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)