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MTODOS UTILIZADOS EN LA REMEDIACIN
DE LOS PROBLEMAS
AMBIENTALES
MTODOS EMPLEADOS PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS SLIDOS, DE EFLUENTES Y EMISIONES
Tratamiento de Residuos Slidos
Residuos slidos
Sustancias, productos o subproductos en estado slido o semislido de los que su generador dispone, o est obligado a disponer.
MTODOS EMPLEADOS PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUOS SLIDOS DE EFLUENTES, Y EMISIONES
El sistema de disposicin incluye: minimizacin de residuos segregacin en la fuente transporte, transferencia y disposicin final
Los residuos slidos son todas aquellas
sustancias o productos en estado
slido que ya no necesitas, pero que
pueden ser reaprovechados
se considerarn peligrosos los que
presenten por lo menos una de las siguientes
caractersticas: autocombustibilidad,
explosividad, corrosividad, reactividad, toxicidad,
radiactividad o patogenicidad.
Tipos de Residuos
RESIDUOS SLIDOS
R. SLIDOS MUNICIPALES
R. SLIDOS NO MUNICIPALES
R. No putrescibles
R. Biodegradables
R. Especiales
R. Hospitalarios
R. Mineros
Segn la norma
GESTIN INTEGRAL DE RESIDUOS
Minimizacin
Reciclaje
Tratamiento
Disposicin final
Jerarqua del Manejo
Manejo integral y sustentable de los residuos slidos
Jerarqua de los elementos de los sistemas de gestin
integral de residuos slidos
Reduccin de origen (reduccin en la fuente).
Reutilizacin (retornabilidad/rellenamiento).
Compostaje y Biodegradacin.
Reciclaje.
Incineracin con recuperacin de energa.
Relleno sanitario.
Se ha encontrado que bolsas de plstico no reciclables son
mejores que botellas reciclables en trminos de consumo de
energa, emisiones al aire y al agua y generacin de residuos
slidos, ya que desde un inicio usaron mucho menos
material.
En algunos pases, se ha promovido el reciclaje a travs de la aplicacin estricta de
la ley, lo cual parece no ser consistente con los aspectos econmicos de manejo
sustentable de los residuos. En Alemania, por ejemplo, el reciclado forzoso de
empaques de plstico ha resultado en costos aproximados de 500 dlares por
tonelada de plstico reciclado. Esto representa 200 dlares ms que el costo del
material virgen, de manera que pudiera ser una asignacin equivocada de
recursos y de costos de oportunidad
Cuando se compra una botella de agua, la mayor parte de lo que se paga corresponde a la
botella de plstico en s. Pero el costo para el medio ambiente es mucho mayor. Para
producirla, rellenarla, etiquetarla, almacenarla y refrigerarla se necesitan grandes
cantidades de energa.
Petrleo para el agua
La mayora de las botellas plsticas est hecha de tereftalato de polietileno (PET),
producido a base de petrleo. Tras haber sido extrado, el petrleo es llevado a refineras
como sta, cerca de Colonia, que es la mayor de Alemania.
Plstico granulado
El material es transportado desde las refineras a fbricas que producen grnulos de
plstico. Las fbricas de botellas derriten estos grnulos y los vierten en moldes que
parecen tubos de ensayo. Luego, las compaas calientan estos pequeos tubos para dar a
sus botellas la forma y el tamao que deseen. Para reciclar las botellas de plstico hay que
derretirlas y producir material granulado.
Alternativa libre de petrleo
Tambin se puede fabricar botellas de plstico biodegradable, hecho a base de vegetales, sin
necesidad de usar petrleo. Pero eso no significa que sean inofensivas para el medio ambiente.
El cultivo de plantas para la produccin de plstico biodegradable requiere grandes superficies
de terrenos agrcolas, que podran utilizarse para cultivar alimentos. Adems, demanda grandes
cantidades de agua.
Lnea de produccin
En la planta embotelladora, las botellas son esterilizadas y rellenadas. Luego
se les pone la tapa y se las etiqueta, para ser embaladas y transportadas. En
esta planta de Sajonia se embotellan diariamente 1,5 millones de litros de
agua y otras bebidas.
Se necesitan tres litros de agua para producir un litro de agua embotellada.
Devolucin de envases
En Alemania se paga por muchas botellas de plstico una especie de garanta, que el
cliente recibe al devolver el envase. Todos los negocios que venden bebidas en
botellas de plstico tienen la obligacin legal de recibir los envases usados para que
puedan ser reciclados.
Creciente demanda
Estados Unidos es el mayor consumidor mundial de agua embotellada. Pero China se le
va acercando. Cada ao se producen en China unos 10 billones de botellas de plstico,
para lo que se utilizan unos 18 millones de petrleo crudo. La demanda china crece a la
par que su economa.
Otra vida
Reciclar botellas implica seleccionarlas y limpiarlas antes de volver a convertirlas en
grnulos y esterilizarlos. De este material se puede hacer diversos productos, como
fibras sintticas. Y as termina la vida de una botella plstica, que consume en su ciclo
una cantidad de agua mucho mayor que la que lleg a contener.
Composicin de los Residuos Slidos
Municipales en el Per
La composicin de los residuos: 55% materia orgnica putrescible, 20% materiales altamente reciclables (papel, cartn, plsticos, metales, textiles, cueros, cauchos y maderas) y 25% materiales no reciclables.
Segn el FONAM, se generan aproximadamente 0.529 kg de residuos slidos /hab./da.
Generacin Total de Residuos Slidos
Municipales
Generacin de residuos slidos por Regiones
Caracterizacin de los Residuos por
Regiones
Aproximadamente el 25.03 % de los residuos slidos
generados en el mbito nacional son dispuestos en rellenos
sanitarios, el 3.45 % es destinado a reciclaje, mientras que un
alarmante 71.52%, son dispuestos en botaderos o quemados,
afectando negativamente al ambiente.
CARACTERIZACIN DE LOS RESIDUOS
SLIDOS
Objetivos:
Planificar, proyectar, disear y operar sistemas de aseo urbano.
Dimensionar equipos
Disear y operar sistemas para tratamiento y disposicin final: reciclaje, compost, aprovechamiento energtico, incineracin, rellenos sanitarios, etc.
Desarrollar tecnologas e investigacin aplicada
CARACTERIZACIN DE LOS RESIDUOS
SLIDOS
Evaluar y perfeccionar los sistemas e instalaciones
para el manejo de los residuos slidos.
Mejorar mtodos y equipamiento
Mejorar el conocimiento sobre el riesgo a la salud y al
ambiente del mal manejo de los residuos slidos.
Actividades del Tratamiento de
Residuos Slidos
TRATAMIENTOS DE LOS RRSS Mtodos Fisicos:
Tamizado para separar materiales no ferrosos
Clasificacin con aire (poco peso; papel y plstico)
Separacin magntica para metales ferrosos
Diferenciacin ptica de color para separar vidrio incoloro del colorido
Clasificadores inerciales para separar las partculas orgnicas de las inorgnicas o las partculas pesadas y elsticas de las ligeras e inelsticas (es decir, para separar los contaminantes del abono
Mtodos Qumicos INCINERACIN Es necesario proveer una cantidad suficiente de
oxgeno para oxidar completamente los RRSS. Se emplean temperaturas de 850C y los RRSS son
convertidos principalmente en CO2, agua y material slido (cenizas) que contienen una pequea cantidad de carbn residual.
Otros gases de combustin que se forman por la reaccin: N2, CO, SO2, NO, NO2
Mtodos Qumicos INCINERACIN Quitar algunos de los componentes de la basura antes de incinerarlas. Uno de ellos es el vidrio porque si no, se funde y es difcil de retirar del incinerador. Otro son los restos de los alimentos que contienen demasiada humedad y hacen ms difcil la incineracin. Los materiales que mejor arden y ms energa dan son el papel, los plsticos y los neumticos
Mtodos Qumicos INCINERACIN Al incinerar se produce CO2, partculas diversas, metales txicos y otros compuestos que salen como humo. Para evitar que salgan a la atmsfera se deben limpiar los humos con filtros electrostticos que atraen las partculas, las aglutinan y caen por gravedad a unirse a las cenizas. Tambin pasa el humo por una lluvia de agua con productos qumicos que neutraliza y retira compuestos txicos del humo. Al final salen los humos mucho ms limpios si el proceso funciona bien, lo que no siempre ocurre si no se vigila y pone a punto continuamente. Otro importante peligro est en que algunos compuestos como el PVC (policloruro de vinilo) y algunas tintas, cuando arden producen dioxinas y otras sustancias gravemente txicas y muy difciles de eliminar de los gases. De todas formas, una incineradora de moderna tecnologa que funciona bien produce unas emisiones perfectamente aceptables, aunque tambin su costo es muy alto.
PIRLISIS Es la descomposicin trmica de
material orgnico mediante la aplicacin de calor en ausencia de oxgeno.
Se lleva a cabo habitualmente a temperaturas entre 400 - 800C. En estas condiciones los RRSS se transforman en gases, lquidos y cenizas slidas (coque).
Los gases producidos tienen un poder calorfico de 22-30 MJ/m3.
GASIFICACIN Para que el proceso de gasificacin produzca gas de combustin til, se deben dar dos etapas: Pirlisis: Libera los productos voltiles a temperaturas
inferiores a 600C. El producto de la pirlisis que no se volatiliza es un residuo slido carbonoso llamado char.
En la segunda etapa, el carbn residual de la pirlisis reacciona con H2O, H2, O2 o aire.
La gasificacin con aire produce un gas rico en N2 de bajo poder calorfico, la gasificacin con O2 puro resulta en un mezcla de CO e H2, sin N2; y la gasificacin con vapor resulta en un gas de sntesis (syngas) rico en H2 y CO2.
GASIFICACIN Es un proceso trmico en donde el material orgnico
es expuesto a un poco de oxgeno pero no lo suficiente de modo que no hay combustin directa.
Es la conversin qumica del material orgnico a elevadas temperaturas para producir un gas de sntesis que puede ser usado en la produccin de sustancias qumicas o como combustible reemplazando al gas natural para la produccin de energa elctrica.
VENTAJAS Disminuye la cantidad de RSM (Residuos slidos
municipales) Produccin de energa
DESVENTAJAS Contaminacin del aire Eliminacin de residuos lquidos Produccin de cenizas
Mtodos Microbiolgicos
Principio
Este tipo de tratamiento permite la recuperacin de los
residuos orgnicos mediante fermentacin anaerobia o
aerobia para obtener una enmienda orgnica que se puede
utilizar en agricultura. Este proceso se puede aplicar a los
residuos de la industria agroalimentaria, los residuos
biolgicos y los lodos de depuradora.
Mtodos Microbiolgicos Rellenos Sanitarios
Mtodos Microbiolgicos PROBLEMAS QUE OCASIONAN LOS RELLENOS
SANITARIOS Consideraciones estticas Prdidas econmicas: el rea slo se debe restringir
para el uso de parques o zonas recreativas, se debe controlar estrictamente la construccin de edificios.
Efectos ambientales: Contaminacin de aguas subterrneas por la produccin de lixiviado. La produccin de gases como: CH4 (60%) y CO2 (35%). El CO2 en combinacin con agua crean un ambiente cido en el cual el Ca, Mg, Fe, Cd, Pd y Zn presentes en los desechos o en el suelo tienden a disolverse y avanzar hacia el nivel fretico.
Mtodos Microbiolgicos COMPOSTAJE Sirve para convertir los residuos orgnicos en
enmiendas de suelo reutilizable. Consiste en la conversin microbiana llevada a cabo
bajo ciertas condiciones, que limitan los tipos de bacterias y hongos, y de esta forma sus actividades desarrolladas.
Requiere un riguroso control de la humedad (50-60 %) y de la temperatura.
Mtodos Microbiolgicos COMPOSTAJE Es un proceso que trata los residuos para su uso
benfico destruyendo microorganismos patgenos y semillas de plantas indeseables.
Es un proceso aerbico:
Material orgnico CO2 + H2O + NH3 +
microorganismos + calor
O2
microorganismos
Parmetros que se deben controlar durante el compostaje: Oxgeno (en funcin de la etapa del proceso, tipo y
humedad del material orgnico) Tamao de partcula Balance de nutrientes: Macronutrientes: C, N, P, K.
Micronutrientes: Ca, B, Cl, Co, Cu, Fe, Mg, Mo, Se, Na y Zn.
Humedad: Mx.: 60 %, mn.: 40 % Temperatura pH (Acidez/Alcalinidad): Entre 5,5 a 9.
Mtodos Microbiolgicos COMPOSTAJE: ROL DE LOS MICROORGANISMOS Bacterias y hongos que actan en la degradacin pueden
ser mesfilos y termfilos. Los mesfilos (2545C) son los microorganismos
dominantes durante la etapa inicial del compostaje cuando las temperaturas son bajas. Estos microorganismos usan el O2 para transformar el carbn de la materia orgnica como fuente de energa y producen CO2, agua y calor.
Cuando la temperatura alcanza los 45C los m.o. mesfilos mueren o son inactivados. En este momento los m.o. termfilos se vuelven activos y producen ms calor. Se debe mantener una temperatura de 55C por 72 horas para matar a los m.o. patgenos y semillas de mala hierba.
DIGESTION ANAERBICA: Definicin Es la descomposicin de material orgnico por
microorganismos en ausencia de oxgeno. El proceso describe una operacin artificial acelerada en depsitos cerrados.
El resultado es un residuo slido estable. Durante la digestin anaerbica se genera principalmente CH4 y CO2, este gas puede ser usado como material qumico o como combustible.
Mtodos Microbiolgicos DIGESTION ANAERBICA: Proceso El material biodegradable una vez clasificado y pre-tratado es pasteurizado para eliminar microorganismos patgenos. Existen tres etapas principales: Hidrlisis: Los carbohidratos, protenas y lpidos son
hidrolizados y se forma CO2, H2, NH3, cidos orgnicos. La concentracin de gas se eleva a 80 % CO2 y 20 % H2.
Acidognesis: Los cidos orgnicos son transformados por microorganismos acetognicos en cido actico, CO2 y H2 .
Mtodos Microbiolgicos DIGESTION ANAERBICA: Proceso Metanognesis: CH4 y CO2 son producidos a partir de
los cidos orgnicos y sus derivados producidos en la fase acidognica. CH4 es una fuente de combustible til y las bacterias metanognicas juegan un rol importante en mantener el proceso de degradacin. El monitoreo de la acidez es importante para mantener el balance de crecimiento de las bacterias.
Fases de la Digestin Anaerbica
Mtodos Microbiolgicos DIGESTION ANAERBICA: La biometanizacin est indicada para residuos con un contenido alto de humedad (60-99 %), al contrario que el compostaje que requiere residuos con menos humedad. Los siguientes tipos de residuos pueden dirigirse a biometanizacin: residuos procedentes de alimentos lodos de depuradora residuos de la industria agroalimentaria estircoles purines
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Composicin de las aguas
AGUAS RESIDUALES
AGUA 99.9 % SLIDOS 0.1 %
ORGNICOS 70 %
INORGNICOS 30 %
Protenas Carbohidratos Grasas
Arena Sales Metales
PLANTA DETRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES - PTAR TABOADA
Lugar de ejecucin: Litoral marino colindante a la playa Taboada, del ex Fundo Taboada, cerca de la confluencia de las Avenidas Nstor Gambeta, Faucett y la autopista a Ventanilla, en el distrito y provincia del Callao, aledao al aeropuerto Jorge Chvez.
Servicio a brindar: tratamiento de aguas residuales captadas por el Interceptor Norte hasta por un caudal de 14 m3/s. Por su naturaleza, est comprendido en los alcances de la Ley N 26338. Ley General de Servicios de Saneamiento y su Reglamento.
COLECTAR + TRANSPORTAR SISTEMA DE DESAGUES C
UER
PO
DE A
GU
A R
ECEP
TOR
PLANTA DE TRATAMIENTO
Separado Combinado
TRATAMIENTO FANGOS AGUAS
TRATADAS REUSO
ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMSTICAS Usos tpicos:
Consumo humano
Aseo personal
Uso de sanitarios
Cocina
Lavandera
Limpieza de casas
Lavado de automvil
AGUAS INDUSTRIALES Tipo de producto
Tecnologa de produccin
Recirculacin interna
Reciclaje
Condiciones de las descargas con respecto a la ley
DIRECTO
NO DIRECTO
PLANTA TRATAMIENTO
MUNICIPAL
MUNICIPALIDAD
PLANTA PROPIA
INDUSTRIA B
INDUSTRIA A
CUERPO RECEPTOR
PRINCIPAL META DE LOS TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES Proteccin de las aguas superficiales, subterrneas y
marinas
Evitar el incremento de materia orgnica
Evitar la disminucin de oxgeno disuelto
Evitar el incremento de nutrientes (N y P)
Materiales peligrosos
Niveles mayores en los compuestos contaminantes.
Dao irreversible a los cuerpos receptores.
Bioacumulacin de productos txicos.
EFECTOS POR AGUAS INDUSTRIALES
PROCESOS FSICOS La sedimentacin por gravedad es el proceso fsico ms comn para separar los slidos en suspensin de las aguas residuales. Este procedimiento se emplea para: Separar la arenilla (partculas de arena de 0,2 mm de
dimetro o ms). Clarificar las aguas del alcantarillado y concentrar slidos
sedimentados (lodos crudos o primarios). Clarificar suspensiones biolgicas y concentrar los flculos
sedimentados (lodos biolgicos, activados o secundarios). Espesar por gravedad los lodos primarios o secundarios
PROCESOS FSICOS Otras operaciones que se aplican al tratamiento de aguas residuales son: Tamizado, para quitar los objetos grandes y molienda
para reducir el tamao de partcula. Filtracin en medios granulares. Flotacin o centrifugacin para espesar los lodos.
TRAYECTORIAS DE FLUJO EN TANQUES DE SEDIMENTACIN RECTNGULARES
(a) flujo ideal, (b) efecto causado por corrientes de velocidad o estratificacin trmica (que el agua del tanque es mas caliente que el efluente), (c) efecto causado por estratificacin trmica (el agua del tanque es mas fra que el efluente, y (d) formacin de zonas de circulacin por accin del viento.
TANQUE SPTICO CONVENCIONAL DE DOS COMPARTIMIENTOS CON SALIDA EN FORMA DE T
Un tanque sptico es un contenedor hermtico cerrado en donde se acumulan las aguas negras y donde se les da un tratamiento primario, separando los slidos de las aguas negras. Elimina los slidos al acumular las aguas negras en el tanque y al permitir que parte de los slidos, se asienten en el fondo del tanque mientras que los slidos que flotan (aceites y grasas) suben a la parte superior, travs del denominado "proceso sptico". Para darles tiempo a los slidos a asentarse, el tanque debe retener las aguas negras por lo menos 24 horas. Se estabiliza la materia orgnica de esta agua para lograr transformarla en un barro inofensivo.
PROCESOS BIOLGICOS La mayor parte de los componentes orgnicos de las aguas
residuales sirven de sustrato que proporciona energa para el crecimiento microbiano.
El tratamiento biolgico utiliza este principio en el que los microorganismos transforman el sustrato orgnico en dixido de carbono (CO2), agua (H2O) y clulas nuevas.
Los microorganismos pueden ser aerobios, anaerobios, o facultativos. La rapidez del crecimiento microbiano vara proporcionalmente con la cantidad de sustrato disponible.
El objetivo del tratamiento biolgico de las aguas residuales es la reduccin de la demanda biolgica.
Crecimiento microbiano en un cultivo discontinuo
PROCESOS BIOLGICOS: AEROBIOS
Materia orgnico + O2 CO2 + H2O + clulas nuevas
N orgnico NH3 (descomposicin)
NH3 + O2 NO- 2 + NO
- 3 (nitrificacin)
NO-3 NO- 2 N2 (desnitrificacin)
SO-24 H2S
bacterias
nitrificantes
bacterias
desnitrificantes
bacterias
Reductoras de sulfatos
Esquema clsico de lodos activados
Reactores para el tratamiento biolgico aerobio a gran escala: LODOS ACTIVADOS
Reactores para el tratamiento biolgico aerobio a gran escala: ESTANQUES/LAGUNAS
Reactores para el tratamiento biolgico aerobio a gran escala: LECHOS BACTERIANOS
PROCESOS BIOLGICOS: ANAEROBIOS Ventajas de los procesos anaerobios respecto a los
procesos aerobios: Suministran energa til en forma de metano (CH4) La produccin de lodos es de solo el 10 % de la que tiene
lugar en los procesos aerobios. Los biorreactores anaerobios se pueden emplear cuando
existen necesidades especiales de tratamiento. Los tres procesos anaerobios ms utilizados son: Anaerobio (metanognesis). Anxico (reduccin de nitratos). Reduccin de sulfatos.
PROCESOS BIOLGICOS: ANAEROBIOS
Materia orgnica intermediarios + CO2 + H2S +
H2O
cidos orgnicos CH4 + CO2
Bacterias formadoras
de cidos
Bacterias formadoras
de metano
PROCESOS QUMICOS El empleo de sustancias qumicas ayudan a transformar contaminantes para su posterior eliminacin mediante tratamientos fsicos o biolgicos. El tratamiento qumico es necesario para tratar aquellos residuos que no son susceptibles eliminados por medios biolgicos. Oxidacin: Ej: oxidacin del cianuro txico a cianato. Precipitacin: Ej: contaminacin con fsforo pueden
flocular con adicin de cal para luego ser eliminado por medios fsicos.
Neutralizacin. Adsorcin con carbono.
PROCESOS QUMICOS Desinfeccin:
Cloracin de aguas residuales (6-9 mg/L; tiempo de contacto: 30 min). Coliformes fecales no mas de 200 en 100 mL en el efluente final.
Efectos colaterales indeseables de la cloracin: carcingenos, toxicidad de residuos peligrosos para la vida acutica.
Radiacin UV Desinfeccin con Ozono
Tratamiento de Emisiones
Los principales contaminantes del aire son:
Los focos industriales emiten productos contaminantes a la
atmsfera, cuyas caractersticas dependen fundamentalmente
de las calidades de los combustibles y materias primas
empleadas, del tipo de proceso y de la tecnologa que se
utiliza.
Las chimeneas de las instalaciones de combustin para la
generacin de energa elctrica y calor industrial, y de los
procesos industriales propiamente dichos
Tratamiento de Emisiones
Los sectores industriales con un potencial contaminante
mayor son: las industrias energticas, paraqumicas, del papel
y alimentarias as como la siderurgia, metalurgia no frrea y
las industrias qumicas inorgnicas y orgnicas
TECNICAS DE ELIMINACION DE GASES
CONTAMINANTES
PROCESOS DE ABSORCION.
Basan su funcionamiento en el hecho de que los gases
residuales estn compuestos de mezclas de sustancias en fase
gaseosa, algunas de las cuales son solubles en fase lquida.
En este proceso, el efluente gaseoso que contiene el
contaminante a eliminar se pone en contacto con un lquido
en el que el contaminante se disuelve. La transferencia de
materia se realiza por el contacto del gas con el lquido en
lavadores hmedos o en sistemas de absorcin en seco.
PROCESOS DE ADSORCION.
En los procesos de adsorcin los gases, vapores y lquidos se
retienen sobre una superficie slida como consecuencia de
reacciones qumicas y/o fuerzas superficiales.
Se produce una difusin desde la masa gaseosa hasta la
superficie externa del slido y de las molculas del gas dentro
de los poros de slido seguida de la adsorcin propiamente
dicha de las molculas del gas en la superficie del slido.
PROCESOS DE ADSORCION.
Los slidos ms adecuados para la adsorcin son los que
presentan grandes relaciones superficie / volumen, es decir,
aquellos que tienen una elevada porosidad y rea superficial
para facilitar el contacto slido-gas
Ejemplos: tierra de Fuller, bauxita, carbn activado, almina
activada, tamices moleculares, etc.
Peridicamente, es necesaria la sustitucin o regeneracin
del adsorbente para que su actividad no descienda de
determinados niveles.
PROCESOS DE COMBUSTION
La combustin constituye un proceso apropiado par la
eliminacin de compuestos orgnicos transformndolos en
dixido de carbono y vapor de agua y tambin es vlido para
determinadas sustancias inorgnicas. La combustin puede
ser espontnea o por procesos catalticos.
PROCESOS DE COMBUSTION Espontnea. Cuando se trata de eliminar gran parte de los
gases que son txicos que tienen olores ftidos, la combustin ha de realizarse a alta temperatura y con tiempo de retencin controlado.
Procesos catalticos. Se realiza la combustin a temperaturas ms bajas, suele utilizarse la combustin en presencia de un catalizador, por lo general un metal de transicin depositado en una matriz de almina. Este tipo de combustin se emplea en la eliminacin de trazas de compuestos que contienen fenoles, formaldehdo, azufre, etc..
TCNICAS DE CAPTACION DE
PARTICULAS.
Segn el proceso de separacin de partculas se puede tener
los siguientes tipos de equipos de depuracin:
- Colectores, precipitaciones electrostticas,
- Filtros de mangas,
- Lavadoras y
- Absorbedores hmedos.
COLECTORES DE INERCIA.CICLONES
Los ciclones son los equipos de separacin inercial que
poseen una mayor eficacia en la captacin de partculas. Estn
formados bsicamente por un recipiente cilndrico vertical
donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado
de partculas de polvo.
Los ciclones son dispositivos tiles y baratos para la captacin
en seco de polvo ligero o grueso.
La eficiencia de captacin de estos equipos es muy baja, sobre
todo, en la eliminacin de partculas pequeas
PRECIPITADORES ELECTROSTATICOS
El principio se basa en el hecho de cargar elctricamente las
partculas, para una vez cargadas someterlas a la accin de un
campo elctrico que las atrae hacia los electrodos que crean
el campo, depositndose sobre ellos.
Se pueden separar cualquier tipo de sustancia en forma de
partculas, alcanzando eficacias superiores al 99%, siempre
que la resistividad elctrica de las partculas no sea demasiado
alta.
FILTROS INDUSTRIALES
El sistema de filtros consiste en hacer pasar una corriente de
gases cargados con partculas de polvo a travs de un medio
poroso donde queda atrapado el polvo.
El filtro de mangas ha sido uno de los ms utilizados durante
los ltimos aos.
Permite la separacin de partculas de un tamao del orden
de 0.01 micras.
LAVADORES Y ABSORBEDORES
HUMEDOS
Son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en
un gas portador a un lquido absorbedor en la fase mezcla
gas-lquido, debido a la colisin entre las partculas de polvo
y las gotas de lquido en suspensin en el gas
COMBUSTIN EN LECHO FLUIDO A
PRESIN
La energa elctrica se produce en centrales trmicas y la mayora
de ellas queman carbn como combustible, lo cual genera muchos
problemas ambientales.
Se consigue un incremento en el rendimiento del proceso de
produccin de energa elctrica.
Se consigue por la expansin de los gases de combustin de una
turbina de gas que se integra en un ciclo combinado con la turbina
de vapor.
La principal ventaja de esta nueva tecnologa es la posibilidad de
reducir en el propio proceso de combustin el dixido de azufre
formado a partir del contenido de azufre del combustible.
COMBUSTIN EN LECHO FLUIDO A
PRESIN
Es posible quemar carbones con alto contenido en azufre
consiguiendo niveles de emisin de SO2 por debajo de los
lmites impuestos por la legislacin ambiental
DEPURACION DE LOS GASES DE
CHIMENEA
La produccin de energa elctrica por combustin a altas
temperaturas de combustibles fsiles, utilizando aire como
comburente, produce gases que contienen xidos de
nitrgeno (NO y NO2 , llamados NOx ) y xidos de azufre
(SO2 ).
Estos gases, emitidos a la atmsfera, pueden ocasionar daos
al ecosistema y son muy agresivos por su carcter cido, por
ello es necesario controlar las emisiones de estos gases a
partir de una serie de tratamiento para la eliminacin tanto
de los NOx , como del SO2.
DESULFURACIN DE GASES DE
COMBUSTIN
Un tipo de proceso de desulfuracin de los gases de chimenea
es la tecnologa de la caliza hmeda, en el que se convierte el
SO2 de los gases de chimenea en yeso. Se consigue un alto
grado de desulfuracin.
Otra nueva tecnologa sera un proceso biolgico de
desulfuracin de gas de chimenea, mediante el cual al final
del proceso, el SO2 de los gases de chimenea se convierten
en azufre puro. Se consiguen rendimientos de hasta un 98%.
REDUCCIN CATALITICA DE LOS NOX
CON NH3 Tcnicas de control de la combustin, denominadas primarias
por las que se acta sobre el quemador o sobre la cmara de combustin, para reducir la formacin de NOx en caldera.
Tcnicas de tratamiento de los gases de combustin o tambin denominadas secundarias que, a su vez, pueden efectuarse en hmedo o en seco.
Las tcnicas de tratamiento en seco de los gases de combustin, la ms utilizada, por su elevada eficacia y selectividad, es la reduccin cataltica selectiva (SCR) de los NOx, utilizando como agente reductor amonaco, en presencia de un catalizador apropiado. Este mtodo se basa en reducir los NOx mediante la obtencin de nitrgeno y agua como productos finales
LIMPIEZA NATURAL DE LA ATMSFERA Las partculas pueden eliminarse por mecanismos de precipitacin (coagulacin), lluvia y arrastre.
Los gases se pueden lavar de la atmsfera por precipitacin (absorcin), o adsorberse (depositarse) sobre partculas slidas y eliminarse por gravedad. Los gases tambin reaccionan con otros gases o partculas de la atmsfera para formar compuestos nuevos:
2H2S + 2O2 2H2O + 2SO2 SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 + PbO PbSO4 + H2 2H2SO3 + O2 2H2SO4
EQUIPOS PARA RETENER MATERIAL PARTICULADO: CMARAS DE SEDIMENTACIN POR GRAVEDAD
Se hace ingresar a una cmara de grandes dimensiones donde su velocidad disminuye bruscamente, lo que favorece la sedimentacin de las partculas de mayor tamao.
Para que los equipos no lleguen a tener tamaos extremadamente grandes y para aumentar la eficacia, se suelen colocar placas inclinadas dnde las partculas al chocar pierden aun ms velocidad.
Con estos equipos se pueden lograr detener partculas mayores a 50 m de dimetro con eficiencias medias.
Debida a su escasa eficiencia y a la limitacin en el tamao de retencin, se suelen usar solo como pretratamientos, dispuestos antes de otros equipos de retencin.
CMARAS DE SEDIMENTACIN POR GRAVEDAD
Ventajas: Bajo coste de construccin, operacin y
mantenimiento. Bajas prdidas de carga Limitaciones de P y T impuestas por la
cmara Partculas recogidas en bandeja Recoleccin y disposicin en seco. Excelente funcionamiento.
Inconvenientes: Se requiere un gran volumen. Bajo rendimiento para pequeas
partculas. No puede manejar materiales pegajosos
o aglutinantes.
EQUIPOS PARA RETENER MATERIAL PARTICULADO: DISPOSITIVOS INERCIALES
En estos aparatos se aprovecha la velocidad de los humos que entrando en un equipo de forma circular se ven forzados a recorrer una trayectoria helicoidal, lo cual produce una fuerza centrifuga sobre las partculas forzndolas a que se muevan hacia el exterior de la corriente gaseosa, donde por rozamiento con la pared del cicln pierden velocidad y as se separan cayendo en el fondo del mismo.
El gas tratado sale por el centro del equipo por su parte superior.
DISPOSITIVOS INERCIALES (Cont)
La eficacia de retencin vara de acuerdo al tamao de la partcula y su peso especifico, pero oscila desde 30 a 90 % para partculas de dimetros entre 5 y 20 m.
Los multiciclones son un mismo equipo donde se encuentra una batera de pequeos ciclones.
DISPOSITIVOS INERCIALES Ventajas Bajos costos de capital Falta de partes mviles, por tanto, pocos requerimientos
de mantenimiento y bajos costos de operacin Cada de presin relativamente baja Las limitaciones de temperatura y presin dependen
nicamente de los materias de construccin Coleccin y disposicin en seco Requisitos espaciales relativamente pequeos Inconvenientes Eficacias bajas particularmente para partculas < a 10 m No se pueden manejar materiales pegajosos o
aglomerantes Las unidades de alta eficacia pueden tener cadas de
presin altas.
EQUIPOS PARA RETENER MATERIAL PARTICULADO: LAVADORES VENTURI El objetivo es la eliminacin de partculas slidas de
menor tamao y la eliminacin de partculas gaseosas del gas, mediante un flujo lquido.
Consiste en poner en contacto la corriente de gas con el lquido. El mecanismo de captacin predominante es el impacto inercial y la difusin debida al movimiento browniano.
Se aplica en partculas con un dimetro entre 0.001 y 20 m.
LAVADORES VENTURI (Cont) El proceso se puede simplemente describir segn el
esquema siguiente: movimiento del gas + partculas las partculas se aproximan a la gota
las partculas pueden chocar y acumularse en su superficie o penetrar en el interior de la gota
Se aplica en el control de problemas de contaminacin donde se requieren elevadas eficiencias para partculas de dimetro menor de 2 m.
LAVADORES VENTURI (Cont)
Ventajas: Separacin de partculas-gases Requiere poco espacio Bajo coste de implantacin Depura corrientes de elevada
temperatura y humedad No es fuente de polvos
secundarios Capacidad para conseguir
elevadas eficiencias con partculas de pequeo tamao
Inconvenientes: Depuracin del agua La corriente gaseosa tiene un
elevado grado de humedad Mayores prdidas de carga Problemas de corrosin Elevados costes de
mantenimiento Necesidades energticas
elevadas
EQUIPOS PARA RETENER MATERIAL PARTICULADO: FILTRACIN Consiste en hacer pasar una corriente de gases cargados
con partculas de polvo a travs de un medio poroso donde queda atrapado el polvo. El filtro de mangas, ms utilizado durante los ltimos aos, puede tratar grandes volmenes de gases con altas concentraciones de polvo.
Pueden conseguirse rendimientos mayores del 99 %, independientemente de las caractersticas de gas, haciendo posible la separacin de partculas de un tamao del orden de 0.01 m.
Hoy en da, el filtro cermico ha adquirido una mayor importancia en los procesos de depuracin de gases. La eficacia filtrante de este tipo de filtros es muy cercana al 100%, excepto si las partculas son de tamao submicrnico en su mayor parte, o el tamao del grnulo o fibra que forman el filtro cermico es grande.
Equipo de filtracin para retener material particulado
FILTRACIN (Cont) Ventajas Elevada eficiencia de retencin para todo tipo de partculas Relativamente insensibles a fluctuaciones de la corriente de gas El material se recupera seco para usos posteriores o eliminacin final La corrosin de los componentes no es un problema importante Operacin relativamente sencilla Los filtros estn disponibles en un gran nmero de configuraciones,
dimensiones, etc. para cumplir los requisitos de cualquier instalacin Inconvenientes Temperaturas superiores a 290 C requiere filtros metlicos o
minerales refractarios que se encuentran en fase de desarrollo o son muy caros
Necesidad de mantenimiento (cambio de las mangas, limpieza, etc.) La vida de los filtros puede ser corta Alta prdida de carga Corriente de gas hmeda puede causar tortas perjudiciales o tapones
del filtro.
EQUIPOS PARA RETENER MATERIAL PARTICULADO: PRECIPITADORES ELECTROSTTICOS
El objetivo es eliminar partculas, y su mecanismo se basa en hacer pasar la corriente contaminante entre dos placas con una elevada diferencia de potencial (30-100 kV).
El equipo se suele construir alternando placas y alambres. Se establece una diferencia de potencial de corriente directa (de 30 a 75 kV) entre las placas y los alambres, lo que causa la creacin de un campo inico entre ellos.
Cuando el gas cargado de partculas pasa entre el alambre y la placa, los iones se fijan a las partculas y les confieren una carga negativa. Entonces las partculas migran hacia la placa con carga positiva, donde se adhieren. Las placas de agitan en intervalos frecuentes, y las partculas aglomeradas en la lmina caen en una tolva.
PRECIPITADORES ELECTROSTTICOS (Cont) Estn especialmente indicados en los casos que requieran
una elevada eficacia de tratamiento de grandes caudales de gases con partculas pequeas en su seno y con temperaturas elevadas (hasta 700 C).
La prdida de carga de la corriente gaseosa es muy pequea en comparacin con la de otros equipos, situndose en torno a 2-12 mm de columna de agua.
Sin embargo, los costes de inversin son elevados y la operacin es compleja.
Estos son los equipos que se utilizan, hoy en da, en centrales trmicas de carbn y en cementeras. Tambin tiene una aplicacin extendida en la industria qumica en general
PRECIPITADORES ELECTROSTTICOS (Cont)