TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALES
TRATAMIENTO DE RESIDUOS INDUSTRIALESIng. Ana Romero Gamero
Gestin de residuosReduccin en la generacin de
residuosRecuperacin de los recursos contenidos en los
residuosEliminacin o reduccin de la peligrosidad de los
mismosDeposito o almacenamiento controladoTratamiento del
residuoCaracterizar adecuadamente el residuo (conocer sus
caractersticas fsico qumicas y biolgicas)Instalar las medidas de
seguridad para evitar el acceso a personal no autorizadoControlar
la calidad el agua subterrnea de la zonaVolumen del
residuoPosibilidades de recuperacinCosto del proceso
Tipos de tratamientoTratamiento trmicoTratamiento
fisicoqumicoDepsitos de seguridadTecnologas limpias
Tratamiento trmicoCaractersticas de los residuosDeterminar la
humedad del residuo
Definiciones Tratamiento trmico = destruccin de los residuos
peligrosos mediante descomposicin trmica
Los mtodos de tratamiento trmico incluyen: - la incineracin -
combustin completa utilizando el oxgeno excedente- la gasificacin -
combustin incompleta en ausencia parcial de oxgeno- la pirlisis -
descomposicin trmica en ausencia total de oxgeno Diapositiva 2
DefinicionesEl trmino tratamiento trmico de residuos es utilizado
para todos los procesos en los cuales los residuos peligrosos son
destruidos mediante descomposicin trmica . Esta descomposicin,
puede implicar la combustin total o parcial de los residuos. La
combustin es un proceso de oxidacin, que se produce generalmente
usando el oxgeno del aire. Las temperaturas de combustin varan
dependiendo del proceso; por ejemplo, la temperatura alcanzada
normalmente en un horno rotatorio es de alrededor de 1100 C. Hay
que diferenciar entre la combustin con carencia de oxgeno, (es
decir, la combustin incompleta) y la combustin completa. Como
consecuencia de la naturaleza heterognea de los residuos, la
combustin completa requiere aire excedente para evitar que queden
materiales sin quemar, en particular el monxido de carbono.Durante
el proceso trmico , los componentes del carbono y del hidrgeno en
los residuos, son transformados en dixido de carbono y agua. Tras
la combustin, queda un promedio de 20-35 % de los residuos (por
peso), aunque la reduccin del volumen pueda alcanzar el 90 %,
dependiendo de la composicin de los residuos y el tipo/eficacia del
proceso de combustin. Algunos residuos pueden requerir que se aada
combustible para alcanzar la combustin completa.
Uso del tratamiento trmicoAdecuado para residuos orgnicos
Procesos de tratamiento trmico:- requieren una alta inversin de
capital - estn exhaustivamente regulados- requieren personal
experto- requieren estrictas normas de seguridad y funcionamiento -
tienen costos de operacion de medios a altosDiapositiva 3 Uso del
tratamiento trmicoEl tratamiento trmico es conveniente para
residuos con alto contenido de carbono e hidrgeno, es decir,
residuos orgnicos. Alrededor del 20 % de los residuos industriales
y el 30 % de los residuos domsticos son generalmente
incombustibles. Esto incluye metales ferrosos y no ferrosos como el
hierro y el aluminio.En algunos casos, la primera etapa del proceso
de combustin es una etapa de evaporacin, donde el agua se extrae
inicialmente para tratamiento, antes de la combustin real.El empleo
del tratamiento trmico para los residuos peligrosos es restringido
debido a los costos, la necesidad de personal experto y las
estrictas exigencias de funcionamiento y normas de seguridad. Las
precauciones de seguridad incluyen la exigencia de cierre automtico
de la planta cuando as se especifica, si no se cumplen los
parmetros vitales (como por ejemplo, la temperatura requerida).
Para que el tratamiento trmico constituya un proceso de tratamiento
de residuos apropiado y sostenible, correctamente diseado,
controlado y puesto en funcionamiento, los factores ms importantes
son el control de la adecuada combustin y la limpieza eficaz del
conducto de gas. stos requieren a su vez una alta inversin de
capital, regulaciones extensas, personal cualificado y estrictas
normas de operatividad. La complejidad de la tecnologa, as como la
necesidad de ser manejada y gestionada por parte de personal
experto, originan gastos de funcionamiento entre moderados y
altos.
Prctica correcta en la combustin de residuos peligrosos3 Ts:-
Tiempo- Temperatura- Turbulencia
Sistemas de limpieza de los conductos de gas Diapositiva 4
Prctica correcta en la combustin de residuos peligrososLa combustin
de residuos es un proceso extendido y probado. La experiencia ha
demostrado que los factores clave deben residir en maximizar la
eficacia de la combustin y reducir al mnimo la formacin y dispersin
de las emisiones dainas. Las denominadas 3 Ts que influencian estos
factores son:- el tiempo de permanencia de los residuos en la zona
de combustin, por lo general se recomienda un mnimo de 2 segundos-
la temperatura - al menos 850C - la turbulencia - movimiento de
aire en el horno de combustinAdems de la adicin de suficiente aire
excedente .Con el fin de gestionar las emisiones, existen diversas
etapas de limpieza de los conductos del gas, utilizando filtros,
adsorbentes y lavadores de gas. Para la incineracin de residuos
peligrosos, que es el proceso de tratamiento trmico ms extensamente
utilizado, existen una extensa gama de acontecimientos tecnolgicos
recientes, que permiten un control adecuado de la combustin. Estas
mejoras tecnolgicas son complementadas con estrictas normas y
regulaciones medioambientales en muchos pases. Caractersticas de
los residuos Tipos diferentes de residuos tienen valores de calor
diferentes, es decir, la cantidad de calor liberado durante la
combustin completa - Valor Calorfico (VC)
- El Valor Calorfico (VC) Bruto incluye el calor liberado
mediante la condensacin de vapor- El Valor calorfico Neto no
incluye el calor de la condensacin
Tambin es importante: - El punto de inflamacin- La viscosidad-
El cloro, flor, azufre y los metales pesadosDiapositiva 5
Caractersticas de los residuosEl comportamiento de un tipo
particular de residuo se caracteriza por su calor o valor
calorfico; es decir, la cantidad de calor liberado durante la
combustin completa. Los trminos de valor calorfico (VC ) neto y
bruto, son usados generalmente para describir el valor del calor.
Otra caracterstica importante es el punto de inflamacin - la
temperatura a la cual un residuo inflamable emite el suficiente
vapor como para experimentar una combustin al ser encendido - lo
cual debe tomarse en cuenta para evitar el riesgo de explosiones.
Si se quiere asegurar el diseo apropiado de las instalaciones de
almacenaje de residuos y suministro de combustible, la viscosidad
de los residuos es tambin una caracterstica importante. Por
ejemplo, ciertos combustibles como los lodos tienen que ser
bombeados en el horno de combustin. Para el proceso de incineracin
en s mismo (incluyendo la limpieza de los conductos de gas) otros
parmetros tales como el cloro, el flor, el azufre y los metales
pesados, son factores importantes que requieren ser
analizados.Ejemplos de Valor CalorficoResiduos mixtos de las
operaciones de limpieza de la planta10,000 - 30,000 kj/kg Aguas
residuales 5,000 kj/kg(0 - 10,000kj/kg dependiendo del contenido
orgnico)Lodo industrial 1,000 - 10,000 kj/kgPinturas y barnices
> 20,000 kj/kgHidrocarburos clorados 5,000 - 20,000 kj/kgEn
comparacin, RSU = ~10,000kj/kgFuente: IndaverDiapositiva 6 Ejemplos
de Valor CalorficoLas diapositiva expone algunos ejemplos de
residuos peligrosos y su VC. Como puede apreciarse, el VC de los
residuos industriales vara bastante, debido a la gran variedad de
residuos industriales diferentes.
CombustinTRP Chapter 6.5 11Requiere: - aadir aire excedente -
mezcla mecnica de los residuos- distribucin y aireacin uniforme de
los residuos
El comportamiento de los residuos durante la combustin vara
dependiendo de su valor calorfico y su formaAlgunos residuos con
bajo VC arden fcilmente = la pajaAlgunos residuos con bajo VC son
difciles de arder = lodos mojadosAlgunos residuos con alto VC arden
fcilmente = fondo de los tanques Algunos residuos con alto VC son
difciles de arder = suelos contaminados, ciertos plsticos
Determinados residuos cambian sus caractersticas fsicas durante
la combustinDiapositiva 7 CombustinTal y como ha sido expuesto en
la diapositiva 4, la combustin completa requiere la adicin de aire
excedente para asegurar que existe aire suficiente en todas las
etapas del proceso de combustin, as como la turbulencia, un tiempo
de permanencia apropiado y una temperatura correcta. La mezcla
mecnica de los residuos es tambin necesaria, y durante la
combustin, sta puede realizarse por ejemplo mediante los
movimientos de la rejilla del incinerador. La mezcla de los
residuos antes de ser depositados en el horno tambin puede
contribuir a garantizar una distribucin y aireacin uniforme.El
comportamiento de los residuos durante la combustin vara
dependiendo de su valor calorfico y su forma. La diapositiva
muestra algunos ejemplos que hacen referencia a este hecho. Ciertos
residuos cambian sus caractersticas fsicas durante la combustin ej
algunos slidos se transforman en lquidos. La inflamacin de gases y
lquidos emitidos por los residuos durante su combustin puede causar
problemas a los operadores de la planta a la hora de regular el
proceso, y tambin puede daar el equipo.
Funcionamiento del hornoBuen conocimiento de las caractersticas
de los residuos Habilidades tcnicasControl del suministro de
residuosMezcla de residuosTemperatura a nivel requerido a pesar de
variaciones en los residuosAire excedenteControl de los gases de
combustinMantenimiento regular
Debe ser coherente Necesidades:Fuente: David C WilsonDiapositiva
9 Funcionamiento del hornoComo se ha comentado anteriormente,
(observar la diapositiva 4) la combustin completa requiere que
ciertos parmetros sean mantenidos coherentemente. Para establecer
un proceso coherente, el operador necesita:- Mantener la
temperatura al nivel requerido a pesar de las variaciones de los
residuos. La temperatura vara segn el tipo de residuo, y puede
estar entre 850C y 1200C. La regulacin del suministro de residuos
para garantizar el mantenimiento de la temperatura requerida puede
necesitar la mezcla de residuos con bajo y alto VC, lo cual
requiere un buen conocimiento de los residuos y sus caractersticas,
as como habilidades tcnicas.- Mantener el suficiente aire sobrante-
Controlar la calidad de los gases de combustinEl mantenimiento
regular es tambin muy importante porque la mayora de los elementos
del horno funcionan en condiciones difciles. El mantenimiento
regular tambin debera ser llevado a cabo en otros componentes
mecnicos como el revestimiento refractorio, bombas, sistemas de
extraccin y suministro de combustible, as como en el aparato de
control y supervisin.
Recuperacin de la energa La combustin de residuos produce calor
pero la combustin de residuos con bajo VC pudiera no ser
autosuficiente
La recuperacin de energa se da a travs de la produccin de vapor
para generar electricidad - Slo produccin de vapor: promedio de
eficacia del 80 % - El vapor puede ser usado para la demanda
interna- El vapor puede entregarse a usuarios adyacentes ej: otras
plantas industriales- Puede generarse electricidad : promedio de
eficacia del 25 %
Las oportunidades para vender el calor aumentan cuando las
instalaciones estan en reas industriales
La venta de energa sobrante mejora la economa de la
plantaDiapositiva 10 Recuperacin de la energaLa combustin de
residuos siempre genera calor. Para posibilitar una recuperacin de
energa, los residuos deben tener un valor calorfico suficiente para
alcanzar temperaturas de combustin apropiadas, sin la necesidad de
aadir combustible adicional. Por lo tanto, el valor calorfico mnimo
de un residuo que sea incinerado con recuperacin de energa,
depender de la temperatura de funcionamiento que se use.La
recuperacin de la energa se realiza generalmente mediante la
produccin de vapor que se introduce por una turbina para producir
electricidad. Si el vapor no puede ser reutilizado (ej por una
fbrica vecina o para la produccin de agua destilada), debe ser
condensado antes de ser introducido de nuevo en el sistema. En este
caso, la cantidad de calor recuperado no exceder el 35 % del calor
producido, debido a las prdidas de condensacin. Cuando es posible
usar la energa o ( incluso mejor) el calor generado en la etapa de
condensacin (ej en secadores o calefaccin central), es posible
alcanzar y hasta exceder una eficacia del 90 %. Los porcentajes de
recuperacin no dependern de los residuos o el mtodo de combustin,
sino ms bien de las oportunidades de venta del calor de bajo grado,
as como de la energa. La posibilidad de realizar una venta a gran
escala aumenta si las instalaciones han sido construidas en reas
industriales.Adems de la venta de energa sobrante, siempre que sea
posible, la recuperacin de energa resulta beneficiosa para el
operador del incinerador de residuos porque puede ser usado para
cubrir la demanda interna y se puede ahorrar en gastos de
combustible necesario para controlar la instalacin.Subproductos de
la incineracinPueden ser: slidos lquidos gaseosos
Comprenden: materiales recuperados como metales, HCl gases de
combustin escorias y ceniza productos de tratamiento de los gases
de combustin, tambin denominados residuos del control de la
contaminacin del aire (APC) aguas residualesDiapositiva 11
Subproductos de la incineracin Los subproductos de la incineracin
pueden ser slidos o lquidos, y son gases de combustin, escoria y
ceniza, productos del tratamiento de los gases de combustin (
llamados a veces residuos del control de la contaminacin del aire
(APC),) as como aguas residuales. Las siguientes 5 diapositivas
describen estos subproductos.
Residuos slidos ceniza del fondo o escoria ceniza flotante
residuos del control de la contaminacin del aire (APC)
Los trminos y las regulaciones sobre el tratamiento y la
eliminacin de los residuos slidos se diferencian entre pases La
ceniza del fondo puede ser eliminada o usada como un substituto
agregado ej para la construccin de carreterasDiapositiva 12
Residuos slidosLos tres tipos de residuos slidos provenientes de la
incineracin son: la ceniza del fondo o escoria, la ceniza volante y
los residuos del control de la contaminacin del aire (APC). Los
terminos utilizados para describir estos tres tipos residuos se
diferencian entre pases, pero generalmente:- La ceniza del fondo o
escoria se refiere a los residuos slidos de la combustin - La
ceniza volante es la ceniza fina aerotransportada ej que se recoje
debajo de la cmara de combustin o la caldera, en precipitadores
electrostticos u otros sistemas recolectores del polvo- Los
residuos APC son los residuos generados durante el tratamiento y la
limpieza de las emisiones (ej cal utilizada)Las regulaciones que
determinan la eliminacin de estos tres residuos se diferencian
entre pases. Por ejemplo, las regulaciones nacionales pueden
clasificar la ceniza volante como un residuo peligroso que requiere
tratamiento antes de su eliminacin. La ceniza del fondo puede ser
eliminada o, a menudo, usada como substituto agregado, por ejemplo,
para la construccin de carreteras.
Gases de combustinLa cantidad y el tipo de contaminantes de las
emisiones dependen de: - contaminantes en los residuos - tecnologa
- eficacia de la operatividadPromedio 6 - 7 Nm3 de gas de combustin
por Kg de residuo
Recogida/tratamiento especficos para:Polvo - filtros graduales
Cloro - neutralizado mediante limpieza con calAzufre - etapa de
lavadoDioxinas - control de la combustin, carbono activoFuente:
David C WilsonDiapositiva 13 Gases de combustinLa cantidad y el
tipo de contaminantes de las emisiones generadas en los procesos
trmicos, dependen de los contaminantes de los residuos, la
tecnologa y la eficacia de la operacin.Los mtodos comunes de
incineracin de residuos generan, por regla general, entre 6 y 7
metros cbicos normales de gas de combustin por cada kilogramo de
residuo incinerado. Esta cifra vara dependiendo de diversos
factores, incluyendo la propia composicin qumica de los
residuos.Los controles reguladores de las emisiones de la
incineracin han sido reforzados en los ltimos aos en la mayor parte
de pases. Por ejemplo, los marcos legales en la Unin Europea han
sido divididos en 20 aos en ms de 100, y el lmite de emisin de
dioxinas es hoy en da 0.1ng TEQ/Nm3 (siempre que TEQ represente un
equivalente txico reconocido). Este tipo de regulaciones ms
estrictas, han requerido cambios principales en la tecnologa y
prcticas de funcionamiento, y han aumentado considerablemente los
gastos de incineracin de residuos.Polvo: Para cumplir con los
nuevos lmites se requieren una serie de pasos. Estos pueden incluir
el empleo de precipitadores electrostticos (que alternan altas
descargas de voltaje de cables ionizantes con placas de conexin a
tierra) as como filtros de tela que atrapan el polvo. Cloro: Es
necesario neutralizar el cloro con calcio (por lo general, en forma
de cal) o hidrxido de sodio con uno de los varios sistemas de
tratamiento alternativos: limpieza en seco, semiseco, semihmedo o
hmedo. Esta ltima es la ms eficiente, pero requiere el equipo ms
caro y deja un residuo lquido mayor que (debido a su pH bajo) tiene
que ser neutralizado antes de la eliminacin.Azufre: una parte
significativa del azufre es eliminada con cloro, pero para cumplir
con los lmites de las emisiones, es probablemente necesario aadir
una etapa de lavado con un pH ms alto que en el primer lavado. Esto
se suma a la complejidad del proceso total porque - como cualquier
otro tratamiento en hmedo - impone necesidades de equipo
adicionales y condiciones reactivas, as como la necesidad de
tratamiento y eliminacin del residuo lquido generado.
DioxinasFamilia de alrededor de 200 compuestos orgnicos clorados,
algunos de los cuales son muy txicosExtendidas en el medio
ambientePresentes en residuos destinados a la incineracinPueden ser
reproducidas en etapas de enfriamiento de postcombustin Las 3 Ts
contribuyen a destruir las dioxinas en los residuos, reducen la
reproduccinEmpleo de carbono activo para filtrar gases de
combustinLos limites de emisin son sumamente bajosDiapositiva 14
DioxinasCuando la combustin de residuos es incompleta, o el proceso
no es correctamente manejado, se pueden generar una serie de
subproductos no deseados. El ms comn de todos ellos son las
dioxinas. Las dioxinas se encuentran extendidas en el medio
ambiente, estn presentes en los residuos de entrada y tambin se
forman en cantidades pequeas en todos los procesos de combustin,
desde centrales elctricas y vehculos diesel hasta incendios
forestales y barbacoas caseras. Las 3 Ts (observar la diapositiva
4) contribuyen a garantizar la destruccin de las dioxinas de los
residuos, y tambin a limitar la reproduccin de dioxinas, puesto que
la corriente de gas de enfriamiento abandona la zona de combustin.
La posterior prctica de reduccin del tiempo que pasan los gases de
combustin en la gama de temperaturas crtica, y limitar el contacto
con las cenizas volantes, ayuda a reducir la reproduccin de
dioxinas.Sin embargo, los niveles permitidos de emisin de dioxinas
son sumamente bajos en muchos paises desarrollados, por lo cual
adems de un exhaustivo control de la combustin, pueden ser
necesarios procedimientos adicionales de limpieza del gas para
asegurar el cumplimiento. Esto implica pasar los gases de combustin
por carbono activado. El filtro de carbono activo es tambin un
mtodo de limpieza para la eliminacin de mercurio.Ejemplo de
tecnologa de limpieza del gas de combustin
Fuente: IndaverIncinerador de horno rotatorioTanques de
almacenaje de residuos lquidos y pastososChimeneaCmara de
post-combustin Generador de vaporFiltro electrostticoLimpieza de
gas en 4 etapasFiltro de dioxinasPurificacin de aguaCeniza
volanteCaldera de cenizaIncinerador de cenizaAlmacenaje de
bidonesElevador de bidonesIncinerador de horno rotatorioBnker para
residuos slidosTolva de alimentacinDiapositiva 15 Ejemplo de
tecnologa de limpieza de gas de combustinComo se ha afirmado
anteriormente, existen varias tecnologas para la limpieza del gas
de combustin, diferencindose en la cantidad de agua utilizada. La
diapositiva muestra el organigrama de un incinerador de horno
rotatorio incluyendo las etapas de la tecnologa de limpieza del gas
de combustin que utiliza un proceso de limpieza en hmedo.Aguas
residuales de incineracinLos controles varan entre
pasesCantidad:bajo la inflluencia de la tecnologa de limpieza del
gas que se elija, es decir, hmeda, semiseca, secaTratamiento:en
lagunas aireadasextensamente usadobajo costepodra no alcanzar las
normas exigidastambin puede ser necesario el tratamiento
fisico-qumico Diapositiva 16 Aguas residuales de la incineracinLos
controles de aguas residuales varan de pas a pas. Las aguas
residuales provenientes de la limpieza del gas de combustin, son
normalmente tratadas en una planta separada de tratamiento de aguas
residuales. El tratamiento de aguas residuales en lagunas aireadas
es una opcin extensamente usada y de bajo coste, que pudiera no
cumplir por s sola con las normas establecidas, y generalmente es
necesario un tratamiento fsico-qumico previo a la etapa biolgica.
Cuantas menos aguas residuales se generen, ej mediante el empleo de
tcnicas de limpieza del gas de combustin secas o semi secas,
menores sern los gastos de equipamineto y funcionamiento de la
instalacin.
MedicinDe qu:- parmetros controlados ej monxido de carbonoCmo: -
regular - continuaDisponer de:- regulaciones nacionales-
condiciones de funcionamiento permitidas Problemas:El equipo de
medicin puede ser imprecisoErrores de correlacinErrores en las
pruebasDiapositiva 17 MedicinAdems de garantizar unas condiciones
de funcionamiento apropiadas, el cumplimiento de los lmites
reguladores requiere una medicin regular (o continua) de los
parmetros controlados. En muchos pases, la medicin e informacin
sobre estos parmetros son una parte exigida en el proceso de
expedicin de permisos para las instalaciones. Las normas de garanta
pueden ser impuestas. Sin embargo, existen ciertas dificultades: El
equipo de medicin puede ser impreciso Pueden aparecer errores
debido a la necesidad de la correlacin de nmeros. Por ejemplo, no
se mide tanto el polvo contenido en el gas, sino ms bien la
opacidad que origina su presencia o el nmero de partculas, que
pueden ser medidas por la absorcin de luz. Los errores de
correlacin son ms significativos cuando el material que est siendo
medido es reducido. Tambin se pueden cometer errores en las
pruebas. La muestra analizada es siempre muy pequea comparada con
el total de gases generados - unos centmetros cbicos de gas o
lquido en comparacin con varios metros cbicos para lquidos y miles
de metros cbicos para gases. La muestra realmente no puede ser
fielmente representativa de la corriente de residuos total. De
nuevo, esto es significativo cuando las cifras son pequeas.El nivel
de inexactitud puede ser bastante elevado: por ejemplo, el 30 %
para el polvo, el 40 % para el cloro. Esto debe ser tenido en
cuenta por el operador, y tambin por el inspector o el regulador, a
la hora de considerar el cumplimiento.CostosNivel alto de
sofisticacin y control = elevados costos de construccinCostos del
control de la contaminacin del aire = 30-40 % del total Costos de
tratamiento por tonelada, similar a otras tecnologas Ahorros de
costo porque el volumen, peso y riesgo de los residuos destinados a
la eliminacin se reduce enormementeLa recuperacin y venta de
energa/calor del proceso sanean la economaDiapositiva 19 CostosEl
alto nivel de sofisticacin y control asociado con los mtodos de
tratamiento trmico de residuos, se refleja en los elevados gastos
de construccin de tales plantas. Una vez construdas, los gastos de
tratamiento por tonelada no pueden ser muy diferentes de los de
otras tecnologas, pero todos los gastos estn relacionados con una
serie de factores especficos del pas y la planta, y no puede
hacerse una estimacin general en el presente manual.Los gastos de
los sistemas de control de la contaminacin del aire representan una
proporcin sustancial del coste de una nueva instalacin, y pueden
constituir el 30-40 % del total.Es importante sealar que el
volumen, el peso y el riesgo de los residuos que permanecen para la
eliminacin final es enormente reducido, un factor muy valioso
cuando el tratamiento o la capacidad de eliminacin son limitadas.
La recuperacin y la venta de energa del proceso tambin contribuyen
a sanear los gastos generales.
Incineracin en horno de cementoExtensamente usado para gamas de
residuos peligrosos, ej residuos oleosos, aguas residuales, lodos,
solventes, compuestos orgnicosProvee:. buenas condiciones de
combustin. atmsfera alcalina. operacin de absorcin. alta inercia
trmica. ningn impacto en la calidad del cemento. Posibilidad de
recuperacin de energa contenida en el residuo . no
subproductosDiapositiva 20 Incineracin en horno de cementoDiversos
procesos industriales utilizan los residuos como combustible o como
parte constituyente del producto. Estos incluyen las centrales
elctricas y de calor combinado, hornos de cristal, fabricacin de
acero, cal, y hornos de cemento. La opcin de utilizacin de un horno
de cemento para el tratamiento trmico de residuos orgnicos
peligrosos, puede ser tcnica y ecolgicamente apropiada. Este tipo
de hornos han sido usados ampliamente durante ms de 20 aos para el
tratamiento de residuos peligrosos, tanto en pases desarrollados,
como en economas en vas de desarrollo.Las condiciones de combustin
tpicas incluyen temperaturas en la gama de 1,350-1,650 C, con un
tiempo de permanencia en la fase de gas extenso, de hasta 10
segundos o ms, y fuerte turbulencia en el horno, de modo que la
destruccin completa prcticamente est asegurada.La atmsfera alcalina
del horno absorbe y neutraliza la mayor parte de los gases cidos y
metales. Los metales pesados permanen fijos en la estructura
cristalina de la escoria.La operacin de vaciado del horno
proporciona poca o ninguna salida externa de vapores.La enorme
inercia trmica previene variaciones rpidas de temperaturas.La
calidad del producto de cemento es relativamente insensible a la
mayora de los elementos en cantidades pequeas, y a las impurezas de
los residuos. El horno tambin permite la recuperacin de cantidades
sustanciales de energa presente en ciertas clases de residuos
orgnicos, mediante la substitucin del combustible primario y los
gastos potenciales por el tratamiento de los residuos. Puesto que
la produccin de cemento consume un gran volmen de energa ( 40-65 %
del coste total), el ahorro en combustibles primarios hace la la
combustin de residuos orgnicos atractiva desde el punto de vista
del operador del horno.Exigencias para la co-combustin en hornos de
cementoAdecuada para residuos orgnicos bombeablesNo apropiada para
residuos con gran contenido de agua, azufre, cloro, metales
pesadosLos residuos necesitan pre-tratamiento/mezcla para su empleo
como combustiblePudieran requerirse modificaciones, por ej,
suministro de combustible, controles del polvoDebe cumplir las
normas de Salud y Seguridad relacionadas con el manejo de residuos
peligrososDepende de la demanda del productoDiapositiva 21
Exigencias para la co-combustin en hornos de cementoMuchas empresas
multinacionales de cemento, han adquirido experiencia en el campo
de la co-combustin de residuos peligrosos en hornos de cemento. Sin
embargo, la prioridad nmero uno del operador debe seguir siendo la
produccin de cemento. Es por lo tanto probable, que la mezcla de
residuos orgnicos tenga que realizarse en una instalacin
centralizada de tratamiento de residuos peligrosos, y enviar el
combustible ya mezclado a los hornos de cemento. Los componentes
bsicos de este combustible probablemente sern aceites residuales y
solventes; estos residuos, con alto VC y menos viscosos, pueden ser
usados para diluir lodos orgnicos ms pesados y las bases de los
tanques, con el fin de adecuarlos para su bombeo en hornos de
cemento. Se pueden mezclar pequeas cantidades de residuos slidos,
como pesticidas y residuos farmacuticos, si se maceran primero.La
mezcla de combustible resultante podra requerir ser almacenada a
una temperatura determinada y ser transportada en vehculos
especiales, para permanecer elevada y bombeable para alimentar los
hornos. Podran ser necesarias algunas modificaciones para
garantizar una co-combustin de residuos peligrosos, ecolgicamente
aceptable. stas se centran en la necesidad de controlar la entrada
de residuos y asegurar una combustin eficaz. Generalmente, se
requiereun sistema separado y especializado de suministro de
residuos. Tambin sern necesarios sistemas de control automtico de
temperatura y supervisin del gas.Los lquidos, slidos y residuos de
lodo pueden ser procesados de este modo, utilizando algunas
instalaciones de cemento que transformen el lodo y los residuos
slidos en un combustible homogneo bombeable, adecuado para ser
introducido en el proceso junto con los lquidos. Se puede tratar
una amplia gama de tipos de residuos, residuos aoleosos, aguas
residuales, lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales,
solventes y compuestos orgnicos. Algunos tipos de residuos no son
apropiados para la co-combustin en hornos de cemento, ej. residuos
sumamente contaminados, y residuos con alto contenido de agua,
cloro, metales pesados o azufre.Las ventajas de la combustin de
residuos peligrosos en hornos de cemento incluyen el coste
moderado, debido a la existencia previa del proceso. Asimismo, se
produce una disminucin neta en el empleo de combustible fsil y no
existe generacin alguna de subproductos. Sin embargo, hay costos
asociados con la necesidad de preparacin del combustible y
adaptaciones del suministro de combustible, y podran existir
preocupaciones - a la vez que gastos adicionales - asociadas a los
aspectos de salud y seguridad en el manejo de residuos peligrosos.
Por ejemplo, podran ser necesarios controles del polvo y medidas de
limpieza del gas adicionales.Ejemplos de tecnologa 1 Incinerador de
horno rotatorioFuente: Guyer, Howard H Procesos Industriales y
gestin de corriente de residuos, Wiley
Incinerador de horno rotatorioAire de combustin
Residuos lquidosCombustible auxiliarResiduos slidosResiduos en
bidonesLodosPantalla de horno
InclinacinResiduosCmara de combustin
primariaCenizaCenizaCombustible auxiliarCombustible
auxiliarResiduos lquidosAireCmara de combustin secundariaAlmacn de
recogidaDiapositiva 23 Ejemplos de tecnologa 1 Incinerador de horno
rotatorioLos incineradores de horno rotatorio son ampliamente
utilizados debido a su capacidad de manejo de una gran variedad de
residuos peligrosos. La capacidad media de la planta es de
25,000-50,000 toneladas por ao. Los residuos pueden ser en forma de
slidos, lquidos o residuos en bidones. Los residuos slidos y en
bidones son a veces triturados, antes de ser introducidos en el
sistema transportador. El lodo bombeable y los lquidos son
introducidos mediante un inyector. El horno alcanza una temperatura
de alrededor de 1200 C y el gas maloliente de la primera cmara se
quema entonces (a alrededor de 1000C) en la cmara secundaria, para
reducir las particulas y asegurar la destruccin completa de los
componentes peligrosos. De la cmara secundaria, los gases calientes
pasan a una caldera de combustin de residuos que produce vapor. Se
requiere un tiempo largo de permanencia de la escoria,
aproximadamente 30 minutos, puesto que la temperatura en la placa
slida del horno no es uniforme.Se usan depuradores hmedos o secos
para tratar los gases de combustin, que limpian a su vez cualquier
fluido generado por el proceso en s. El lodo es enviado para la
sedimentacin y deshidratacin, y, en algunos pases, para procesos
adicionales como la filtracin de carbono activo. Unas 50,000
toneladas al ao por instalacin podran generar alrededor de 10,000
toneladas de escoria, 1,000 toneladas de cenizas volantes y 150
toneladas de lodo deshidratado al ao. Las desventajas de los
incineradores de horno rotatorio incluyen su elevado capital,
gastos de funcionamiento y mantenimiento y la necesidad de
operadores expertos. Ejemplos de tecnologa 2 Combustin de lecho
fluidizado
Lecho fluidizado por circulacinLecho fluidizado por
combustinFuente: Guyer, Howard H Procesos industriales y gestin de
corriente de residuos, WileyMecanismos de control de la
contaminacin del aireEntrada de arenaTapn de presinPuertas de
acceso
Combustin secundariaQuemador de precalentamientoTermoparArena
flluidizadaBoca de combustibleEntrada de aire
Apertura de visinCombustin primariaGenerador de vaporVapor
generadoAgua calienteChimeneaIntercambiador de calorVentiladorHorno
de filtracinIntercambiador de calor
Entrada de aguaCalderaClasificador de polvosIncineradorEntrada
de slidosEntrada de lquidosArena fluidizadaAire de alta
vcelocidadSistema de conversin de cenizaDiapositiva 24 Ejemplos de
tecnologa 2 Combustin de lecho fluidizadoLa combustin de lecho
fluidizado es adecuada para una serie de residuos peligrosos, bien
sean slidos, lquidos o gaseosos. La tecnologa permite al operador
controlar el tiempo de permanencia y mantener temperaturas
estables, y posee buenas caractersticas de contacto de los gases
hacia los slidos. Funciona a una temperatura entre 650 y 775C. Los
hidrocarburos clorados sumamente persistentes pueden ser destruidos
mediante esta tecnologa. Tipos de incineradores de lecho fluidizado
mostrados en la diapositiva:- Incinerador de lecho fluidizado por
combustin- Incinerador de lecho fluidizado por
circulacinPirlisisPirlisis = proceso de descomposicin trmica que se
da en ausencia total de oxgeno
Productos de pirlisis: - gases combustibles- residuos lquidos
mixtos
Ventajas: - temperatura de funcionamiento baja - no se necesita
aire adicional, por lo tanto, menos gas de conmbustin- los
subproductos son combustiblesDiapositiva 25 PirlisisLa pirlisis es
un proceso de combustin parcial que tiene lugar en un contenedor
cerrado en ausencia de oxgeno. Puesto que los residuos tratados
mediante pirlisis son imperfectamente oxidados, todava mantienen un
LHV. La fabricacin de carbn vegetal es un ejemplo de un proceso de
pirlisis, que ha sido usado por muchos aos.Los productos de
pirlisis incluyen gases combustibles, un producto slido en forma de
un hulla (similar al carbn vegetal) y un residuo mixto de aceites y
otros lquidos. La hulla puede ser transformada en un combustible
con un valor calorfico similar al del carbn de bajo grado, y el
efluente lquido es tratado antes de la eliminacin. Cuando existe
una cantidad suficiente de aceite, ste puede ser refinado para su
empleo, o bien, puede ser devuelto al reactor para la
gasificacin.Las ventajas de la pirlisis incluyen el hecho de que la
temperatura de funcionamiento es baja (nunca excede los 500C), y el
proceso no necesita la inyeccin de aire adicional. Este proceso
tambin origina menos gas de combustin, que, de todos modos, puede
ser reutilizado. Adems, los subproductos de la pirlisis son
combustibles. Las desventajas de la pirlisis incluyen el hecho de
que la temperatura de funcionamiento depende de la naturaleza de
los residuos. Una temperatura demasiado baja puede causar
reacciones inestables y puede producir residuos tan difciles de
tratar como los residuos originales. Una ajuste de la temperatura
demasiado alto puede provocar la combustin completa, que anula las
ventajas de la combustin incompleta. Conseguir un proceso estable
es muy difcil, debido a la variabilidad de los residuos.La pirlisis
slo se utiliza para corrientes de residuos especficas, y no se usa
frecuentemente a gran escala.
Uso de la pirlisisPara corrientes de residuos nicas como: -
piezas de neumticos- residuos plsticos
Para tratamiento de suelos contaminados
Diapositiva 26 Uso de la pirlisisLa pirlisis no se emplea tan
extensamente como otros procesos de combustin para el tratamiento
de residuos, y no se usa generalmente para residuos peligrosos
mixtos. Sin embargo, es usada con xito a pequea escala en algunos
pases, por ej EE. UU y el Reino Unido, para corrientes de residuos
nicas, tales como piezas de neumticos y residuos plsticos.La
pirlisis tambin es utilizada para el pretratamiento de residuos de
asistencia mdica, y para el tratamiento de suelos contaminados. El
pretratamiento de residuos de asistencia mdica - que principalmente
consisten en materiales como vendas, material orgnico, plsticos (ej
uniformes de seguridad, jeringuillas, tubos etc.) - es eficaz
debido a su naturaleza relativamente homognea. Una temperatura de
300C es suficiente para asegurar una buena higiene y los
subproductos gaseosos pueden ser inyectados de nuevo para
contribuir a la reaccin. Los subproductos slidos que han sido
esterilizados, pueden ser incinerados en plantas municipales de
incineracin de residuos slidos. El tratamiento de suelos
contaminados mediante pirlisis permite la destilacin de agentes
contaminadores orgnicos (hidrocarburos, alquitrn, etc.) originando
un subproducto slido estril que, por lo general, puede ser
eliminado en vertederos. Dependiendo de la concentracin de metales
pesados, podra requerirse estabilizacin antes de la eliminacin. Los
gases pueden ser usados para contribuir a la reaccin, o bien para
calentar el suelo contaminado antes de introducirlo en el
reactor.GasificacinGasificacin = combustin incompleta en ausencia
parcial de oxgeno
Permite la destruccin eficaz de residuos peligrosos a
temperaturas inferiores a las de la incineracin
Se garantiza la destruccin trmica mediante una combinacin de
oxidacin a alta temperatura, seguida de una reduccin a alta
temperatura
Productos:- gases tiles ej. hidrgeno, monxido de carbono- hulla
slidaDiapositiva 27 GasificacinLa gasificacin es un proceso de
combustin parcial, con ciertas similitudes a la pirlisis, pero que
se produce en una atmsfera con oxgeno. A diferencia de la combustin
completa, el oxgeno adicional no es suministrado. El oxgeno, el
vapor y el combustible (ej residuos peligrosos) se introducen a
travs de inyectores en la zona de combustin del gasificador. Este
proceso facilita una destruccin altamente eficaz de los residuos
peligrosos, a temperaturas inferiores a las alcanzadas en un
incinerador. La destruccin trmica es garantizada mediante la
combinacin de oxidacin a alta temperatura seguida de reduccin a
alta temperatura. Los subproductos de la gasificacin son gases
tiles, ej: hidrgeno, metano y tambin, en ocasiones, hulla slida,
dependiendo del proceso.Al igual que la pirlisis, la gasificacin no
se utiliza generalmente para el tratamiento de residuos.
Principales consideracionesReducir los residuos y evitarlos
siempre debera constituir una prioridad para los generadores
Necesidad de considerar residuos de procesos de tratamiento y su
eliminacinEl tratamiento trmico es la mejor tecnologa disponible
para ciertos residuos peligrosos orgnicos - siempre y cuando sea
diseado, gestionado y puesto en funcionamiento correctamenteExiste
a menudo oposicin por parte del pblico y de grupos ecolgicos, en
gran parte, basada en preocupaciones sobre las dioxinaDiapositiva
28 Principales consideracionesDeben tenerse en cuenta algunos
factores clave antes de tomar cualquier decisin sobre el
tratamiento o eliminacin. Los comunicadores deberan hacer
referencia a las diapositivas 30, 31 y 32 del Captulo 6.1, cuando
resuman los captulos que exponen las opciones de tratamiento. Estas
diapositivas son tambin una base til para los debates en grupo y
los proyectos de estudio individual. En muchos casos, existirn
factores adicionales que son importantes, y stos deberan ser
desarrollados por individuos expertos basndose en el conocimiento y
los temas locales. En cada caso, la evolucin de la tecnologa ser
importante. Un planteamiento de tecnologa modular simple, puede
permitir la adaptacin continua, puesto que el sistema general de
gestin de residuos se ampla. A la inversa, la instalacin de
tecnologa avanzada puede ayudar a determinar el desarrollo de la
estrategia. En cualquier caso, el coste de la inversin (la compra,
la instalacin, el funcionamiento y la supervisin) debe ser
determinado cuidadosamente. El rendimiento de la inversin depender
de la estructura de cuotas para los residuos aceptados, y esto a
menudo, va unido a la poltica de desarrollo industrial del
gobierno.
Tratamiento trmico: Es apropiado para residuos orgnicos Incluye
tecnologas diferentes, todas requieren una alta inversin de capital
Est fuertemente regulado, requiere estrictas normas de
funcionamiento y seguridad Requiere personal experto Costos de
funcionamiento medios o altos Genera energa til Produce
subproductos que necesitan un cuidadoso manejo A menudo tiene
detractoresParametrosTemperatura optimaTiempo de retencin
adecuadoMezcla de residuos con aire de combustinTemperatura mnima
de 850CAltura de la chimenea
Procesos de Neutralizacin de Residuos Industriales LquidosUn
sinnmero de descargas industriales ocurren en condiciones de acidez
o alcalinidad que son incompatibles con las normas de descarga o
con los procesos biolgicos o fsico qumicos posteriores. En
particular, los Sistemas biolgicos requieren un pH entre 6,5 y 8,5
y adems Producen CO2. Para procesos biolgicos, el grado de
pre-neutralizacin requerido es una funcin de la DBO ("demanda
bioqumica de oxgeno) y del contenido de alcalinidad o de acidez
(capacidad de produccin o de consumo de cido, que es distinto del
pH). Procesos tpicos de neutralizacin Mezclar efluentes cidos y
alcalinos en un ecualizador y disponer de alguna capacidad de
retencin de cargas fuertes en cido o lcali. Si la actividad
industrial del caso genera desechos tanto cidos como alcalinos, se
deben utilizar tanto la acidez como la alcalinidad excedentes para
producir un efluente neutro. Neutralizar cidos en lechos de caliza
La caliza se da en forma natural como piedras y tal nombre se
refiere al carbonato de calcio; la disolucin del carbonato genera
alcalinidad. Los lechos pueden ser tanto de flujo ascendente como
descendente, la tasa de carga de diseo -sin informacin adicional de
laboratorio- es del orden de los 4*10-2m3/(min*m2); esta tasa est
definida por las constantes de la caliza y por el tiempo de
residencia tpico de neutralizacin de caudales cidos del tipo
industrial.Mezcla de cidos con lodos de cal. suele llamar "cal" al
hidrxido de calcio, tambin citado como "cal viva" (cuando la "cal
apagada" es el xido de calcio). El grado de neutralizacin depender
del tipo de cal utilizada. Si hay una fraccin magnsica, la reaccin
neutralizacin es muy rpida y llega a pH bajo 4,2.Residuos alcalinos
tambin llamados bsicos. Se puede utilizar cualquier cido fuerte.
Por consideraciones prcticas, la eleccin se limita a considerar el
cido sulfrico (en la mxima dosis tolerable sin exceder la norma de
descarga de sulfatos) y el cido clorhdrico (para completar la
neutralizacin). La reaccin es prcticamente instantnea, pero el
grado de mezcla no es instantneo. Si se dispone de gases de
combustin con CO2 en el orden del 14%, se puede burbujear este gas
en la solucin alcali37Modalidad FsicaResiduo LquidoResiduo
SlidoEASDisponer en alcantarillado sanitario con sistema de
tratamiento o enviar a una planta de tratamiento autorizada para
tal fin, de conformidad con la autoridad local.Enviar al Relleno
Industrial de Residuos Peligrosos.Usuario
oGeneradordomiciliarioDisponer en alcantarillado sanitario con
sistema de tratamiento o con sistema de fosa y filtro anaerbicoLos
remedios y sus embalajes se pueden disponer como residuos
domsticos. TRATAMIENTO Y DISPOSICIN FINAL DE RESIDUOS ESPECIALES
DEL TIPO QUMICO PELIGROSO38De manera general, se puede decir
que:Los residuos del Grupo qumico peligroso, con caractersticas de
peligrosidad, no deben ser sometidos a un proceso de reuso,
recuperacin o reciclaje, deben pasar por un tratamiento y
disposicin final especficos.Los residuos en el estado slido, con
caractersticas de peligrosidad, de no tratarse, se deben disponer
en relleno de residuos peligrosos. Los residuos en estado lquido,
con caractersticas de peligrosidad, se deben enviar a plantas de
tratamiento autorizadas y nunca a rellenos sanitarios.TRATAMIENTO Y
DISPOSICIN FINAL DE RESIDUOS ESPECIALES DEL TIPO QUMICO
PELIGROSO
39TRATAMIENTO Y DISPOSICIN FINAL DE RESIDUOS ESPECIALES DEL TIPO
QUMICO PELIGROSO
NO TODAS las pilas y bateras son txicas.Los residuos que
contengan metales pesados tales como el Mercurio no se deben
incinerar de ninguna manera porque producen vapores altamente
txicos.Los residuos citotxicos se deben de retornar a sus fuentes o
realizar una incineracin a altas. temperaturas (1200C) , pues si se
realiza a bajas temperaturas slo se producen vapores altamente
txicos.Se recomienda usar la degradacin qumica, con compuestos
altamente reactivos, como el permanganato de Potasio y cido
sulfrico, pero dependiendo de las condiciones en las que se
encuentre el residuo.Recordar que si se procede a su disposicin
sobre un relleno, se debe acondicionar de tal modo que en el
relleno de seguridad, no exista la posibilidad de fuga o penetracin
en el suelo.40Landfarming: para residuos aceitosos y otros residuos
de hidrocarburos que consiste en procesos de bioremediacin
generalmente con bacterias especficas.Destruccin Trmica: incluidos
los procesos de incineracin y pirolisis.
Mtodos de Disposicin Final para Los Residuos Especiales del tipo
Qumico Peligrosos
InmovilizacinLa inmovilizacin es un trmino colectivo para una
serie de procesos de tratamiento que tienen como objetivo
garantizar la seguridad en la eliminacin de los residuos
peligrosos, reduciendo los lixiviados de los residuosEstabilizacin:
tcnicas mediante las cuales los residuos peligrosos se convierten
en una forma ms estableSolidificacin: tcnicas que crean una masa
slida del residuo original o del residuo que ha sido estabilizadoLa
E/S se usan a menudo en combinacinEl forraje seco de la E/S es a
menudo el residuo de otros procesos de tratamientoDiapositiva 2
InmovilizacinEl trmino general 'inmovilizacin' incluye mtodos
fsicos y qumicos tanto para solidificar como para estabilizar los
residuos. La estabilizacin es un trmino general para describir
tcnicas o mtodos mediante los cuales los residuos peligrosos son
convertidos en una forma ms estable. La estabilizacin transforma
los estados qumicos de los componentes de los residuos en formas
con una solubilidad acuosa inferior. El proceso, por lo general,
mejora el manejo y las caractersticas fsicas de los residuos.La
solidificacin se refiere a las tcnicas que inmovilizan los residuos
en una masa slida. Esta masa puede ser el residuo original o el
residuo previamente estabilizado. La solidificacin cambia la forma
fsica de los residuos y, generalmente, origina la clasificacin
qumica de los componentes de residuos en la matriz de E/S. De la
misma forma que la inmovilizacin se utiliza en combinacin con otras
tcnicas (ej el tratamiento fsico-qumico) la estabilizacin y la
solidificacin son usadas a menudo en combinacin y generalmente son
utilizadas para tratar residuos provenientes de otros procesos de
tratamiento ej. lodos de la precipitacin de metales pesados o
deshidratacin o cenizas volantes de la incineracin (incluyendo la
de residuos slidos municipales).
Objetivos de la E/S de residuos peligrosos Reducir el potencial
de lixiviado de residuos peligrosos- Conversin de los agentes
contaminantes en formas menos txicas- Disminucin del rea de
superficie residual- Reduccin de la movilidad de los
contaminantesFormacin de una masa slida sin lquido libreMejora del
manejo y las caractersticas fsicas de los residuos
Normalmente debe ser considerado como un proceso de tratamiento
anterior al vertedero Diapositiva 3 Objetivos de la E/S de residuos
peligrososComo muestra la diapositiva, el objetivo principal de las
tcnicas de E/S es reducir el potencial de los componentes de
residuos peligrosos a lixiviar. Un proceso eficaz de inmovilizacin
es aqul donde los potenciales agentes contaminantes son
inmovilizados con xito en una estructura de residuos estabilizada o
solidificada y aislados del medio ambiente ms amplio, hacindolos
inadecuados para la lixiviacin. Esto se consigue mediante: - la
conversin de los agentes contaminantes en formas menos txicas- la
disminucin del rea de superficie de los residuos- la reduccin de la
movilidad de los agentes contaminantes de los residuosUna ventaja
adicional es la mejora que se puede producir en el manejo.
Pretratamiento de residuosAjuste de las caractersticas fsicas tamao
de la partcula, forma y distribucin por seleccin y/o reduccin del
tamao contenido de la humedad homogeneidad viscosidadAjuste de las
caractersticas qumicas pH toxicidad extraccin de los componentes
txicos destruccin de la toxicidad reduccin de la
toxicidadDiapositiva 4 Pretratamiento de residuosPueden ser
necesarios varios procesos de pretratamiento para transformar los
residuos en formas adecuadas para la E/S. Algunos de estos tipos de
pretratamiento que pueden requerirse son catalogados en la
diapositiva. Como se ha expuesto en la diapositiva 3, los procesos
de E/S son usados a menudo en combinacin con otros mtodos de
tratamiento de residuos peligrosos, incluyendo mtodos fsicos y
qumicos (consultar tambin el Captulo 6.2 Procesos fisico-qumicos);
tratamiento biolgico (consultar tambin el Captulo 6.3 Mtodos
biolgicos) y tambin mtodos trmicos (ver el Captulo 6.5 Tratamiento
trmico).El pretratamiento necesario para hacer que los residuos
sean adecuados para las tcnicas de E/S, puede incluir uno o varios
de dichos tratamientos anteriormente citados.
Estabilizacin Reaccin qumica- Neutralizacin de cido/lcali -
Quelacin- Complexacin- Oxidacin/reduccin - Precipitacin- Hidrxidos-
Silicatos- Sulfuros Quimisorcin Intercambio inico Diapositiva 5
Estabilizacin La estabilizacin de los residuos reduce su potencial
peligroso, transformando los residuos en una forma menos soluble,
menos mvil o menos txica. Esto puede incluir la utilizacin de
algunos mtodos qumicos y fsicos mostrados en la diapositiva. El
pretratamiento y la estabilizacin de los residuos pueden incluir
los mismos tipos de procesos. La estabilizacin puede ser la etapa
final previa al vertedero o, comnmente, la estabilizacin puede ser
seguida de la solidificacin.SolidificacinPuede ser usada para
tratar residuos originales o estabilizadosTipos de aglomerantes
utilizados: - Con base de cemento - Cemento de Portland, polvo de
horno de cemento - Cal/caliza/cal viva - Cal/cenizas volantes,
polvo de horno de cal - Cal / otros sistemas naturales y
artificiales basados en la pozolana - Materiales termoplsticos -
Asfalto (alquitrn), parafina, polietileno - Termosetting polymers -
Polibutadieno, formaldehdo (poli) ureico,
polivinilesterestirenoDiapositiva 6 SolidificacinLas tcnicas de
solidificacin inmovilizan bien el residuo original, o el
estabilizado mediante la formacin de una masa slida. La
solidificacin normalmente implica la unin qumica de los residuos y
su aglomerante. La diapositiva muestra algunos tipos de
aglomerantes utilizados. Los sistemas orgnicos basados en los
termoplsticos y los termosetting polymers resultan caros y no son
usados con frecuencia.Existen dos planteamientos principales de
solidificacin. Los aglomerantes utilizados en la solidificacin
puede ser mezclados con los residuos en el vertedero (o los
residuos que han sido bombeados en un hoyo) donde el material
entonces se solidifica in-situ. Las tcnicas ms recientes usan un
proceso discontinuo que permite que el material se asiente en
primer lugar, con el fin de comprobar su fuerza y caractersticas de
lixiviacin, antes de ser enviado al vertedero como un slido.
AditivosCarbono activoEmulsionadores y agentes surfactantesCal,
cenizas volantes y polvo de hornoOxidantesAgentes
reductoresArcillas seleccionadasSilicatos solublesDiapositiva 7
AditivosLos procesos de E/S pueden ser usados en combinacin con
sorbentes u otros aditivos para mejorar la inmovilizacin de
contaminantes especficos. Los aditivos pueden ser especialmente
tiles para procesos con cemento o pozolana, con el fin de disminuir
la movilidad de los contaminantes en sus productos porosos.El
carbono activo es el sorbente escogido generalmente para orgnicos,
aunque los mtodos de E/S no constituyen el modo de tratamiento
ideal para los residuos orgnicos (observar la diapositiva 12). Los
emulsionadores y agentes surfactantes se utilizan para permitir la
incorporacin de soluciones orgnicas inmiscibles.La cal, las cenizas
volantes y el polvo de horno se aaden para mantener las condiciones
alcalinas. Tambin pueden actuar como aglomerantes de la
solidificacin produciendo reacciones parecidas al cemento en los
residuos Estabilizados/Solidificados. Los oxidantes y reductores
son empleados para transformar los contaminantes en sustancias con
un nivel qumico menos txico.Las arcillas seleccionadas son usadas
para sorber lquido y aglutinar aniones o cationes
especficos.Factores claveCaractersticas de los residuos:-
propiedades qumicas- composicin y concentracin- acidez/alcalinidad-
potencial de oxidacin/reduccin- solubilidadPropiedades fsicas-
estado (lquido, lodo o slido)- tamao, forma y distribucin de la
partcula- contenido slido- viscosidadCaractersticas de los
aglomerantesModos de tratamientoDiapositiva 8 Factores claveLa
diapositiva muestra algunos de los factores que influyen en la
eficacia del proceso de E/S, y el nmero de etapas de tratamiento
necesarias.Las caractersticas qumicas, biolgicas y fsicas de los
residuos son clave. Los mtodos de tratamiento apropiado deben
adecuarse a estas caractersticas. La seleccin de aglomerantes y
aditivos tambin depende de las caractersticas de los residuos. En
la E/S, los componentes de los residuos peligrosos se dispersan a
lo largo y ancho de una matriz aglomerante orgnica o inorgnica, y
esto los asla fsicamente de las aguas subterrneas. La eficacia del
aislamiento depende de la permeabilidad de la matriz y es
determinada por las interacciones entre los residuos y los
aglomerantes, y el mtodo de tratamiento utilizado para formar el
monolito de E/S. El grado de mezcla de los componentes de los
residuos en la totalidad de la superficie de la matriz es un factor
importante.La durabilidad a largo plazo de los residuos tratados es
un factor importante en la determinacin de la eficacia del
tratamiento de E/S. El objetivo es que los residuos
estabililzados/solidificados permanezcan como un monolito slido por
largos perodos de tiempo.En lo que respecta al control de la
lixiviacin de metales, la capacidad de neutralizacin del cido es un
factor determinante. Los residuos E/S deberan producir un pH local
dentro de los poros de la microestructura del material que produce
una solubilidad baja, generalmente en la gama pH 8-10 para la
mayora de los metales.
Debate: Los comunicadores deberan comentar la influencia
relativa de los factores clave en la utilizacin de los procesos de
E/SEvaluacin de residuosAnlisis y caracterizacin de los residuos
para determinar:- tipo de contaminantes- niveles de contaminacin-
distribucin espacial de los contaminantes- presencia de posibles
efectos de interferencia La E/S se adeca mejor a residuos
mayoritariamente inorgnicosDiapositiva 9 Evaluacin de residuosComo
se mostraba en la diapositiva anterior, existen ciertos factores
clave que influyen en las opciones de tratamiento cuando se
utilizan mtodos de E/S y en la eficacia del proceso.El anlisis y la
caracterizacin de los residuos se realizan para determinar el tipo,
los niveles y la distribucin espacial de los contaminantes, adems
de la presencia de cualquier componente que podra interferir en el
proceso.En general, las tecnologas de E/S son muy eficaces en el
tratamiento de residuos principalmente inorgnicos. Los residuos
mayoritariamente orgnicos pueden ser tratados ocasionalmente,
siempre y cuando el proceso se lleve a cabo con cuidado, pero
existen otras tcnicas que son generalmente ms apropiadas. Las
molculas orgnicas pueden interferir con las reacciones de
hidratacin del cemento y otros sistemas de aglomerantes de la
solidificacin. Asimismo, tienden a no aglutinarse en los materiales
inorgnicos surgidos de la E/S.Los residuos con probabilidad de
somerterse a un proceso de E/S, deberan ser primero analizados y,
su tratabilidad, evaluada. Pruebas de funcionamientoPruebas fsicas
Contenido de humedad Gravedad especfica Densidad por unidad de
volumen Permeabilidad Porosidad Fuerza DurabilidadPruebas qumicas
pH Capacidad de neutralizacin del cido Potencial de
oxidacin/reduccin carbono orgnico total aceite y grasa compuestos
orgnicos voltiles anlisis metlicoPruebas de
lixiviacin/extraccinDiapositiva 10 Pruebas de funcionamientoExisten
una serie de pruebas fsicas que pueden ser utilizadas para analizar
el funcionamiento de las tecnologas de E/S sobre residuos tratados
con este mtodo. Algunas de estas pruebas pueden ser exigidas
mediante regulaciones, mientras otras pueden utilizarse para
garantizar una mayor certeza de que un determinado proceso de E/S
es apropiado para el uso que se le ha sido asignado.En EE. UU, el
Ministerio de Medio Ambiente generalmente considera como
satisfactorio un material de E/S, si ste tiene una fuerza de
compresin de, al menos, 50 libras por pulgada cuadrada. La fuerza
mnima requerida, sin embargo, debe ser determinada por las cargas
de diseo a las cuales puede someterse al material.Las pruebas de
durabilidad evalan la capacidad de un material para soportar las
inclemencias medioambientales, tales como la congelacin y el
deshielo o la humedad y la sequedad. La prdida de peso o el nmero
de dichos ciclos que el material puede soportar sin sufrir fallo
alguno, pueden proporcionar una indicacin de su estabilidad fsica.
Las pruebas de extraccin se refieren a pruebas de lixiviacin que,
generalmente implican la agitacin del suelo, o formas pulverizadas
de residuos en una solucin de lixiviacin. La solucin de lixiviacin
puede ser cida o neutra, y este estado puede variar durante la
prueba. Las pruebas de extraccin pueden implicar extracciones nicas
o mltiples. En uno u otro caso, la lixiviacin se realiza para
alcanzar un equilibrio al final de un perodo de extraccin. Por lo
tanto, las pruebas de extraccin son usadas frecuentemente para
determinar la concentracin de lixiviado mxima, o saturada, bajo una
serie de condiciones de prueba determinadas.Las pruebas de
lixiviacin miden el potencial de residuos estabilizados y/o
solidificados que pueden liberar contaminantes al medio ambiente.
En todas las pruebas, los residuos se tratan con una solucin de
lixiviacin, y la cantidad de contaminantes en el lixiviado es
medida y comparada con un estndar preestablecido. Este estndar
puede ser un estndar regulador o pueden ser datos generales de la
lixiviacin de los residuos no tratados. Las pruebas pueden ser
caras, especialmente cuando se aplican a un gran nmero de muestras,
y son reproducidas para asegurar la validez estadstica.Propiedades
de los residuos tratados mediante E/S1. FORMULACIN: Tipo de
residuo, % y composicin Composicin del aglomerante Contenido de
agua2. TRATAMIENTO DE LA MEZCLA Mtodo de mezcla Condiciones de
hidratacin Edad Condiciones de eliminacinDiapositiva 11 Propiedades
de los residuos tratados mediante E/SLas propiedades de los
residuos estabilizados, una vez que stos han sido tratados con
dichos mtodos, depende de los factores que se exponen en la
diapositiva.Re-utilizacin de los residuos E/S Posibilidad de ser
limitados debido a : - Durabilidad dudosa a largo plazo-
Propiedades mecnicas insuficientes- Percepcin de riesgoUn posible
uso es como inertes de rellenoDebera ser considerado como mtodo de
pretratamiento de vertederoLa eliminacin- no debera depositarse
junto con mezclas de RSU La compatibilidad con el lugar de
eliminacin debe ser probadoDiapositiva 12 Usos de reutilizacin de
residuos estabilizados/solidificados Por regla general, las tcnicas
de E/S deben ser consideradas como una etapa de pretratamiento de
vertedero. (Observar tambin el Captulo 6.6, Eliminacin en el
suelo)Aunque puedan existir posibles mtodos de utilizacin de los
residuos tratados mediante E/S, hay una serie de factores que deben
ser tomados en consideracin. El escaso conocimiento sobre el
funcionamiento a largo plazo, y el impacto medioambiental de los
residuos tratados mediante E/S, son los ms importantes de todos
ellos. En vista de la amplia gama de escenarios posibles en
situaciones de empleo, es a menudo imposible predecir las
consecuencias medioambientales causadas por la utilizacin de
productos de residuos, basados en datos extrados de pruebas
limitadas. La percepcin de riesgo asociado con el empleo de
residuos de E/S, limitar frecuentemente la conveniencia y las
oportunidades.El potencial de lixiviacin puede hacer que los
residuos tratados por E/S sean adecuados para su utilizacin slo en
circunstancias especficamente controladas ej: rehabilitacin de
canteras, material base de carreteras.Cuando el empleo de residuos
tratados mediante E/S es inadecuado, o cuando dicho empleo es poco
prctico o no est permitido, stos deberan ser vertidos en una planta
segregada. La eliminacin en una celda revestida con arcilla
constituye la mejor opcin. Los residuos de E/S no deberan ser
depositados con los RSU, puesto que el lixiviado cido producido por
la mezcla de residuos afectar desfavorablemente a los residuos de
E/S y a su capacidad de retencin de los componentes peligrosos. La
compatibilidad con el lugar de eliminacin debera formar parte del
programa de pruebas de diseo y tratabilidad.Residuos tratados
generalmente mediante E/SResiduos de control de la contaminacin del
aire Residuos metlicos de lodo Dragado de lodoTorta de lodoResiduos
de curtiduraSuelos contaminadosLodo de lagunas
Junto con otros residuos PREDOMINANTEMENTE inorgnicos - todos
probablemente contienen algn orgnicoDiapositiva 13 Residuos
tratados generalemnte mediante E/SLa diapositiva muestra algunos
ejemplos de tipos de residuos que comnmente son tratados mediante
E/S. La lista no es exhaustiva, y existen muchos tipos diferentes
de residuos que han sido tratados, aunque los tipos expuestos aqu
representen probablemente los principales.Las cenizas de
incineracin de residuos y los residuos de control de la
contaminacin del aire son comnmente solidificados en Europa,
mientras que en EE. UU el suelo contaminado es generalmente tratado
mediante E/S.Es importante tener en cuenta que todos estos residuos
son predominantemente inorgnicos, aunque probablemente contengan
algn nivel de contaminacin orgnica. Como se ha afirmado con
anterioridad, los residuos mayoritariamente orgnicos no son
generalmente adecuados para ser tratados con tcnicas de E/S.
TRP Chapter 6.4 53Esquema de la planta de E/S de residuos1
parte: Estabilizacin5000 toneladasResiduos de lcalipH> 129000
toneladasresiduos cidospH> 7-8Slidos inorgnicos,lquidos
ylodoTanque dealmacenaje de reservapH 8.5-9.5 20-30 %
slidosFiltracin de vacio para generar tortas de lodoEfluente de
residuoResiduos entrantesAlmacenaje de residuosMezclaResiduos
estabilizadosDiapositiva 15 Esquema de la planta de E/S de residuos
1 parte - EstabilizacinEste es un diagrama esquemtico de una planta
de E/S de residuos tpica, que funcionaba hasta hace poco en el
Reino Unido. Esta diapositiva muestra un diagrama de la etapa de
estabilizacin.Los residuos entrantes en la planta son lquidos
principalmente inorgnicos, slidos o lodo. Los residuos con un TOC
(carbono orgnico total ) superior a 1000 mg/L no eran aceptados
para su tratamiento. Los residuos eran separados en lcalis (pH>
12) y residuos cidos (pH~7-8) y eran almacenados en grandes
cuencas. Entonces, se mezclaban en un amplio tanque conocido como
depsito de almacenaje de reserva. El pH de esta mezcla se mantena
en un intervalo situado entre 8.5 y 9.5, que se consegua mezclando
la solucin con sumo cuidado de modo que los metales se precipitaran
fuera de la solucin. De este modo, los residuos alcalinos eran
eficazmente utilizados para tratar residuos cidos. El contenido de
slidos del depsito de almacenaje de reserva era generalmente del
20-30 %, y la mezcla total se mantena en movimiento para evitar su
sedimentacin. Una fraccin del depsito de almacenaje de reserva
alimentaba una prensa de filtro de vaco encargada de realizar el
proceso de solidificacin de los residuos estabilizados.
TRP Chapter 6.4 54Esquema de la planta de E/S de residuos2
parte: SolidificacinResiduosestabilizados Torta de lodoSalida ~ 6T
por hora15 % OPC + 15 % PFA+ torta de lodo del 70 % ( ~ 50 % de
slidos )Eliminacin en celdas revestidas de arcilla en
vertederosResiduos estabilizadosMezclador de alta potenciaMono -
eliminacin
Diapositiva 16 Esquema de la planta de E/S de residuos 2 parte -
SolidificacinLos residuos estabilizados eran generados a una media
de aproximadamente 6 toneladas por hora de la prensa de filtro.
Esta cantidad era introducida en un mezclador de gran potencia
donde se mezclaba con los aglomerantes de solidificacin.
Normalmente, se utilizaba una mezcla de cemento ordinario de
Portland (OPC) y ceniza de combustible pulverizada (PFA), aunque la
composicin exacta de la mezcla variara. El cemento representa el
coste principal del proceso y, por lo tanto, exista un conductor
que mantena los niveles de cemento al mnimo.Los materiales de
aglomeracin de la solidificacin se hidrataban en el agua que
contena la torta de lodo. No se aada ms agua. El producto formado
tena inicialmente una consistencia parecida a una arcilla y era
transportado directamente al vertedero para ser eliminado en una
celda impermeabilizada de arcilla para uso nico de este
producto.TRP Chapter 6.4 55Principales consideracionesReducir los
residuos y evitarlos siempre debera constituir una prioridad para
los generadoresPapel de las tecnologas in situ frente a las
tecnologas fuera de plantaNecesidad de considerar los residuos
provenientes de los procesos de tratamiento y su eliminacinLas
tecnologas de transicin pueden ser usadas hasta que estn
disponibles las instalaciones finales de alta calidadDiapositiva 19
Consideraciones clavesDeben tenerse en cuenta algunos factores
clave antes de tomar cualquier decisin sobre el tratamiento o
eliminacin. Los comunicadores deben hacer referencia a las
diapositivas 30, 31 y 32 del Captulo 6.1, cuando resuman los
captulos que exponen las opciones de tratamiento. Estas
diapositivas son tambin una base til para los debates en grupo y
los proyectos de estudio individual. En muchos casos, existirn
factores adicionales que son importantes, y stos deberan ser
desarrollados por individuos expertos basndose en el conocimiento y
los temas locales. En cada caso, la evolucin de la tecnologa ser
importante. Un planteamiento de tecnologa modular simple puede
permitir la adaptacin contnua, puesto que el sistema general de
gestin de residuos se ampla. A la inversa, la instalacin de
tecnologa avanzada puede ayudar a determinar el desarrollo de la
estrategia. En cualquier caso, el coste de la inversin (la compra,
la instalacin, el funcionamiento y la supervisin) debe ser
determinado cuidadosamente. El rendimiento de la inversin depender
de la estructura de cuotas para los residuos aceptados, y sto a
menudo, va unido a la poltica de desarrollo industrial del
gobierno.
56ENCAPSULAMIENTOel cemento, que es el material ms usado para la
inmovilizacin;el betn (asfalto);el vidrio, y materiales cermicos y
varios polmeros. Estos materiales se denominan matrices de
inmovilizacin.
.
RELLENOS DE SEGURIDADTECNOLOGIAS LIMPIAS
taller1 escoger un proceso productivo2 describir las actividades
del proceso3 clasificar los residuos generados por actividad4
determinar el tratamiento posible por residuo generado
