PRODUCCION II

TRATAMIENTO DE

EFLUENTES

Tema 12- TRATAMIENTO DE EFLUENTES

• Tratamiento de efluentes. Piletas API. Cálculo y diseño .Métodos de disposición final del agua coproducida. Tratamiento del agua. Tipos de circuitos. Sistemas abiertos y cerrados. Metodología y análisis de diseños. Tratamiento de sólidos. Métodos. Disposiciones legales vigentes.

El agua es una de las sustancias mas abundantes e importantes de la tierra. Debido a su poder solvente no se encuentra

como tal en la naturaleza, sino en forma de soluciones de diversos componentes y en distintas concentraciones.

Normalmente las concentraciones de las sustancias disueltas son:

Agua Dulce Agua de Mar Agua de Producción

1000 ppm 35000 ppm 200000 ppm

En la explotación del petróleo las salmueras producidas, representan un volumen enorme de aguas que es necesario evacuar y los métodos de eliminación se subdividen en:

SUPERFICIALES SUBTERRANEOS

Dependiendo la elección de ellos del volumen de agua a eliminar, disposiciones legales, factibilidad del método y factores económicos

Los métodos de eliminación superficial

• Percolación• Descarga en cursos de agua• Piletas de Evaporación• Evaporación asistida

En la actualidad estos métodos se enfrentan a su extinción como consecuencia de leyes o disposiciones gubernamentales y en principal a una conciencia ambientalista.

Método de eliminación subterránea

• Inyección en formaciones del subsuelo

Pozo Sumidero

Recuperación

Secundaria

Inyección Pozo SumideroEl proceso de eliminación por inyección en el subsuelo

consiste en una red de captación del agua residual, un centro de recolección, instalaciones para tratamiento y un

pozo de inyección. Además las formaciones varían ampliamente en su capacidad para admitir el agua

inyectada, situación que hace de primordial importancia su elección atinada; y será necesario resolver una serie de

problemas químicos y bacteriológicos para lograr un

eficiencia adecuada.

Para la planificación y diseño del sistema de inyección de aguas residuales, deben tenerse en cuenta:

Geología: La extensión areal, espesor, carácter litológico y continuidad de la formación

son de fundamental importancia.

Composición del agua: Cuando sea posible debe disponerse de análisis de aguas de las acuíferas atravesadas.

Información del Pozo y la acumulación: Un estudio de la admisión de los pozos y cálculos de inyectividad

Red de Captación: Son las cañerías de conducción. Los principales problemas de un sistema de captación son los vinculados con la corrosión y formación de incrustaciones.

Centros de Recolección: Concretamente es un tanque o una pileta que se utiliza para recoger el agua residual de distintos tratadores o separadores. Además hay que recuperar las pequeñas cantidades de petróleo que es necesario eliminar antes de inyectarla en los pozos, debido a que los mismos puedan taponar las formaciones. Para ello el agua debe pasar a través de un sistema coalescente.

Planta de Tratamiento: Consiste en un conjunto de instalaciones para Aireación, Coalescencia, Sedimentación, Filtración ,Tratamiento y almacenaje del agua tratada. Y en el caso que se prevean problemas bacterianos, debe disponerse dosificación de cloro u otro bactericida, lo mismo para el agregado de inhibidores de corrosión.

PILETA API• Consiste en la primera etapa del tratamiento del agua, su

objetivo principal es recuperar el petróleo perdido por emulsión. Consta de dos o más canales que trabajan en paralelo, en donde el fluido ingresa y circula con la velocidad adecuada para favorecer la coalescencia de las gotas de hidrocarburo.

• El petróleo coalescido sobrenada en la superficie y es retirado por un sistema de rebalse hacia otra parte de la pileta desde donde es bombeado al tanque cortador. El líquido que queda es agua con bajo contenido de hidrocarburos y otras impurezas. Ésta es retirada por una cañería inferior que conecta la pileta API con la planta de tratamiento.

PILETA API• Para el cálculo se necesita la siguiente

información :

• Q máximo agua = Q max.agua

• Densidad petróleo contaminado = Dpc

• Densidad agua contaminada = Dac

• Viscosidad del agua

• Temperatura del agua

• Diámetro de la gota de petróleo < 0,15 mm

PILETA API• Con la ecuación de Darcy se determina la

velocidad ascencional de la partícula de petróleo, que debe ser < 1 mt lineal / hora

• Asumimos una velocidad horizontal ( vh )< a 6 mt/hora y la afectamos de los siguientes factores prácticos :

• Factor turbulencia ( Ft ) = 1,2• Factor circuito corto ( Fcc) = 1,3• Factor de diseño ( Fd ) = 1,5

PILETA API• Luego :

vh = 6 mt/h * 1,2 * 1,3 * 1,5 = 16,7 mt/h

vh = aproximadamente 1 ft / minuto

La velocidad horizontal no debe superar al 1 ft lineal/minuto para que tengamos una buena coalescencia de las partículas de petróleo en el agua.

Se estima una buena eficiencia si la salida de la pileta es < a 300 ppm de impurezas totales

PILETA API• Ahora procederemos al diseño de la pileta :

Qmax.agua = vh * Area transversal

Qmax.agua = vh * At

Entonces despejamos:

At = Qmax.agua / Vh

Y reemplazando obtenemos el At

Por otro lado debe cumplirse que :

Profundidad pileta /ancho pileta = 0,3 (práctico)

PILETA API• Sabemos que :

At = Prof. * Ancho = Prof * ( 0,3 Prof )

Y de la anterior ecuación despejamos la Prof.

Y con ella podemos obtener el Ancho

Se construyen 2 canales para tener opción de duplicidad

PILETA API

• Para calcular el largo tomamos la ecuación :

Qmax.agua = Volumen pileta * tpo residencia

Adoptamos un tiempo de residencia de una hora y de la ecuación anterior ,despejando obtenemos el Volumen de la pileta.

Como Vol. Pileta = At * Longitud, y conocemos el Volumen y el At , entonces podemos despejar la longitud

De esta forma tenemos diseñada la pileta API

PILETA API• Diagrama de pileta API

Existe 2 tipos de sistemas de tratamiento:

SISTEMA ABIERTO: En este sistema el agua es expuesta a la atmósfera entrando en contacto con el aire y la luz. Dado que la temperatura y la presión son diferentes de las existentes en el subsuelo, puede modificarse el equilibrio químico del agua y liberarse el anhídrido carbónico, sulfhídrico, metano y otros gases. Puede suceder que el agua sea despojada de algunos gases y absorba oxigeno.

SISTEMA CERRADO: En este sistema el agua nunca entra en contacto con la atmósfera. Teóricamente, el agua producida e inyectada permanece en equilibrio químico durante todo el proceso y requiere un tratamiento mínimo. Con el objeto de mantener el sistema libre de oxigeno, se mantiene un colchón de gas natural a muy baja presión.

VARIABLE DE SELECCION• La variable de adopción de un sistema u otro consiste en la

existencia de bacterias sulfatorreductoras ( anaeróbicas ), que generan SH2 ( Sulfhídrico ) como producto de su metabolismo y este ataca los metales generando Sulfuro ferroso ( SFe ), que es un precipitado insoluble que tapona las formaciones, además de la intensa corrosión por el ataque al sistema que contenga materiales con Fe.

• El sistema abierto se elige cuando la cantidad de bacterias es alta y el contacto con el O2 las elimina por ser estas anaeróbicas. Se prefiere eliminar las bacterias con el O2 y posteriormente eliminar este con secuestrante de O2

• En el sistema cerrado se prefiere lidiar con las bacterias y no con el O2 que puede incorporarse al tener al agua en contacto con este ( sistema abierto )

160

160

PILETA 3

PILETA 2 PILETA 1

FILTROSBOMBAS CENTRIFUGAS

BOMBAS TRIPLE

TANQUES DE AGUA160 M3

A POZOS INYECTORES

PURGA DE BATERIA

10000

Diseño de un sistema de tratamiento abierto

PRODUCTOSQUÍMICOS

ATMÓSFERA

Separación primaria

Skimmer Tank

Unidad de flotación

Unidad CPI

O

Filtros

Separación secundaria (puede o no existir, dependiendo de la calidad de agua que se requiera).

Tanque Pulmón

Pozos inyectores

Sistema Cerrado de Tratamiento de Agua

Y como ultimo nos queda acondicionar nuestro pozo inyector.

• Entonces habíamos dicho que

“ Por lo tanto para un buen diseño debemos conocer las características del agua purga”

Características delAgua de Producción

• Alto contenido de sales• Cationes de Ca, Mg, Ba, Sr, Fe• Aniones de Cl, SO4, HCO3, etc.• Sólidos en suspensión• Petróleo residual• Gases• Materia Orgánica

El agua de Producción debe tratarse para reducir o eliminar

Incompatibilidad con el agua de formación

Expansión o de arcillas en la formación

Corrosión

Incrustaciones de CO3CA, SO4CA, y Ba

Actividad bacteriológica

Trazas de petróleo que aglomeran partículas suspendidas

El tratamiento comprende las siguientes etapas

Separación del petróleo residual

Separación de sólidos en suspensión (Filtración)

Tratamiento químico para control de bacterias

Tratamiento químico para control de incrustaciones

Control de corrosión

Separación del Petróleo Residual

• Principio de operación de tratadores: separación por gravedad.• Gotas de petróleo dispersas en agua sometidas a fuerzas de

gravedad, flotación y fricción. Cuando las 3 fuerzas se igualan, la velocidad de desplazamiento de las mismas es constante.

• Ley de Stokes:

• Conclusiones:

• Mientras mas grande sea la gota de petróleo, la diferencia de densidades o la temperatura, mayor será Vt y tomará menor tiempo a las gotas de hidrocarburo para llegar a la superficie.

• Será mas fácil tratar el agua cuando las gotas de petróleo sean mas grandes, el hidrocarburo sea mas liviano y la temperatura del proceso sea elevada.

26 )()(1078.1 mt

dGSV

Equipos de tratamiento para separación del petróleo residual

Pileta decantadora-coalescente

• Piletas de hormigón.

• Separación por gravedad y flotación en la superficie.

• Placas transversales al flujo que dan mayor aprovechamiento a la pileta (evitan canalización) y sirven como elemento coalescedor y decantador.

• El petróleo sobrenadante se desliza sobre la superficie.

• La pileta se angosta en el extremo opuesto a la entrada para guiar la película de hidrocarburo hacia el chupador facilitando su ingreso.

• Chupador: caño de 6” con perfil G cuyo labio inferior se ubica en el pelo de petróleo permitiendo su ingreso y posterior bombeo.

Pileta decantadora-coalescente

Filtros• Son recipientes cerrados que operan a presión en flujo

descendente, a través de un lecho filtrante• Se utilizan para obtener las condiciones finales del agua de

inyección ( aproximadamente y en caso ideal de 5 ppm de partículas sólidas y el de hidrocarburos)

• Algo importante “Cuando los limites tolerables de contaminantes en el agua de descarga son superados, el filtro se retira de servicio para la regeneración del manto filtrante” ( se controlan con diferencial de Presión.)

Existen 2 tipos

de filtros

• Filtros con lecho de cáscara de nuez

• Filtros de lechos granulares

• Son técnicamente de mejor operación• Ocupan menos espacio • Tienen un tiempo de lavado menor

Filtros de Cáscara de nuez

FILTRO DE CASCARA DE NUEZ En este tipo de filtros, el lecho filtrante esta compuesto por:

- 80% de cáscaras de nueces molidas AP-51 - 20% de cáscaras de avellanas molidas AX-102 colocadas sobre una malla 12-20.

COMO ES LA SECUENCIA DE OPERACION ESTE TIPO DE EQUIPO

1) FILTRACIÓN: El líquido sucio entra al filtro cerca de la parte superior, pasa através del lecho filtrante en donde se retienen los sólidos e hidrocarburos y sale limpio por la parte inferior.El flujo continúa pasando hasta que el filtro debe regenerarse, ya sea debido al tiempo transcurrido o a la presión diferencial entre la entrada y la salida.

Regeneración del

Manto filtrante

•Fluidización

•Descarga

•Sedimentación

•Normalización

• Son filtros que utilizan mantos de arena, grava o antracita

• Presentan algunas desventajas con los anteriores pero pueden filtrar partículas mas pequeñas

Filtros de Lechos Granulares

FILTROS DE LECHOS GRANULARES

ESTE TIPO DE FRILTRO ESTA CONSTITUIDO POR:

Boca de hombre

Antracita

Salida

Entrada

Distribuidores

Drenaje

Colectores

Arena fina

Arena gruesa

Base de concreto

COMO ES LA SECUENCIA DE OPERACION ESTE TIPO DE EQUIPO

Estos filtros funcionan de la misma manera que los filtros de cáscara de nuez, pero el proceso de regeneración es un poco distinto, ya que el lecho no puede fluid izarse porque se perdería el ordenamiento de las capas filtrantes y por lo tanto disminuiría la eficiencia de filtración.

LA REGENERACION SE REALIZA EN 6 ETAPAS:

1º- DRENAJE

2º- FLUJO EN CONTRACORRIENTE DE AIRE

3º- PRELAVADO EN CONTRACORRIENTE

4º- LAVADO EN CONTRACORRIENTE INTENSO

5º- ASENTAMIENTO

6º- PREFLUJO

AIRE

AIRE

Tratamiento Químico del Agua

Mediante el agregado de productos químicos se trata de eliminar del agua:

•Macro-Organismos

•Oxígeno y Corrosión

•Incrustación

Macro-Organismos y Bacterias

Las condiciones propicias para el desarrollo de colonias de bacterias causan taponamiento y también los productos de corrosión que pueden generas sus desechos.

• Bacterias anaeróbicas (sulfato-reductoras): estas bacterias reducen los iones sulfato y sulfito disuelto en el agua a iones sulfuros, resultando el acido sulfhídrico como producto final.

•Bacterias Iron: estas depositan una envoltura de hidróxido férrico alrededor de donde crecen.

•Bacteria Slime Former: estas producen grandes cantidades de limo generando sólidos en suspensión que pueden causar taponamiento de la formación

Para la eliminación de estas se utiliza:

• Cloro: es barato y muy efectivo contra organismos planctónicos pero mucho menos contra las colonias bacterianas

•Bactericidas Orgánicos: están formados por compuesto s oxigenados o nitrogenados como fenoles, policlofenoles, aldehídos, aminas y derivados de amonio cuaternario.

La eliminación de organismo y bacteria se controla mediante residuales de cloro, fotómetro ATP, medios de cultivo API RP38, residuos biocida, etc..

Oxigeno y Corrosión

El oxigeno causa corrosión de equipos y tuberías. El contenido de oxigeno en el agua se reduce mediante la utilización de desaireadores y aditivos químicos secuestradores de oxigeno.

Desaireadores

•Calentadores

•Columnas Despojadores

•Torres de Vacío

Productos Químicos

Se agregan productos que reacción con el oxigeno tales como el bisulfito de amonio y sulfito de sodio.

Hay que tener en cuenta que estos productos también reaccionan con el cloro por lo tanto deben ser inyectados en un punto donde la concentración de cloro sea mínima.

“Los tanques de almacenamiento de agua tratada deben ser provistos de un colchón de gas para evitar que el agua absorba oxigeno nuevamente”

IncrustacionesEs necesario estabilizar el agua y evitar que se produzcan

deposiciones sólidas, ya que éstas pueden mantenerse en suspensión produciendo taponamiento de la formación, o pueden formar incrustaciones sólidas en los punzados debido a las altas temperaturas en el fondo de los pozos inyectores.

- Carbonato de calcio

- Sulfato de calcio

- Compuestos de hierro

- Sulfato de bario

Para evitar la formación de incrustaciones nos hay que mezclar aguas incompatibles , entonces se debe estabilizar el agua con productos químicos inhibidores de incrustaciones y control de PH.

Pueden ser tratadas y eliminadas

Para este no hay método practico para tratarlo

Los inhibidores mas comunes son :

•Esteres fosfatados orgánicos

•Poli fosfatos inorgánicos

Se inyectan antes de los desaireadores, ya que junto con el oxígeno se elimina CO2, aumentando el PH y favoreciéndose la formación de incrustaciones.El control del agua se realiza determinando residuales de inhibidor.

Separación primaria

Skimmer Tank

Unidad de flotación

Unidad CPI

O

Filtros

Separación secundaria (puede o no existir, dependiendo de la calidad de agua que se requiera).

Tanque Pulmón

Pozos inyectores

Sistema Cerrado de Tratamiento de Agua

Tanques skimmer • Forma más simple de tratamiento.• Diseñados para proveer un tiempo de residencia

considerable durante el cual se produce la separación por gravedad y coalescencia de las gotas de hidrocarburo.

• Pueden trabajar a presión atmosférica o presurizados.

• Pueden ser horizontales o verticales.

Tanque skimmer vertical• El agua ingresa por un spreader debajo de la interfase agua petróleo.• En la zona entre el colector y el spreader tiene lugar la coalescencia de

las gotas, formándose gotas más grandes que flotan hacia la superficie.

• El espesor del colchón de petróleo depende de la altura de la columna de agua y de la diferencia de gravedad específica entre los dos líquidos.

• Las gotas de petróleo deben moverse en contracorriente al flujo de agua, por lo que se necesita mas tiempo de residencia para lograr la misma separación que en un skimmer horizontal.

• Se recomienda su uso cuando el agua contiene arena y otros sólidos por lo que puede instalarse un drenaje de arena.

Tanque skimmer horizontal• La entrada del agua se produce por debajo del colchón de petróleo y

fluye en forma horizontal por toda la longitud del tanque.• Los tanques con tiempos de residencia elevados poseen bafles para

enderezar y dirigir el flujo.• Las gotas de petróleo coalescen a lo largo del tanque y flotan hacia la

superficie donde son colectadas.• El espesor del colchón de petróleo puede ser controlado por un

sistema de columna de agua o por un rebalse.• Son más efectivos que los skimmer verticales porque las gotas de

petróleo fluyen en sentido perpendicular al flujo de agua y no en contracorriente.

• No recomendados para un régimen de operación intermitente ya que se generan olas y turbulencia que afecta la eficiencia de la separación.

Unidades con placas coalescentes

• Trabajan bajo los principios de separación por gravedad y coalescencia.

• La corriente de agua se hace pasar por un numero de placas paralelas minimamente espaciadas con lo que se logra:

– Acortar la distancia que las gotas deben recorrer hasta alcanzar una superficie de coalescencia.

– Aumentar la superficie de coalescencia.

• El proceso de separación es más rápido y los equipos son más pequeños y livianos.

Entre las distintas

configuracionestenemos

Unidades

PPI

Unidades

CPI

Separadores

Cross Flow

Unidad PPI• Un corte transversal muestra que las placas

forman una V.

• Las gotas de petróleo fluyen hacia los costados y hacia arriba por la cara inferior de las placas.

• Los sedimentos migran hacia el centro y hacia abajo del separador en donde son colectados y removidos.

Unidades PPI

Petróleo

Sólidos

Unidad CPI• Las placas son onduladas por lo que se

necesita menor área plana para remover una gota del mismo tamaño que en la unidad PPI.

• La ondulación de las placas permite en escurrimiento descendente de los sólidos al fondo y brinda una superficie coalescente mas compacta.

• El manejo de sedimentos es mas sencillo.

• Desventajas:• No resisten ingresos

masivos de crudos.• Potencial colmatación de

las placas.• Atascamiento de las

placas con crudos fríos o parafínicos.

• Mala operación frente a picos en la concentración de ingreso.

• La calidad del agua no es la suficiente como para prescindir de un tratamiento posterior.

• Ventajas:• Presenta un buen efecto

coalescente sobre las placas.

• Equipos mas compactos.• Buena repartición del flujo a

tratar a través de cada paquete de placas.

• Remueven gotas de petróleo de hasta 50 micrones de diámetro.

Unidades CPI

Venteo

Gas

Entrada

Sólidos

Sólidos

Salida de agua

Unidad CPI

Tratadores Cross Flow• El agua fluye en forma horizontal y perpendicular al

eje del cilindro, facilitando:– Remoción de sólidos.– Permite que los grupos de placas corrugadas sean

empaquetados en forma mas conveniente y sean colocados en equipos presurizados.

• Mas caros que las unidades CPI.• Se utilizan en sistemas presurizados o cuando se

espera que el agua de producción tenga un alto contenido de sólidos.

Separadores Cross Flow

Unidades de flotación• Separación por disminución artificial de la densidad

del petróleo por fijación de burbujas de gas sobre las gotas a separar.

• Aumenta la diferencia de densidades entre el agua y el petróleo y el tamaño de las partículas ya que la burbujas se adhieren a las mismas incrementando su diámetro. (Ley de Stokes).

• Aceleración del proceso de flotación y separación.• Se debe dispersar la cantidad justa de gas en el

agua, producir el tamaño justo de burbujas y lograr que fluyan suavemente en el seno del líquido.

• Existen dos tipos de unidades de flotación:

– Unidades de flotación por gas disuelto.– Unidades de flotación por gas disperso:

• Flotación hidráulica.• Flotación mecánica.

Gas disperso-Flotación hidráulica

• La inducción de gas se realiza hidráulicamente sin el empleo de un mecanismo de aireación mecánico.

• Unidad dividida en cuatro cámaras de flotación.• A medida que el agua va circulando, se va purificando.• El agua limpia es recirculada por una bomba y dirigida a

cada cámara por un tubo de distribución y una boquilla.• El gas es inducido mediante una válvula aguja cerca de las

boquillas.• Al pasar el agua con el gas a altas velocidades por las

boquillas, da lugar a la formación de pequeñas burbujas que luego arrastran las impurezas hacia la superficie.

• El petróleo es evacuado por un sistema de rebalse.

Recirculación

EntradaSalida de agua

Salida de petróleo

Gas disperso-Flotación mecánica

• Tanque dividido en cuatro cámaras de flotación.• Cada cámara tiene un mecanismo independiente

de aireación compuesto por un rotor accionado por un motor eléctrico.

• El agua ingresa y se va purificando a medida que circula.

• El rotor actúa como una bomba, creando un vacío en el stand pipe que arrastra el gas.

• El gas arrastrado pasa por un dispersor o estator en donde se divide en pequeñas burbujas.

Motores eléctricos

Salida de agua limpia

Entrada

Salida de petróleo

Motor

EstatorRotor

Stand pipe

Gas disuelto• El agua es saturada con aire o gas natural

en un contactor a presión.

• Luego el agua saturada es dirigida a un tanque de flotación en donde la presión disminuye dando lugar a la formación de pequeñas burbujas en el seno del líquido.

• Sistema de tratamiento menos eficiente que el sistema de gas disperso.

La flotación por gas disuelto puede generar problemas de incrustación cuando el agua de purga es dura, debido a las variaciones de presión y problemas de corrosión en el fondo de los tanques.

ConclusionesEl tratamiento del agua involucra la reducción del petróleo

residual y el contenido de sólidos suspendidos, organismos vivos, gases disueltos y estabilización para control de incrustaciones.

Por ejemplo si nos centramos en que queremos reducir el petróleo residual de 70 ppm a 30 ppm, lo cual significaría una recuperación monetaria, no llevaría a un beneficio ya que los costos por tratarlo son mayores.

Entonces surge una pregunta: ¿Porqué deberíamos tratar el agua para reducir el petróleo residual ?

• Respuesta: Conociendo los problemas que tenemos asociados con un alto contenido de petróleo residual

• Lo cual llevaría a un costo adicional ya que ocurriendo algunos de los problemas anteriores estaríamos viendo la posibilidad de una intervención. Y comparando los valores de un equipo de work-over o pulling con los valores de un tratamiento para reducir el petróleo sobrenadante, es mucho menor.

TRATAMIENTO DE SOLIDOS

TRATAMIENTODE

SÓLIDOS

PROCESOS PRODUCTIVOS

CLASIFICACIÓN DENTRO DE LA INDUSTRIA

RESIDUOSRESIDUOS

TÓXICOS o PELIGROSOSTÓXICOS o PELIGROSOS(sólidos, líquidos o gaseosos)(sólidos, líquidos o gaseosos)

ASIMILABLES A URBANOSASIMILABLES A URBANOS(de actividades secundarias)(de actividades secundarias)

NO PELIGROSOSNO PELIGROSOS(escorias, escombros, arenas)(escorias, escombros, arenas)

Primera Norma Jurídica en Argentina sobre Residuos Sólidos

Ley Nº 24.051

Sancionada en 1992

Mendoza adhiere a la Ley Nacional mediante la Ley Nº 5.917/92

DEFINICIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS:

“SERÁ CONSIDERADO PELIGROSO, A LOS EFECTOS DE ESTA LEY, TODO RESIDUO QUE PUEDA CAUSAR DAÑO, DIRECTA O INDIRECTAMENTE, A SERES VIVOS O CONTAMINAR EL SUELO, EL AGUA, LA ATMÓSFERA O EL AMBIENTE EN GENERAL”

- ANEXO I: categorías sometidas a control - ANEXO II: características consideradas peligrosas

EXCLUYE: Residuos Sólidos UrbanosREGLAMENTA EN FORMA ESPECIAL: Residuos Radiactivos

RESIDUOS PELIGROSOS

• INFLAMABLES: se queman con facilidad

• CORROSIVOS: pH<2 o pH>12,5 destruyen el tejido vivo y

corroen al acero

• REACTIVOS: inestables y tienden a reaccionar violentamente o explotar

• RADIACTIVOS: emiten energía en forma de partículas α y β o como radiación ϒ

COMPONENTES DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS

METALESPESADOS

Cd, Cr, Pb, Hg

Influyen fácilmente en la cadena alimenticia

DISOLVENTESAcetonaMetanol

cfc

Contaminan el agua y el aireTóxicos, inflamables

ASBESTOS(Silicatos de Mg)

AzulBlanco

AROMÁTICOSPDB’s

Dioxinas

Son persistentes y mutagénicos

DESTINO

• COMO MATERIA PRIMA DE OTRO PROCESO EN LA MISMA INDUSTRIA

(+$)

• SE VENDE A TERCEROS (+$)

• SE DEBAE ALMACENAR Y TRATAR PARA DISPOSICIÓN FINAL (-$)

EXIGE UN GASTO ADICIONAL Y ACCIONES DE CONTROL

PROBLEMA

LA GESTIÓN DE LOS RESIDUOS DEBE BASARSE EN:• ACCIONES PREDICTIVAS Y PREVENTIVAS: Evitar la generación de los mismos o disminuirla a

niveles razonables.MÉTODO DE LAS “CUATRO R”

• ( ACCIONES CORRECTIVAS ): Destinadas a accidentes, contingencias y

producción en niveles razonables. Se debe identificar los componentes de los residuos

para aplicar el tratamiento apropiado y protección del medio ambiente. Los generadores son responsables en calidad de

dueños “desde la cuna hasta la tumba”

MÉTODO DE LAS “CUATRO R”

• REDUCIR: disminuir la cantidad de residuos generados

• RECICLAR: aplicar algún proceso al residuo para convertirlo en materia prima para ser utilizada en la misma planta

• REUSAR: utilizar los residuos sin necesidad de aplicar un proceso previo (salvo calor)

• RECUPERACIÓN: extraer del residuo algún metal útil o costoso

TECNOLOGÍASY

TRATAMIENTOS

1) TRATAMIENTOS FÍSICOS

• Centrifugación: distintos tipo de mezclas

• Adsorción con Carbón: se usa carbón activado para adsorber materiales contenidos en el agua

• Adsorción con Resinas: una membrana semipermeable que permite el pasaje de moléculas pequeñas y retiene coloides

• Evaporación: ebullición de un líquido

• Arrastre: con aire o vapor

• Ósmosis Inversa

2) TRATAMIENTOS QUÍMICOS

• Intercambio Iónico

• Precipitación: una sustancia disuelta es transformada en una fase sólida

• Oxidación: el estado de oxidación de por lo menos un reactivo aumenta y el de otro disminuye

• Neutralización: ajustar el pH a 7

• Hidrólisis

• Fotólisis

3) TRATAMIENTOS TÉRMICOS

• Pirólisis: gasificación o licuefacción de los elementos de combustión por calor

• Destilación: ebullición de una mezcla líquida para producir un vapor rico en el componente más volátil

• Calcinación: descomposición térmica de líquidos y barros acuosos

• Incineración: proceso controlado para oxidar residuos combustibles y convertirlos en CO2 , H2O y “cenizas”

INCINERACIÓN

OBJETIVOS DE LA INCINERACIÓN

• Reducción del peso (75%)• Reducción del volumen (93%)• Eliminar el riesgo de combustión espontánea de

rellenos sanitarios• Eliminación de plagas y olores• No contaminar capas acuíferas• Aprovechar la energía térmica resultante• Las cenizas resultantes se estabilizan con

cemento y se pueden disponer de forma segura• Control de la emisión de gases• Se garantizan las condiciones medioambientales

4) RELLENO SANITARIO

• Técnica de disposición final de Residuos Sólidos

• Aplicada en centros urbanos que cuentan con tierras aptas y relativamente cercanas (+$)

• Operado convenientemente no genera riesgos para la salud y el medio ambiente

• Se confina la basura en un área lo más pequeña posible, cubriéndola con capas de tierra y compactándola para reducir el volumen

RELLENO SANITARIO

RELLENO SANITARIO

5) RELLENO DE SEGURIDAD

• Método seguro para disponer de materiales: - con metales pesados - con elementos combustibles - elementos demasiado densos para ser

inyectados - elementos de difícil degradación química - que no pueden ser incinerados o dispuestos en

un relleno sanitario (residuos peligrosos y cenizas de incineración)

- Es importante la recolección de lixiviados para tratarlos adecuadamente según el tipo y grado de contaminante

RELLENO DE SEGURIDAD

6) TRATAMIENTO BIOLÓGICO (biorremediación)

• Se basa en el uso de microorganismos para transformar contaminantes orgánicos en compuestos más simples poco o nada contaminados

• Los microorganismos utilizados están presentes en el medio ambiente o son cultivados

• Estos microorganismos convierten la materia orgánica en CO2, H2O y biomasa

LAND FARMING (laboreo agrícola)

• Tratamiento y disposición final: de productos oleosos y orgánicos que produce a nivel del suelo, la biodegradación por acción de las bacterias y microorganismos existentes en forma “natural” en este medio

• Condiciones del suelo que favorecen la actividad biológica:

- buena porosidad - humedad óptima - presencia de nutrientes (N2, P, K) -temperaturas intermedias

LAND FARMING (laboreo agrícola)

• Secuencia del proceso - se disponen los productos biodegradables en

parcelas - luego del secado se procede al arado de 20 cm

de profundidad - rastrillado - arado mensual y luego trimestral - cultivo para obtención de fibras, maderas y

plantas decorativas - luego de un año explotación agrícola• Control - monitoreo de acuíferos mediante pozos de

control - muestreo del suelo

COMPOSTAGE

• Residuos sólidos con elevada concentración de materia orgánica (residuos de jardín y comida) son tratados para estabilizar algún tipo de materia orgánica y fabricar un producto útil (nutrientes de suelos para cultivo)

• Los desechos orgánicos se mezclan con tierra, se mantienen permeables al paso de oxígeno y mediante el agregado de nutrientes y agua, con el paso del tiempo se obtiene “COMPOS”

COMPOSTAGE

7) ESTABILIZACIÓN Y SOLIDIFICACIÓN

• Aplicación - recuperación de vertederos de residuos

peligrosos - tratamiento de residuos de otros tratamientos - tratamiento de terrenos contaminados• Estabilización: los contaminantes quedan total o

parcialmente confinados por la adición de un medio soporte aglomerante

• Solidificación: se modifica la naturaleza física del residuo con el uso de aditivos

• E + S: se reduce la toxicidad, la movilidad y se mejoran las propiedades mecánicas del material estabilizado

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

• ELIMINACIÓN EN EL TERRENO: estabilización de los residuos previo a su eliminación en vertederos de seguridad

- los agentes estabilizadores no deben ser absorbentes ya que se puede producir la desorción (liberación de los contaminantes) y por lo tanto deben ser ligados de forma química para no ser expulsados por compresión o lixiviados por percolación debido a las precipitaciones

• RECUPERACIÓN DE TERRENOS: - terrenos contaminados con residuos orgánicos

e inorgánicos - grandes cantidades de suelo con bajo nivel de

contaminación (traslado y tratamiento $)

EJEMPLOS DE APLICACIÓN

• SOLIDIFICACIÓN DE RESIDUOS INDUSTRIALES:

Mejora las propiedades mecánicas y disminuye la velocidad de migración de los contaminantes al medio ambiente

MECANISMOS PARA LOGRAR LA ESTABILIZACIÓN

• Macroencapsulación: los constituyentes del residuo se retienen en los poros discontinuos del material estabilizante (sólo enlaces físicos)

• Microencapsulación: los constituyentes del residuo quedan atrapados en el interior de la estructura cristalina de la matriz solidificada (sólo enlaces físicos)

• Absorción: aplicado a residuos con líquido libre. Luego de la absorción se solidifica (mejorando el transporte)

- suelos, cenizas volcánicas, aserrín• Adsorción: interacción física y electroquímica. Es menos

probable la liberación del contaminante - arcillas modificadas: organofóbicas organofílicas

MECANISMOS PARA LOGRAR LA ESTABILIZACIÓN

• Precipitación: precipitan los contaminantes dando lugar a una forma más estable de los mismos

• Detoxificación: modifica un constituyente químico en otro diferente o en una forma no tóxica o menos tóxica del mismo constituyente

TECNOLOGÍAS

• Cemento: es el principal agente de estabilización. Los residuos se mezclan con el cemento y si el residuo no contiene suficiente agua, se le agrega para lograr la hidratación.

Aplicable a residuos inorgánicos y/o que contengan metales pesados (Cu, Zn, Cd, Pb)

• Puzolanas: es un material reacciona con cal en presencia de agua (hormigón puzolánico)

• Cal: se usa para estabilizar al Ca(OH)2

• Silicatos Solubles• Arcillas modificadas orgánicamente• Cal modificada: utilizada para estabilizar

componentes orgánicos, especialmente los tóxicos con porcentaje de hidrocarburos en una masa inerte

TECNOLOGÍAS

• Polímeros Orgánicos Termoestables: para residuos radioactivos. Se combina el residuo con materiales plásticos fundidos a elevada temperatura. Cuando se enfría, el residuo queda con una cubierta termoplástica listo para la disposición final

• Vitrificación: fundición y fusión de materiales a 1600 – 1800 ºC con un enfriamiento rápido obteniendo una masa amorfa no cristalina donde queda retenido el residuo

- IN SITU: utiliza cuatro electrodos de grafito que se entierran formando un cuadrado de 5m de lado.

Se requiere de un generador o línea eléctrica. La electricidad a través del suelo produce calor y funde la masa pudiendo profundizar los electrodos

Los bloques vitrificados alcanzan espesores de 6m y pesos de 1,4 toneladas

VITRIFICACIÓN IN SITU

VITRIFICACIÓN IN SITU

- Los contaminantes orgánicos son pirolizados y reducidos a gases (algunos son disueltos en la masa y otros recolectados en superficie para tratamiento)

- Los contaminantes inorgánicos, metales pesados y compuestos radiactivos son encapsulados por el vidrio.

Durante la fundición los espacios intersticiales son removidos y se reduce el volumen en un 20 – 50%

VITRIFICACIÓN IN SITU

CONCLUSION• Recordar que la responsabilidad sobre los

residuos termina cuando el residuo tiene disposición final .

• Esta disposición final debe estar certificada fehacientemente a través de un comprobante oficial otorgado por un ente que tenga autorización de la autoridad competente