a) Naturaleza física:

El conocimiento del estado físico interesa por dos motivos:

I) Los residuos sólidos comportan menos riesgos al medio cuando son depositados.

II) El coste unitario de tratamiento es más barato, según el siguiente criterio:

Sólido <Pastoso <Liquido <Gaseoso

Esta relación se cumple siempre que su naturaleza química y el grado de toxicidad y peligrosidad sea similar.

b) Naturaleza química:

La cuestión se complica enormemente, ya que el número de compuestos es muy elevado, especialmente tras el gran desarrollo de la industria química de síntesis.

Se pueden distinguir entre residuos de una sola especie química (monoespecíficos) y de dos o más (poliespecíficos). Una primera división puede ser entre compuestos inorgánicos y compuestos orgánicos.

c) Origen:

I) Urbanos: estudiaremos luego más ampliamente.

II) Sanitario: Presentan especiales problemas y su localización aconseja tratarlos por separado.

• Los residuos sanitarios se ordenan en las siguientes categorías para su gestión:

1) Asimilables a Urbanos

2) Tipificados en normativas singulares

3) No específicos

4) Específicos o de riesgo

1) Asimilables a Urbanos: Proceden de actividades-no clínicas ni de investigación-. Oficinas, despachos, residuos de pacientes no infecciosos, etc...

2) Residuos radioactivos y peligrosos:1- Residuos citostáticos: Fármacos que inhiben el crecimiento celular utilizados en el tratamiento de tumores.2- Sustancias químicas.3- Medicamentos caducados (también pueden ser domésticos)4- Residuos de laboratorio radiológico, etc...

3) No específicos: Aquellos que están sujetos a requerimiento adicionales de gestión únicamente en el ámbito del centro sanitario: materiales de curas, yesos, secreciones, etc…

4) Específicos o de riesgo: residuos infecciosos, considerados como tales aquellos capaces de transmitir hepatitis, sida, etc...: agujas, sangre, vacunas…

• Clasificación según su potencial de peligrosidad:

1- Biosanitarios (R.B.): productos biológicos y todo el material en contacto con esos productos, con excepción de las aguas residuales. Residuos sólidos y líquidos contenidos en recipientes. Se distinguen dos clases:

1. Residuos Biosanitarios Especiales (R.B.E.). Gestión: Incineración específica y desinfección.

2. Residuos Bios (R.B.A.U.). Se depositan junto a los urbanos.

2- Residuos Generales (R.G.). Sin ningún tipo de contaminación específica. Por ejemplo, los yesos.

III) Industriales: según su grado de peligrosidad:

1- Inertes: no suponen un riesgo para la salud ni para el medio ambiente. Tiene baja reactividad en los procesos de fermentación. Ejemplos: vidrio, cerámica, refractarios…

2- Asimilables a urbanos: no son peligrosos y presentan reactividad en los procesos de fermentación. Ejemplos: papel, cartón, plásticos, textiles, gomas…

3- Especiales: peligrosos dependiendo de la cantidad y concentración.

DEFINICIONES

1- Residuo: según la Ley 10/1998, de 21 de abril: “cualquier sustancia u objeto perteneciente a alguna de las que figuran en el anejo de esta Ley, del cual su poseedor se desprenda o del que tenga la intención u obligación de desprenderse. En todo caso, tendrán esta consideración los que figuren en el Catálogo Europeo de Residuos (CER), aprobado por las Instituciones Comunitarias.”(“Poseedor”: el productor de los residuos o la persona física o jurídica que los tenga en su poder y que no tenga la condición de gestor de residuos.)

• Esta Ley es aplicable a todo tipo de residuos, con excepción de:Las emisiones a la Atmósfera.

Los residuos radiactivos.

Los vertidos a las a aguas.

• Respecto a: Los residuos mineros.

La eliminación de animales y otros desperdicios de origen animal.

Residuos producidos en las explotaciones agrícolas y ganaderas que no sean peligrosas y se utilicen exclusivamente en el marco de dichas explotaciones.

Los explosivos desclasificados.

La Ley sólo será de aplicación en los aspectos no regulados expresamente por su normativa específica.

La organización de Cooperación y Desarrollo Económico (O.C.D.E.) lo considera: Materiales generados en las actividades de producción, transformación y consumo, que no han alcanzado en el contexto en el que son generados ningún valor comercial”

(páginas 13/14)

CARACTERÍSTICAS A CONSIDERAR PARA EVALUAR LA PELIGROSIDAD DE UN RESIDUO

Las características de peligrosidad “tóxico”, “muy toxico”, “nocivo”, “corrosivo” e “irritable”, así como las de “carcinogénico”, “tóxico para la reproducción” y “mutagénico” se asignan con arreglo a los criterios establecidos en el Real Decreto 363/1995, de 10 de marzo, por el que se aprueba el reglamento sobre notificación de sustancias nuevas y clasificación, envasado y etiquetado de sustancias peligrosas.

Deberán aplicarse los métodos de prueba que se definen en el citado Real Decreto, con la finalidad de dar un contenido concreto a las definiciones de esta tabla.

• H1 explosivo: se aplica a sustancias y preparados que puedan explosionar bajo el efecto de la llama o que son más sensibles a los choques o las fricciones que el dinitrobenceno. Para determinar si una sustancia es o no explosivas emplea un método q consta de 3 ensayos:

1- Sensibilidad térmica.2- Sensibilidad mecánica (choque)3- Sensibilidad mecánica (fricción)

Si una sustancia (sólida, pastosa o líquida) obtiene positivo en alguno de los 3 ensayos se la considerará sustancia con peligro de explosión.

• H2 Comburente: se aplica a sustancias y preparados que presenten reacciones altamente exotérmicas al entrar en contacto con otras sustancias, en particular sustancias inflamables.

El ensayo solo se realiza en sustancias sólidas. Quedan excluidas:

1- Líquidos.2- Gases.3- Sustancias explosivas.4- Sustancias fácilmente inflamables5- Peróxidos orgánicos.6- Sustancias sólidas q puedan fundir en las condiciones del ensayo.

• H3-A Fácilmente inflamable: 1- Se aplica a sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de inflamación

inferior a 21º C (incluidos los líquidos extremadamente inflamables).2- Se aplica a sustancias y preparados que puedan calentarse y finalmente

inflamarse en contacto con el aire a temperatura ambiente sin aplicación de energía.

3- Se aplica a sustancias y preparados sólidos que puedan inflamarse fácilmente tras un breve contacto con una fuente de ignición y que continúen ardiendo o consumiéndose después del alejamiento de la fuente de ignición.

4- Se aplica a sustancias y preparados gaseosos que sean inflamables en el aire a presión normal.

5- Se aplica a sustancias y preparados que, en contacto con agua o aire húmedo, emitan gases fácilmente inflamables en cantidades peligrosas.

Se evalúa por 2 métodos:1- El de evaluación de la autoinflamabilidad de las sustancias líquidas y gaseosas, expresándola como “grado de autoignición”, q es la temperatura más baja a la q se inflama la sustancia en presencia de aire y en las condiciones definidas por el ensayo.

2- El q evalúa la autoinflamción de los sólidos y en q determina la inflamabilidad espontánea de las sustancias a altas temperaturas.

• H3 B inflamable: se aplica a sustancias y preparados líquidos que tengan un punto de inflamación superior o igual a 21° C e inferior o igual a 55° C.

• H4 Irritante: se aplica a sustancias y preparados no corrosivos que puedan causar reacción inflamatoria por contacto inmediato, prolongado o repetido con la piel o las mucosas.

• H5 Nocivo: se aplica a sustancias y preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan entramar riesgos de gravedad limitada para la salud.

• H6 Tóxico: se aplica a sustancias y preparados (incluidos los preparados y sustancias muy tóxicos) que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan entramar riesgos graves, agudos o crónicos e incluso la muerte.

• H7 Carcinógeno: se aplica a sustancias o preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir cances o aumentar su frecuencia.

• H8 Corrosivo: se aplica a sustancias y preparados que puedan destruir tejidos vivos al entrar en contacto con ellos.

• H9 Infeccioso: se aplica a sustancias que contienen microorganismos viables, o sus toxinas, de los que se sabe o existen razones fundadas para creer que causan enfermedades en el ser humano o en otros organismos vivos.

• Hl0 Tóxico para la reproducción: se aplica a sustancias o preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir malformaciones congénitas no hereditarias o aumentar su frecuencia.

• H11 Mutagénico: se aplica a sustancias o preparados que por inhalación, ingestión o penetración cutánea puedan producir defectos genéticos hereditarios o aumentar su frecuencia.

La mutabilidad de una sustanciase evalúa dependiendo de los efectos finales q tengan sobre:

1- La mutación génica.

2- Las aberraciones cromosómicas.

Los ensayos para determinar estos efectos son:

I- Ensayos basados en la aparición de mutaciones génicas (puntuales) en células procariotas.

II- Ensayaos basados en la producción de aberraciones cromosómicas en células de mamíferos cultivados in vitro.

• H12: Sustancias o preparados que emiten gases tóxicos o muy tóxicos al entrar en contacto con el aire, con el agua o con un ácido.

• H13: Sustancias o preparados susceptibles, después de su eliminación, de dar lugar a otra sustancia por un medio cualquiera, por ejemplo un lixiviado, que posea alguna de las características enumeradas anteriormente.

• H14 Peligroso para el medio ambiente (Ecotoxicidad): se aplica a sustancias y preparados que presenten o puedan presentar riesgos inmediatos o diferidos para el medio ambiente. Ensayos:

1- Ensayos de ecotoxicidad sobre sistemas biológicos.2- Ensayos de biodegradabilidad.

RESIDUOS URBANOS O MUNICIPALES

Los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades.

Tendrán también la consideración de residuos urbanos los siguientes:

1- Residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas.

2- Animales domésticos muertos, así como muebles, enseres y vehículos abandonados.

4- Residuos y escombros procedentes de obras menores de construcción y reparación domiciliaria.

Composición: La composición de los residuos urbanos depende básicamente de los factores siguientes:

• Nivel de vida de la población.

• Actividad de la población.

• Época del año. Vacaciones, fines de semana.

• Climatología general de la zona.

En función de estos factores, se consumirán y se utilizarán ciertos productos, que originarán los correspondientes residuos.

(página 48,51 y 52)

RESIDUOS SANITARIOS(H-3)

RESIDUOS AGROPECUARIOS

AGRARIOS:Se pueden clasificar en cuatro grupos:

• Los derivados del proceso de cultivo (materia orgánica): raíces, tallos, hojas... Podemos incluir aquí también los residuos forestales procedentes de podas y limpiezas.

• Productos químicos asociados al cultivo, tal como herbicidas, pesticidas y fertilizantes.

• Procedentes de la transformación en procesos industriales: obtención del aceite, vino, azúcar de remolacha... Cáscaras de frutos secos...

• Procedentes de las instalaciones: plásticos de invernaderos y silos.

GANADEROS:

• Procedentes de materias primas no utilizadas: restos de comidas, camas de animales.

• Excrementos.

• Animales muertos.

• Productos sanitarios del ganado.

PESQUEROS:• Artes y aparejos desechados, cajas, boyas...

• Peces no aptos para su comercialización

• Despojos y todo aquello generado en la industria conservera.

RESIDUOS MINEROS

Su origen es debido fundamentalmente a:

• Los procesos de extracción, generalmente inertes y de gran volumen.

• Tratamiento de minerales, más peligrosos por los aditivos utilizados.

Minería del carbón: genera aguas contaminadas al ser empleadas para lavar la hulla y la antracita.

Minería metálica: su mayor problema son los vertidos procedentes de los tratamientos.

Rocas industriales y de construcción: genera residuos de la misma naturaleza q la roca extraída y por tanto se les busca aplicaciones para no clasificarlos de residuos

RESIDUOS RADIACTIVOS

Se generan en aplicaciones muy variadas, un 85% aproximadamente en el ciclo de combustible nuclear, y el otro 15% en las aplicaciones de radioisotopos por parte de la industria, medicina e investigación.

CARACTERIZACIÓN DE RESIDUOS Y LEGISLACIÓN APLECABLE

Los residuos peligrosos se identifican por medio de un sistema de códigos desarrollado por la OCDE:

• Código Q: Categoría de los residuos. (16 posibles)

• Código D/R: operaciones de tratamiento:Sin Recuperación D (15 posibles)

Con Recuperación R (13 posibles)

• Código L/P/S/G: estado físico y tipos genérico del residuo. L (líquido), P (lodos)…

• Código C: constituyentes q permiten clasificarlos de tóxicos y de peligrosos cuando presentan propiedades de peligrosidad.

• Código H: Características de los residuos q permiten clasificarlos como tóxicos o peligrosos.

• Código A/B: Identificación del origen del residuo. Actividad q produce el residuo A

Proceso q genera el residuoB

Por tanto la identificación final será:

Q-N // R o D-N // L, P, S o G-N//H-N//A-N//B-N

(donde N representa el número q identifica cada código)LIXIVIACIÓN

Método de evaluación de la ecotoxicidad de un residuo basado en la extracción de una sustancia presente en una fase sólida mediante un líquido q se pone en contacto con ella.

Para establecer un test de lixiviación fiable, es necesario tener en cuenta los siguientes factores:

• Área superficial del residuo• Naturaleza del fluido extractor• Relación lixiviado/residuo.• Número de extracciones totales• Tiempo de contacto.• Temperatura.• Ajuste del pH.• Separación del extracto.• Recipiente de extracción.• Técnica y equipo de agitación.

Caracterización de ecotoxicidad de lixiviados

Una vez obtenido el lixiviado, la evaluación de la ecotoxicidad requiere establecer los ensayos necesarios para fijar los criterios cuantitativos en base a este parámetro, lo cual se puede hacer por dos caminos:

1.- Realización de bioensayos: La caracterización mediante bioensayos implica la utilización de un conjunto de técnicas analíticas que utilizan sistemas biológicos como indicadores de la ecotoxicidad de una muestra.

Permite distinguir dos categorías de efectos perjudiciales:• La toxicidad aguda, generalmente letal. • La toxicidad crónica, que pueda ser subletal.

2.- Análisis de composición química: La caracterización química de lixiviados implica la determinación cualitativa y cuantitativa de las especies químicas recogidas en cada marco legal. El carácter ecotóxico del residuo se determina comparando las concentraciones analizadas en el lixiviado con lo limites máximos permitidos para cada contaminante.

Algunos parámetros a considerar a la hora de llevar a cabo el análisis químico de lixiviados son:

• Metales • Cloroeteres • Clorofenoles

• Aniones • Aromáticos volátiles • Compuestos halogenados

TRATAMIENTO DE RESIDUOS

1- Pretratamiento:

1.1. Separación de fases.

1.2. Separación de componentes.

1.3. Selección de procesos de tratamiento

1.3.1. Criterios

1.3.2. Factores de la selección.1.3.2.1. Naturaleza del flujo de residuos.1.3.2.2. Objetivo del tratamiento.1.3.2.3. Adecuación técnica de alternativas al tratamiento.1.3.2.4. Consideraciones energéticas y económicas.

1.4. Operaciones de separación:

1.4.1. Desbaste.

1.4.2. Trituración de residuos.

1.4.3. Tamizado.

1.4.4. Sedimentación.

1.4.5. Flotación.

2- Procesos de tratamiento físico

2.1. Filtración sobre un soporte a través de una torta filtrante2.1.1. Filtros rotatorios a vacío.

2.1.2. Filtros de bandas.

2.1.3. Filtros prensa.

2.2. Centrifugación2.2.1. Centrifugación de cesta

2.2.2. Centrifugación de cuba

2.2.3. Centrifugación tipo disco

2.3. Operaciones de tratamiento y reutilización de residuos líquidos

2.3.1. Evaporación

2.3.2. Destilación

2.3.3. Arrastre por aire

2.3.4. Arrastre por vapor

2.3.5. Adsorción en carbón

2.3.6. Adsorción en resina

2.4. Separación con membrana2.4.1. Electrodiálisis

2.4.2. Filtración con membrana2.4.2.1. Ultrafiltración

2.4.2.2. Ósmosis inversa

2.4.3. Permeación2.4.3.1. Pervaporación2.4.3.2. Destilación con membranas

3- Procesos de tratamiento químico

3.1. Introducción3.1.1. Procesos convencionales

3.1.2. Otros procesos

3.1.3. Procesos avanzados

3.2. Procesos convencionales

3.2.1. Neutralización

3.2.2. Precipitación3.2.2.1. Formación de hidroxilos3.2.2.2. Formación de sulfuros3.2.2.3. Carbonato sódico y cálcico3.2.2.4. Precipitación de aniones.

3.2.3. Coagulación y floculación

3.2.4. Oxidación-Reducción

3.2.5. Tratamiento de emulsiones.

3.3. Otros procesos3.3.1. Procesos electroquímicos

3.3.2. Intercambio iónico

3.3.3. Extracción con disolventes

3.4. Procesos avanzados3.4.1. Extracción con fluidos supercríticos

3.4.2. Transformación de compuestos organoclorados4- Procesos de tratamiento biológico

4.1. Introducción4.1.1. Ventajas (4)

4.1.2. Inconvenientes (3)

4.1.3. Grupos con dificultad para el tratamiento

4.2. Factores q regulan el proceso de degradación4.2.1. Temperatura

4.2.1.1. Psicrófilos4.2.1.2. Mesófilos4.2.1.3. Termófilos

4.2.2. pH4.2.3. Aceptadores de electrones4.2.4. Sólidos disueltos4.2.5. Nutrientes

4.3. Tratamientos aerobios4.3.1. Microorganismos en suspensión

4.3.2. Microorganismos inmovilizados

4.3.3. Lagunas de estabilización

4.4. Tratamientos anaerobios4.4.1. Ventajas

4.4.2. Inconvenientes

4.4.3. Definición del proceso

PROCESOS DE PRETRATAMIENTO DERESIDUOS

Es más seguro controlar la contaminación minimizando los residuos, reutilizándolos, tratándolos o destruyéndolos q los métodos de reducción de aportes de lixiviados a las aguas.

1. PRETRATAMIENTO

El pretratamiento es un proceso físico encaminado a lograr la separación de fases y de componentes.

1.1. Separación de fases: Se emplea con residuos tales como lechadas, lodos y emulsiones q requieren a menudo un proceso de separación de fases antes de eliminar su toxicidad o de realizar operaciones de recuperación.

Permite una reducción considerable de volumen y, con ello, una concentración de las sustancias a tratar, lo que simplifica las operaciones posteriores.

Los procesos de separación de fases son generalmente mecánicos, baratos y sencillos y de aplicaciones muy amplias.

Separación de fases: • Sedimentación • Flotación • Congelación

• Filtración • Floculación • Destilación

• Centrifugación • Ultrafiltración • Evaporación

1.2 Separación de componentes: Métodos físicos q segregan especies iónicas o moleculares procedentes de flujo de residuos de composición múltiple prescindiendo de reacciones químicas.

1.3. Selección del proceso de tratamiento1.3.1. Criterios de selección:

1.3.2. Factores de selección:

○ Objetivo del tratamiento. Al evaluar y analizar los procesos de pretratamiento que se puedan aplicar a flujos particulares de residuos, es necesario definir el objetivo del pretratamiento y las características deseadas de la corriente producida en cada etapa del proceso global.

○ Adecuación técnica de alternativas de tratamiento: habrá q buscar el proceso adecuado a la forma física (líquido, Emulsión, Lechada, Lodo, Polvo) y al tipo de residuo (cationes y aniones metálicos, aniones no metálicos y orgánicos)

○ Consideraciones económicas y energéticas:• Necesidades energéticas para el funcionamiento del proceso.• Formas de energía utilizadas.• Grado de material recuperado (¿compensarán los costes?).• Valor del material recuperado.• Costes de posibles modificaciones del proyecto.• Impacto del coste de los controles medioambientales.

1.4. Operaciones de separación:

1.4.1. Operación q se usa para la separación de grandes sólidos suspendidos (plásticos, madera, papel…)

1.4.2. Trituración de residuos.

1.4.3. Tamizado.

1.4.4. Sedimentación:• Proceso de separación de sólidos suspendidos, arenas, aceites y grasas y otros materiales más pesados o más ligeros que fluido transportador debido a la acción de la gravedad.

• El objetivo es producir un líquido sin sólidos u obtener lodos concentrados. 1.4.5. Flotación:

• Es un proceso de separación por gravedad en el que finas burbujas de gas, generalmente aire, se introducen en la fase líquida, adhiriéndose a sólidos presentes en la fase líquida y consiguiendo que asciendan a la superficie donde un rascador las elimina.

• Las ventajas que aporta la flotación sobre la sedimentación son la disminución de tiempos, espacio ocupado y olores.

• Su contrapartida son los mayores costos de operación y mantenimiento y una menor efectividad en el tratamiento.

• Se aplica para la separación de sólidos suspendidos de baja densidad, grasas libres o emulsiones, aceites, o para el espesamiento de sólidos. Se usa en plantas de tratamiento de aguas, en refinerías, en plantas de mecanizado de piezas para poder reutilizar el agua…

2- PROCESOS DE TRATAMIENTO FÍSICO

2.1. Filtración sobre un soporte a través de una torta filtrante:

• Se utiliza para el desaguado de lodos. Los sólidos son retenidos sobre la superficie de un medio poroso a través del cual fluye el líquido se suelen acondicionar químicamente con po1ie1ectrolitos, cal o férrico, para elimina obstrucciones y reducir la concentración de sólidos en el filtrado.

• Hay 3 sistemas:1- Filtros rotatorios a vacío.2- Filtros de bandas.3- Filtros prensa.

2.2 Centrifugación:

• Es un proceso de separación por gravedad q utiliza la fuerza centrífuga para acelerar la sedimentación de mezclas con componentes de distinta densidad:

Deshidratación de lodos.Mezclas sólido/agua/aceite con bajo contenido en sólidos.

• Hay tres tipos de centrífugas:1-Centrífuga de cesta.2-Centrífuga de cuba.3-Centrífuga tipo disco.

2.3. Operaciones para el tratamiento y reutilización de líquidos:

2.3.1. Evaporación:

• En esta operación se produce la vaporización de un líquido a partir de una disolución o de una suspensión de sólidos mediante el aporte de energía.

• Se puede aplicar a cualquier mezcla, siempre que uno de los líquidos sea suficientemente volátil y el resto de los componentes suficientemente no volátiles. Es conveniente que tanto el líquido evaporado como el residuo concentrado sean estables en las condiciones de operación.

• Se emplea en:• El tratamiento de líquidos y lodos radioactivos• En la concentración de las aguas de lavado de tratamientos superficiales de piezas metálicas• Conservantes para la madera y productos químicos procedentes del proceso y blanqueo de pasta de papel.• El tratamiento de disolventes usados contaminados con impurezas no volátiles como aceites, grasas, resinas poliméricas y restos de pintura.

2.3.2. Destilación:

Es la vaporización de uno o más componentes volátiles, generalmente concentrados, de una solución líquida. Los componentes individuales se vaporizan en función de su volatilidad originando unos productos de condensación relativamente puros, con lo que los productos orgánicos se purifican y los inorgánicos se recuperan. Los no volátiles quedan en el residuo.

En el tratamiento de residuos, la destilación se emplea para recuperar disolventes usados (hidrocarburos, hidrocarburos dorados, cetonas, alcoholes) o purificar residuos acuosos.

Los disolventes recuperados pueden llegar a tener una gran pureza y ser reutilizados sin ningún problema.

2.3.3. Arrastre por aire:

El stripping por aire es un proceso de transferencia de masa que aumenta la volatilización de los componentes del agua mediante el paso del aire a través de ella.

El arrastre por aire puede producir desprendimientos de gases hacia la atmósfera: el control de estas emisiones es difícil cuando se utiliza aireación mecánica o rociadores, pero siempre es posible dirigir los gases desprendidos hacia una torre de adsorción de carbono para su limpieza.

2.3.4. Arrastre por vapor:

Proceso idéntico a la destilación fraccionada, con la modificación de que el agua residual se introduce por la parte superior de la columna. Reintroduciendo una parte del material recuperado (reflujo) se consigue un aumento en la eliminación de gases o compuestos orgánicos volátiles del agua residual.

Se utiliza ampliamente para arrastrar SH2 y NH3 de residuos de refinería y amoniaco de hornos de cok. También eliminamos en las refinerías compuestos órgano cloratos volátiles. En plantas de reciclado de disolventes se usa el stripping para recuperar disolventes residuales del residuo acuoso del fondo de los alambiques.

2.3.5. Adsorción en carbón:

Tecnología de separación utilizada para eliminar y/o recuperar orgánicos disueltos y algunos inorgánicos de fluidos de una sola fase.

El proceso de adsorción en carbón ha sido utilizado ampliamente para tratar aguas residuales industriales que contienen materiales orgánicos disueltos y ciertos constituyentes inorgánicos. Lo que habitualmente se elimina con esta técnica son DBO, COT, color, fenoles, cresoles, orgánicos halogenados, cianuros y cromo.

2.3.6. Adsorción en resina:

Similar a la adsorción de carbón pero empleando una resina sintética, q presenta 2 ventajas sobre la adsorción en carbón:

1- Las fuerzas son más débiles que en la adsorción por carbón, lo que permite una regeneración más sencilla.

2- Se puede utilizar para regenerar explosivos con un tratamiento térmico no aplicable al carbón.

Los regeneradores de resina gastada si no se reutilizan se deben eliminar, lo que se realiza con incineración o vertido a depósitos de seguridad.

2.4. Separación con membranas existen 3 procesos con membrana en lo q a la gestión de residuos se refiere:

2.4.1. Electrodiálisis: Separación selectiva de iones de una carga e iones de carga opuesta mediante la aplicación de un campo eléctrico. Sin embargo, no separa moléculas no ionizadas ni coloides.

Se emplea principalmente en el tratamiento de efluentes en industrias de galvanoplastia, para la regeneración química de soluciones electrolíticas y para la desalinización de soluciones orgánicas y coloides.

En la diálisis el paso de iones se produce en ausencia del campo eléctrico, simplemente por diferencia de concentraciones en ambos lados de la membrana.

2.4.2. Filtración con membranas

2.4.2.1. Ultrafiltración: Separa solutos y disolventes en función de su tamaño molecular. Trabaja con una diferencia de presión entre ambos lados de la

2.4.2.2. Ósmosis inversa: como la ultrafiltración pero con un rango más alto de presiones.

2.4.3. Permeación: separación de una mezcla permitiendo el paso selectivo de uno de los constituyentes en fase de gas a través de la membrana. Tipos:

2.4.3.1. Preevaporación: Aplicado a mezclas liquidas de compuestos miscibles. Se utiliza en la separación de mezclas de difícil o imposible separación por destilación, como las mezclas azeotrópicas agua-etanol.

2.4.3.2. Destilación con membrana: Este proceso se ha utilizado a escala laboratorio para eliminación de cloroformo, etanol, eter y benceno de disoluciones acuosas diluidas y para recuperación de glicol a partir de anticongelantes usados.

PROCESOS DE TRATAMIENTOS QUÍMICOS

3.1. Introducción: las reacciones químicas nos permiten reducir o eliminar las características peligrosas.

Se pueden clasificar los procesos químicos como:

3.1.1. Procesos convencionales:

• Neutralización, cuando la característica de peligrosidad depende del pH

• Precipitación: la adición de algún reactivo provoca la formación de compuestos muy poco solubles, posteriormente separados por procedimientos físicos.

• Coagulación y floculación: se consigue la precipitación de partículas aumentando su tamaño y eliminando las fuerzas de repulsión entre ellas.

• Ruptura de emulsiones: proceso similar a la coagulación/floculación.

• Oxidación-reducción: transformación de diversos componentes a formas menos peligrosas. El cromo con valencia seis a valencia tres...

3.1.2. Otros procesos:

• Electroquímicos, similares a los de oxidación-reducción q posibilitan la recuperación de metales.

• Intercambio iónico.

• Extracción con disolventes

3.1.3. Procesos avanzados: extracción con fluidos supercríticos…

3.2. Procesos convencionales:

3.2.1. Neutralización: se basa en mezclar un residuo ácido con uno básico, consiguiendo en una sola operación eliminar dos problemas.

Los residuos ácidos pueden ser neutralizados con cal, siendo el reactivo más usado por su menor precio a pesar de no ser el más eficaz. También se emplea el hidróxido sódico sosa cáustica y el carbonato sódico (sosa Solvay). El mejor de los tres es el NaOH, pero su uso viene limitado por la economía del proceso.

Los residuos alcalinos se neutralizan con ácidos minerales fuertes, tales como el sulfúrico, clorhídrico… o por el CO2. El más usado, de nuevo por precio, es el H2SO4.

La neutralización se emplea para acondicionar los residuos antes de su vertido o para prepararlos para otro tipo de tratamiento: biológico, físico-químico,…

3.2.2. Precipitación: Se aplica en residuos líquidos, transformando el contaminante, generalmente metales, en sólidos insolubles que se eliminan por sedimentación o filtración.

Tipos:3.2.2.1. Formación de hidróxidos mediante la adición de hidróxido cálcico, sádico, carbonato cálcico y óxidos o hidróxidos de magnesio consiguiendo la eliminación de metales disueltos.

3.2.2.2. Formación de sulfuros: especialmente recomendados para la separación de algunos metales extremadamente tóxicos, como el mercurio.

3.2.2.3. Carbonato sódico o cálcico para precipitar, por ejemplo plomo. Xantatos, borohidruros, compuestos sulfurosos de alto peso molecular...

3.2.2.4. Precipitación de aniones: adición de compuestos de calcio produce precipitados de CaF2 con una concentración residual de fluoruro menor de 8 ppm.

3.2.3. Coagulación u floculación: buscan la reducción de las fuerzas q posibilitan la disolución, de forma q las partículas aumentan de tamaño (por su unión con el correspondiente aditivo) y facilite su sedimentación.

I) coagulantes: son sales de aluminio, hierro y cobre junto con cal o sosa cáustica. Es importante la rápida distribución homogénea. Para esto hay 2 métodos:

1- dispositivos estáticos dentro de la tubería.2- Mezcladores rápidos.

II) Floculantes: Los floculantes pueden clasificarse por: Su naturaleza como minerales u orgánicos Su origen en naturales o sintéticos Su carga eléctrica en aniónicos, catiónicos o sin carga.

Los residuos que utilizan habitualmente este tratamiento son:• Procedentes de la industria alimenticia, de granjas avícolas, mataderos…• De la industria textil.• De la fabricación de pinturas.• De la industria de plásticos y latex.• Y las aguas residuales, tanto las urbanas como las procedentes de procesos mineros.

3.2.4. Oxidación – Reducción: Los procesos químicos de oxidación-reducción se utilizan en el tratamiento de residuos para transformar especies peligrosas en otros compuestos menos problemáticos.

Entre los oxidantes se utiliza normalmente Cl2 gas, ClO2 hipoclorito sódico, permanganato potásico, ozono o agua oxigenada.

Aplicaciones: El ClO2 se usa en el blanqueo de pasta de papel, grasas, aceites y en el tratamiento de aguas para eliminación de olores. También se puede aplicar a la destrucción de cianuros. El SO2 se emplea en el tratamiento de reducción de Cr (VI)

3.2.5. Tratamiento de emulsiones: hay 4 tipos:

3.2.5.1. Químicos (rotura ácida, rotura basica)3.2.5.2. Mecánicos (ultrafiltración, filtración)3.2.5.3. Térmicos3.2.5.4. Físicos (electroforesis)

3.3. Otros procesos:

3.3.1. Procesos electroquímicos:

Consiste en la reducción de constituyentes metálicos presentes en medios acuosos.

Por su interés económico, el campo donde más desarrollo se a obtenido es en la recuperación de metales preciosos.

3.3.2. Intercambio iónico: Se utiliza para la eliminación de:

• Elementos metálicos presentes como especies solubles, tanto en forma catiónica (Cr +3) o en forma aniónica (Cr2O7 -2)

• Aniones: SO4 -2, CN -1, NO3 -1.

• Acidos - orgánicos: carboxílicos, sulfónicos y fenoles a un pH suficientemente alcalino para que se encuentren en forma iónica.

• Aminas orgánicas, en este caso lo suficientemente ácidas para estar en forma de sal.

3.3.3. Extracción con disolventes:

Consiste en el transporte de los compuestos contaminados contenidos en un residuo sólido o líquido a una fase líquida inmiscibles en la que son más solubles o donde reaccionan con un agente extractante, aumentando así la eficacia del proceso. Estos procesos están regulados por el coeficiente de reparto:

H = concentración (actividad) en el disolvente / concentración en fase original

El disolvente debe tener diferente densidad que el liquido tratado, para poderlo separar por gravedad. Se utiliza esta técnica para la eliminación de contaminantes de residuos acuosos en refinados de petróleo, fabricación de productos químicos orgánicos, e incluso separación de sales metálicas.

Extracción selectiva de SO2 ¿XXXXX?

3.4. Procesos avanzados

3.4.1. Extracción con fluidos supercríticos

3.4.2. Transformación de compuestos organoclorados

4- PROCESOS DE TRATAMIENTOS BIOLOGICOS

4.1. Introducción reproducen (sobre todo en líquidos) situaciones presentes en la naturaleza

Las corrientes residuales de un proceso de fabricación, las aguas subterráneas, suelos contaminados se ponen en contacto con una densa población de microorganismos adecuados durante un tiempo suficiente y estos descomponen los solutos contaminantes, transformándolo en materia microbiana, que se aglomera en grandes masas, que se van eliminando del residuo tratado.

Este tratamiento es adecuado para contaminantes orgánicos y no tan efectivo para metales, pero incluso estos pueden, en un proceso redox, modificar su valencia perdiendo toxicidad. En general, los procesos biológicos no funcionan adecuadamente cuando los residuos a tratar no son biodegradables, siendo un problema de fácil solución el control, además de la materia orgánica, del nitrógeno y fósforo solubles.

4.1.1. Ventajas: • Se puede utilizar para una gran variedad de compuestos orgánicos.

• Transforma los componentes iniciales en otros más simples que pueden llegar a ser totalmente inocuos, incluso terminando como CO2 agua y sales minerales.

• No transfiere (o lo hace en pequeña extensión) contaminación de un medio a otro, como si hacen los tratamientos físico-químicos.

• No requiere grandes medios para su aplicación.

4.1.2. Inconvenientes:• Algunos compuestos son resistentes a la biodegradación.

• Mal controlada, puede producir contaminantes con mayor riesgo que los que trata de eliminar.• Los tiempos de tratamiento pueden ser largos y el control del proceso difícil.

La actividad de los microorganismos presentes condiciona la velocidad y extensión del proceso. La velocidad es un factor importante, ya que condiciona el programa de tratamiento y los costes.

La biodegradación consiste, en esencia, en reacciones bioquímicas catalizadas por enzimas producidas por microorganismos. Se puede esquematizar la degradación de un compuesto orgánico de la manera siguiente:

Fuente de carbono + Fuente de energía + aceptor de electrones + Nutrientes +Microorganismos = Microorganismos + Productos

4.1.3. La mayoría de los compuestos orgánicos son biodegradables, pero algunos se resisten a estos tratamientos: son los llamados recalcitrantes o refractarios y otros lo hacen tan lentamente que no es eficaz el tratamiento. Son los persistentes.

Podemos considerar que hay tres grupos con dificultad para el tratamiento:

• Los derivados halogenados, siendo la dificultad proporcional al número de átomos de halógeno presentes.

• Los compuestos muy ramificados.

• Los poco solubles en agua.

Entre los compuestos halogenados nos encontramos los PCBs,. Las dioxinas se encuentran igualmente entre los orgánicos no biodegradables. Los pesticidas son ejemplo de persistentes.

4.2. Factores q regulan el proceso de degradación.

4.2.1. Temperatura: la actividad celular es extraordinariamente sensible a la temperatura, con un intervalo óptimo estrecho, de unos 20 grados. Temperaturas bajas ralentizan los procesos. Temperaturas altas pueden destruir los microorganismos.

En función de los intervalos de temperatura obtenemos la siguiente clasificación:• Microorganismos psicrófilos• Mesófilos• Termófilos

4.2.2. pH: el pH óptimo suele estar entre 6 y 8, destruyéndose las células por encima de 9 o debajo de 4. El propio proceso de biodegradación puede modificar el pH.4.2.3. Aceptores de electrones

4.2.4. Sólidos disueltos: no se deben superar los 40 g/l. Concentraciones más altas llegar incluso a la muerte de los microorganismos.

4.2.5. Nutrientes: Junto al carbono, en la masa celular nos encontramos macronutrientes como el fósforo y el nitrógeno.

4.3. Tratamientos aerobios: 4.3.1. Microorganismos en suspensión: El proceso de lodos activados es, normalmente, un proceso en continuo, con un sistema de aeración que se puede clasificar como de aeración por burbujas o sistema de “difusor”, sistema de aeración mecánica y sistemas combinados, que usan tanto la aspersión por aire como la agitación mecánica.

También se utilizan los lodos en un tratamiento discontinuo, en un proceso de cuatro etapas:

1. Llenado del reactor.2. Tratamiento biológico propiamente dicho3. Sedimentación.4. Descarga.

Estos sistemas, empleados especialmente con residuos peligrosos, proporcionan una mayor flexibilidad que los tratamientos en continuo siendo especialmente indicados cuando varía la composición o concentración de los residuos a tratar.

Si la corriente liquida se produce de una forma continua, se necesitan dos reactores: mientras uno se llena y el otro esta realizando las tres etapas posteriores. La cantidad de biomasa se dosifica en la cuarta etapa.

4.3.2. Microorganismos inmovilizados: este sistema se basa en la capacidad de unirse los microorganismos a la superficie de un medio inerte.

4.3.2.1. Sistema de lecho fijo: las aguas contaminadas pasan a través del relleno (gravilla, piedra de lava o material plástico) diseñado para tener una gran superficie y sobre el cual han crecido los microorganismos formando una fina película y allí se produce la degradación. El agua residual se suele introducir por la parte superior mediante un sistema de duchas móviles. Parece que el sistema es más estable que el de lodos activados, quizás por que las capas externas de la biopelícula protegen a las capas más internas de las sustancias que provocan inhibiciones o envenenamientos.

4.3.2.2. Sistema de lechos fluidizados: se inmovilizan los microorganismos sobre arena o partículas de basalto u otros inertes. Introducimos por la parte inferior la corriente a tratar, junto al aire. La acción conjunta de ambos fluidos mantiene a los inertes en suspensión, consiguiendo una mezcla casi perfecta.

4.3.3. Lagunas de estabilización: Son embalses de agua donde diversos microorganismos desarrollan sus actividades metabólicas. Son organismos autotróficos, como las algas, quienes juegan un papel fundamental. Su fotosíntesis proporciona el oxigeno a los microorganismos que degradan los contaminantes, generando CO2 que usan las algas.

4.4. Tratamientos anaerobios:

4.4.1. Ventajas:• Pueden tratar aguas con gran carga orgánica, que el consumo energético haría muy costoso por técnicas aerobias.

• Generan pocos lodos: tan solo un 3-4% de la DBO se transforma en microorganismos.

• Se produce metano.

• Se pueden secar más profundamente los lodos.

4.4.2. Inconvenientes:• Tiempos de residencia altos, lo que obliga a usar reactores de gran volumen.

• Necesidad de mantener la temperatura en torno a los 37 ºC.

• Los compuestos oxidantes destruyen los microorganismos.

• Cualquier cambio afecta al funcionamiento.

• Los procesos que se producen son poco conocidos.

4.4.3. Definición del proceso: Los microorganismos hidrolíticos o acidogénicos transforman la materia orgánica tratada en ácidos volátiles, mayoritariamente acético. Los microorganismos metanogénicos transforman estos ácidos en gases.

PROCESOS DE INCINERACIÓN

1- Introducción:

1.1. Aplicación

1.2. Vitrificación

1.3. Deserción atómica

1.4. Legislación

1.5. Residuos incinerados características

2- Factores q influyen en el proceso de incineración

2.1. Temperatura

2.2. Aire

3- Problemática medioambiental en la incineración de residuos

3.1. Efectos de la incineración de Residuos Sólidos Municipales en la salud

3.2. Dioxinas

4- Operaciones de incineración de residuos:

4.1. Bloques de una planta

4.2. Tipos de incineradoras

4.3. Hornos4.3.1. Hornos de líquidos4.3.2. Hornos rotatorios4.3.3. Hornos de parrilla móvil4.3.4. Horno de solera múltiple4.3.5. Horno de lecho fluidizado

4.4. Depuración de gases introducción

4.4.1. Vía seca

4.4.2. Vía húmedaPROCESOS DE INCINERACIÓN

1- Introducción: • La incineración constituye el sistema de gestión más importante dentro tratamiento de residuos peligrosos, siendo también utilizada de forma extensa en los urbanos.

• Dentro de los peligrosos, se consigue con el uso de altas temperaturas disminuir, o llegar a evitar totalmente, su peligrosidad. Con los urbanos se consigue una importante reducción de volumen, entre un 85 y 95%.

• No es el único tratamiento térmico usado. La vitrificación se utiliza como método de inmovilización de residuos. Su empleo, de momento reducido, se orienta hacia los residuos inorgánicos, destruyendo simultáneamente la materia orgánica que, convertida en gas, es quemada.

• Con la desorción térmica eliminamos los componentes volatices y semivolátiles del residuo tratado evaporándolos mediante arrastre por aire caliente o vapor de agua. No los destruimos, sino que los cambiamos de fase, siendo necesario un posterior tratamiento de los gases antes de ser emitidos a la atmósfera. Se emplea para la limpieza de suelos contaminados por componentes volátiles.

• La incineración de residuos peligrosos está regulada por el Real Decreto 1217/1997

• El residuo más adecuado para ser incinerado es aquel que contiene un alto porcentaje materia orgánica y poca humedad e incombustibles (inertes), de forma que no solo pueda quemar con poco aporte de energía, sino que el mismo residuo al quemarse genere un calor que podamos aprovechar.

• La presencia de nitrógeno, fósforo, azufre, halógenos ... conduce a la formación de productos no deseados, que implican un gran control de las operaciones y de los gases procedentes de la combustión, con un tratamiento de estos antes de su emisión.

2- Factores q influyen en el proceso de incineración

• Hay q conseguir un sistema completamente homogéneo (un reactor bien agitado), por los q se requiere para ello “T”iempo y “T”urbulencia

• La oxidación completa de carbono e hidrógeno ocurrirá a una determinada “T”emperatura.

• Por ello nos hablan de las tres “T” en todos los artículos que estudian la incineración. La disminución de uno de ellos se puede compensar con el aumento de los otros dos.2.1. La temperatura: La necesidad de destruir de una forma completa los componentes del residuo que le confieren su peligrosidad hace que la temperatura deba ser elevada.

• Su valor concreto depende de la naturaleza del residuo, composición y estado físico.

2.2. Aire: la presencia de aire en exceso es necesaria q dependiendo del horno, se puede limitar a un 5%, o ser de un 100%.

• Depende de la composición del residuo, cualitativo y cuantitativo.

3- Problemática Medioambiental en la incineración de residuos

La composición de los residuos, tanto urbanos como peligrosos, es muy variada. No solo los gases, también las cenizas recogidas en el horno ó arrastradas por los humos (cenizas volantes) pueden aportar contaminantes.

3.1. Efectos de la incineración de Residuos Sólidos Municipales en la salud: • La incineración produce diversas fuentes de residuos q contienen materiales contaminantes con un efecto perjudicial para la salud de las personas.

• Los residuos domésticos pueden contener una gran variedad de materiales, incluidos metales y sustancias tóxicas.

• La incineración tiene 4 focos de contaminación:1- emisión de gases2- vertido en las aguas3- contaminación de las cenizas del fondo del horno4- contaminación de los residuos incluidas las cenizas volantes

4- Operaciones de incineración de residuos:

4.1. Bloques de una planta incineradora de RSU, q además genera energía

1. Recepción y preparación de residuos2. Combustión.3. Recuperación energética.4. Depuración de gases de combustión.5. Y, aunque no figure en el esquema, un tratamiento de sólidos y aguas residuales.

4.2. Tipos de incineradoras:1. Cámaras de inyección de líquido.2. Hornos rotatorios.3. Hornos de parrilla móvil.4. Hornos de solera múltiple5. Y hornos de lecho fluidizado.

NOTA: Los RSU se pueden alimentar sin selección previa o pueden procesarse como combustibles derivados de residuos (CDR).

4.3. Hornos4.3.1. Hornos de líquidos4.3.2. Hornos rotatorios

4.3.3. Hornos de parrilla móvil4.3.4. Horno de solera múltiple4.3.5. Horno de lecho fluidizado

4.4. Depuración de gases:

• Este tratamiento puede ser por vía seca, húmeda o una combinación de ambas.

• La vía seca tiene la ventaja de no precisar un posterior tratamiento de aguas residuales, y el inconveniente de que si la composición de gases es alta en SO2 o HC1 se deben dosificar cantidades altas de hidróxido cálcico en polvo, lo que incrementa los residuos sólidos.

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PROCESOS DE ESTABILIZACIÓN

1. Introducción:

• Las tecnologías de Solidificación/Estabilización (S/E) sé basan en la obtención, mediante la mezcla del residuo o residuos a tratar con aglomerantes más aditivos adecuados, de un producto final, que tras un tiempo de fraguado y curado, se convierte en un residuo inerte de fácil deposición en vertederos controlados.

• Se aplican a residuos tóxicos, peligrosos, radiactivos y a suelos y sedimentos contaminados.

• Los factores principales a sopesar en la planificación del proyecto para la determinación de la estrategia de inertización de los residuos más económica y fiable son: • Las características del emplazamiento y de los residuos • La disponibilidad y coste de los agentes aglomerantes • El tipo de proceso a llevar a cabo, son

1.1. Definiciones:

Solidificación: Es un proceso en el cual los materiales se unen al residuo para producir un sólido monolítico de alta integridad estructural. Puede suponer o no una reacción química entre el contaminante tóxico y el aditivo.

Estabilización o Inertización: Se refiere a un proceso por el cual el residuo se convierte a una forma más estable químicamente. El término incluye solidificación, pero también incluye que se dé una reacción química para transformar el compuesto tóxico a una sustancia no tóxica.

Fijación química: Es la transformación de los contaminantes tóxicos a una forma no tóxica.

Encapsulación: Es un proceso que incluye el completo recubrimiento o cercado de una partícula tóxica o un residuo aglomerado con una nueva sustancia como por ejemplo los aditivos de SIE o aglutinantes. La microencapsulación es la encapsulación de partículas individuales. La macroencapsulación es la encapsulación de una aglomeración de residuos o materiales microencapsulados