulante orgánico en el proceso de coagulación-floculación del lixiviado de un relleno sanitario”, Aidis Ing. Cien. Amb., vol. 1, n.º 4, pp. 1-31, 2008.

  31. [29] R. Méndez, A. Novelo, V. Coronado, E. Castillo y M. R. Sauri, “Remoción de materia orgánica y metales pesados de lixiviados por flotación con aire disuelto”, Rev. Ing., vol. 12, n.º 1, pp. 13-19, 2008.

  32. [30] C. Zafra, J. Temprano e I. Tejero, “The physical factors affecting heavy metals accumulated in the sediment deposited on road surfaces in dry weather: a review”, Urb. Wat. Journal, vol. 14, n.º 6, pp. 639-649, 2016.

  33. [31] L. A. Schaider, J. M. Ackerman y R. A. Rudel, “Septic systems as sources of organic wastewater compounds in domestic drinking water wells in a shallow sand and gravel aquifer”, Sci. Total Environ., vol. 547, pp. 470-481, 2016.

  34. [32] T. F. Silva, P. A. Soares, D. R. Manenti, A. Fonseca, I. Saraiva, R .A. Boaventura y V. J. Vilar, “An innovative multistage treatment system for sanitary landfill leachate depuration: Studies at pilot-scale”, Sci. Total Environ., vol. 576, pp. 99-117, 2016.

  35. [33] F. C. Moreira, J. Soler, A. Fonseca, I. Saraiva, R. A. Boaventura, E. Brillas y V. J. Vilar, “Incorporation of electrochemical advanced oxidation processes in a multistage treatment system for sanitary landfill leachate”, Wat. Res., vol. 81, pp. 375-387, 2015.

  36. [34] L. E. Barba, P. Torres, J. A. Rodríguez, L. F. Marmolejo y C. A. Pizarro, “Influencia de la incorporación de lixiviados sobre la biodegradabilidad anaerobia de aguas residuales domésticas”, Rev. Ing. Inv., vol. 30, n.º 1, pp. 75-79, 2010.

  37. [35] A. M. Mendoza, “Planta de tratamiento de lixiviados–parque ambiental Los Pocitos”, en II Simposio Iberoamericano de Ingeniería de Residuos Ingeniería. Red de Ingeniería en Saneamiento Ambiental. Barranquilla, pp. 55, 2009.

  38. [36] A. Gálvez, “Aplicabilidad de procesos de coagulación-floculación y de sistema de biopelícula en el tratamiento de lixiviados de vertederos de residuos urbanos”, Disertación de Ph.D., Departamento de Ciencias Ambientales, Licenciatura en Ciencia Ambiental, Universidad de Granada, Ganada, España, 2008.

  39. [37] L. A. Fuentes y J. J. Palacio, “Evaluación del sistema alternativo de evaporación forzada de lixiviados para el relleno sanitario “Don Juanito” de Villavicencio, Meta”. Tesis de pregrado, Facultad de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, Universidad de la Salle, Bogotá, Colombia, 2006.

  40. [38] P. Torres, “Impacto de la incorporación de lixiviados en el arranque de reactores anaerobios al tratar aguas residuales domésticas”, Rev. Ing. Univ., vol. 14, no. 2, pp. 313-326, 2010.

  41. [39] T. F. Silva, A. Fonseca, I. Saraiva, V. J Vilar y R. A. Boaventura, “Mejora de la biodegradabilidad de un lixiviado después de lagunaje biológica usando una reacción solar impulsado foto-Fenton, y más en combinación con un proceso biológico de lodos activados, a escalapre-industrial”. Inv. Agua, vol. 47, no. 10, pp. 3543-3557. 2013.

  42. [40] T. F. Silva, P. A. Soares, D. R. Manenti, A. Fonseca, I. Saraiva, R. A. Boaventura, y V. J. Vilar. “An innovative multistage treatment system for sanitary landfill leachate depuration: Studies at pilot-scale”. Sci. Total Environ, vol. 576, pp. 99-117, 2015.

  43. [41] F. M. Ferraz, A. T. Bruni, J. Povinelli y E. M. Vieira. “Leachate/domestic wastewater aerobic co-treatment: A pilot-scale study using multivariate analysis”. J. Environ Manag., vol. 166, pp. 414-419, 2016.

  44. [42] H. Sun, L. Ü. Xintao, Y. Peng, S. Wang y J. Ma. “Long-term nitritation performance of ammonium-rich landfill leachate”. Chin. J. Chem. Eng., vol. 23, no. 11, pp. 1888-1893, 2015.

  45. [43] K. M. Gros, H. Blum, H. Jernstedt, G. Renman, S. Rodríguez, P .Haglund L. y Ahrens, L. “Screening and prioritization of micropollutants in wastewaters from on-site sewage treatment facilities”. J. Hazard Mat., vol. 328, pp. 37-45, 2016.

  46. [44] R. Espinace, J. Palma y J. M. Sánchez. “Experiencias de aplicación de modelos para la determinación de los asentamientos de rellenos sanitarios”. XI Congreso Panamericano de Mecánica de Suelos e Ingeniería de Fundaciones. Foz de Iguazu, Brasil. 199, pp. 8-12.

  47. [45] G. I. González, E. Rustrián, E. Houbron y A. Zamora, “Impacto de la tasa de humedad en la biodegradación de los residuos sólidos urbanos de la ciudad de Veracruz, México”, Latin. Rec. Nat., vol. 4, n.º 3, pp. 336-341, 2008.

  48. [46] C. V. Droppelmann y M. Oettinger, “Tratamiento en Lodo Activado del Lixiviado de un Relleno Sanitario”, Inf. Tecnol., vol. 20, n.º 1, pp. 11-19, 2009.

  49. [47] N. Valencia y N. Rivera. “Estudio preliminar para el tratamiento de lixiviados en un reactor de lodos activados”. Tesis de pregrado, Departamento de Ingeniería Química, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Nacional de Colombia, Manizales, Colombia, 2003.

  50. [48] C. A. Madera, E. J. Peña y J. A. Solarte, “Effect of heavy metal concentration on the physiological responses and heavy metal accumulation of three tropical plant species used for phytoremediation of landfill leachate”, Rev. Ing. Compet., vol. 16, n.º 2, pp. 179-188, 2014.

  51. [49] A. Guevara, L. Guanoluisa y E. de la Torre, “Diseño de Sistemas de Tratamiento de Lixiviados del Relleno Sanitario”, Pol., vol. 34, n.º 1, pp. 1-8, 2014.

  52. [50] A. E. Cortés Sandoval, “Evaluación del desempeño de humedales construidos subsuperficial de flujo horizontal sembrados con especies nativas tropicales para la eliminación de Cr (VI) y Cd (II) de lixiviado de relleno sanitario”, Disertación Ph.D. Esc. Ing. Rec. Nat. y Amb. Fac. Ing. Sanitaria y Amb. Univ. Valle., Cali, Colombia, 2014.

How to Cite
Zafra-Mejía, C., & Romero-Torres, D. (2019). Technology Trends of Leachate Treatment in Ibero-American Landfills. Revista Ingenierías Universidad De Medellín, 18(35), 125-147. https://doi.org/10.22395/rium.v18n35a8

Downloads

Download data is not yet available.
Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC

Send mail to Author

Send Cancel

We are indexed in