Los lixiviados y todas las aguas que entren en contacto con los residuos se almacenarán y se tratarán antes de su vertido de modo que cumplan los límites de vertido a cauce fijados en virtud de la correspondiente autorización conforme a lo previsto por el R.D.L. 1/2001 y el R.D. 606/2003, y a lo previsto por la Ley 16/2002.
Como se ha especificado con anterioridad los lixiviados a tratar están constituidos por: Lixiviados generados en la Planta de Tratamiento de Residuos.
Lixiviados generados en el vertedero.
Todos las canalización que conducen los lixiviados serán almacenados en la balsa de lixiviados desde la cual se bombearán para conducirlos a los equipos de tratamiento. PLANTEAMIENTO DE ALTERNATIVAS
El funcionamiento conjunto del conjunto de la Planta de Tratamiento y el vertedero, y unas razones medioambientales más que justificadas, obligan el tratamiento de los lixiviados del Centro de Tratamiento de Residuos, y por tanto también los lixiviados del
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vertedero. Existen diversos métodos para el tratamiento de los lixiviados del vertedero. A continuación se exponen brevemente los considerados.
Tratamiento exterior.
Sistema de tratamiento por deshidratación-estabilización. Sistema de tratamiento por evaporación tipo biodestil.
1. Tratamiento exterior. La más fácil es simplemente almacenarlos y llevar a una planta de tratamiento exterior. En este caso no es viable de este método debido a la lejanía de la planta de tratamiento exterior que encarecería en demasía el transporte del lixiviado.
2. Deshidratación-Estabilización. Una de las técnicas de eliminación propuesta consiste en la deshidratación del líquido por evaporación del agua en régimen atmosférico forzado hasta reducirlo a un volumen varias veces menor que el original.
La deshidratación se realiza en módulos, en los cuales el líquido a concentrar se pone en contacto con aire no saturado mediante su aspersión sobre panales de contacto de diseño especial. El aire atmosférico absorbe el agua del líquido, es aspirado mediante un grupo motoventilador de alto rendimiento y se descarga saturado a la atmósfera.
El proceso se completa con la estabilización del concentrado producido, de tal forma que se transforma en un residuo no peligroso. Los resultados obtenidos en las instalaciones existentes con diversos líquidos acuosos demuestran que las sustancias que acompañan al vapor de agua en el proceso de evaporación tienen una presencia muy por debajo de los límites autorizados por las distintas normativas medioambientales. El funcionamiento es totalmente automático y el mantenimiento es mínimo, resultando como consecuencia un coste operativo muy reducido.
3. Sistema Biodestil. El otro sistema consiste en un proceso que se compone de las siguientes partes:
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- Sección térmica
La sección térmica genera el fluido calefactor (agua caliente) necesario para conseguir la ebullición del vertido. El fluido calefactor se obtiene aprovechando los gases de combustión generados en una caldera mediante la combustión de un combustible. Los combustibles utilizados pueden ser de muy diversa naturaleza y, en general, son de carácter sólido aprovechando algún tipo de biomasa aunque pueden ser combustibles convencionales como gasoil o gas natural. Los gases de combustión son emitidos a través de una chimenea y depurados, previamente, mediante un ciclón en cumplimiento de la normativa referente a emisiones gaseosas.
- Sección de alimentación
Una bomba de alimentación de vertido instalada en la balsa de lixiviados alimenta un depósito que constituye la alimentación al evaporador.
- Sección de evaporación y condensación
En una correcta evaporación se consigue reducir considerablemente los parámetros de contaminación independientemente de la carga de contaminación inicial, a la vez que se destruyen las sustancias tóxicas del vertido que afectarían a una depuración biológica del mismo.
Tratamiento sistema Biodestil
- Sección de refrigeración
La sección de refrigeración utiliza un fluido refrigerante (agua) para condensar en el condensador el vapor generado en el evaporador. El fluido refrigerante es impulsado, en circuito cerrado, desde el depósito de acumulación de la torre de refrigeración hasta el condensador. La torre de refrigeración presenta pérdidas de agua por evaporación. Estas pérdidas se reponen con el agua final depurada o con
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agua de red, por lo que se cumple la Legislación Vigente en materia de emisiones atmosféricas.
- Sección biológica
El vapor condensado en el condensador carece de sustancias difícilmente biodegradables porque solamente las sustancias más volátiles que el agua han conseguido evaporarse, y estas sustancias son de composición sencilla. Este condensado es alimentado al reactor biológico mediante una bomba centrífuga. El objetivo del tratamiento biológico, que se realiza en dos etapas una anaerobia y otra aerobia, es la eliminación del contenido de materia orgánica residual y de nutrientes, principalmente nitrógeno. Los procesos biológicos tienen lugar por la acción de microorganismos que actúan sobre la materia orgánica, inorgánica, suspendida, disuelta y coloidal presente en el influente, transformándola en gases, agua y materia celular, que se puede separar por medios físicos.
- Inertización del concentrado
Mediante un proceso de inertización y estabilización se consigue un residuo final apto para su depósito a vertedero. En los casos de los concentrados de lixiviados R.S.U., la inertización se puede realizar añadiendo a los mismos óxidos de cal y cemento en un equipo mezclador. Los concentrados inertizados son aptos para depositar en vertedero.
Considerando la posible dependencia energética la alternativa deshidratación-hidratación, es mejor que la alternativa evaporación tipo biodestil, debido a que esta última requiere para el proceso de evaporación un combustible, lo que supone una dependencia energética durante su funcionamiento.
En relación a los residuos generados es más favorable la alternativa deshidratación- hidratación ya que la evaporación tipo biodestil produce un gran volumen de agua tratada que habrá que verter a un cauce o ser almacenada para usos posteriores.
Dado que las dos alternativas producen un residuo en forma de fangos (concentrado), y que se ha previsto la necesidad de su estabilización, esta circunstancia no supone un factor diferenciador.
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En cuanto a los factores medioambientales ambos sistemas son ventajosos ya que se propugna el tratamiento de aguas contaminadas. No obstante la mayor demanda energética de un posible combustible no reciclado de la alternativa del sistema biodestil para el proceso de evaporación forzada supone un factor negativo frente a la alternativa deshidratación-estabilización, que solo precisa de consumo eléctrico.
Por otro lado, comparativamente los costes de operación resultan ser más elevados para el tratamiento con sistema Biodestil, se podrán alcanzar costes por m3 tratado de lixiviado del orden de 12,30 € a 16,80 €.
Para el sistema deshidratación-estabilización se estiman unos costes de operación de 2,71 € por cada m3 de lixiviado tratado en la configuración mixta con módulos con evaporación mecánica y otros con calor.
Considerando lo antes expuesto se elige como tratamiento de los lixiviados el sistema de deshidratación-estabilización.
TRATAMIENTO DESHIDRATACIÓN-ESTABILIZACIÓN DESHIDRATACIÓN DE LOS LIXIVIADOS
La técnica de tratamiento de los lixiviados consiste en la deshidratación del líquido por evaporación del agua en régimen atmosférico forzado hasta reducirlo a un volumen varias veces menor que el original.
La deshidratación se realiza en Módulos, en los cuales el líquido a concentrar se pone en contacto con aire no saturado mediante su aspersión sobre Panales de contacto. El aire atmosférico absorbe el agua del líquido, es aspirado mediante un grupo motoventilador de alto rendimiento y se descarga saturado a la atmósfera.
El proceso se completa con la estabilización del concentrado producido, de tal forma que se transforma en un residuo no peligroso que se puede gestionar como depósito en vertedero. La instalación se ha dimensionado para el tratamiento máximo de 20,81 m3/día de lixiviado, siendo modificable ya que la instalación es modulable.
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El proceso de evaporación atmosférica es únicamente sensible a los siguientes parámetros:
Cantidad de sólidos totales, que determina la máxima cantidad de agua que se puede evaporar, de forma que el lodo concentrado obtenido se mantenga bombeable y aspersable. El tipo y las características de los sólidos contenidos determinan el límite de concentración del lodo.
Contenido de volátiles, que debe estar limitada por mantener la presencia de contaminantes y olores por debajo de los niveles autorizados en el aire húmedo emitido.
En el caso de los lixiviados de R.S.U. la técnica de evaporación atmosférica es perfectamente aplicable, pudiéndose alcanzar grandes concentraciones en el lodo residual, llegándose en algunos casos a una reducción de volumen entre el 95 y el 98%, según la concentración inicial. Para la preparación de la presente propuesta se estima alcanzar una reducción de volumen del 96% (es decir, queda un 4% de concentrado a estabilizar).
Las sustancias que acompañan al vapor de agua en el proceso de evaporación tienen una presencia muy por debajo de los límites autorizados por las distintas normativas medioambientales, tanto en términos de contaminantes como en términos de generación de olores.
Generalidades
La deshidratación en los Módulos de Evaporación basa su principio de funcionamiento en el mismo método tradicional de evaporación natural por la acción del viento sobre la superficie de balsas de almacenamiento poco profundas.
La diferencia estriba en que en los Panales de la instalación a igualdad de superficie ocupada el efecto, se multiplica debido a:
El líquido de proceso se extiende sobre Panales reticulares de gran superficie específica de contacto.
El aire es impulsado por un ventilador de elevado rendimiento.
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La reducción de superficie ocupada en los Módulos y la condición de circuito sellado minimizan el efecto negativo de la aportación de la lluvia.
Se pueden utilizar Módulos en los que el aire es precalentado aumentándose su capacidad de absorción de vapor.
Es imprescindible, por otra parte, que se disponga de un medio de contacto líquido / aire (el Panal) que soporte el ataque químico de los contaminantes del agua, que no se obstruya rápidamente y que sea de fácil limpieza. Estos Panales y el sistema de aspersión asociado se basan en las siguientes características:
Utilización de una rejilla soporte de la lámina de líquido, fabricada en PEAD, resistente a la acción química. Está armada en tres dimensiones formando conductos rectos de sección triangular, con gran capacidad de mojado y de retención de líquido así como baja resistencia aerodinámica al paso del aire.
Utilización de un sistema de aspersión mediante toberas con amplios pasos para evitar riesgo de atasco, y con funcionamiento a muy baja presión de agua, lo que elimina aerosoles y reduce la energía mecánica de bombeo del líquido.
Aprovechamiento del efecto de retención del líquido en la rejilla para obtener un mojado permanente de los Panales.
Descripción de la Instalación
La instalación puede funcionar con módulos EMC (que aprovecha el calor del motor de cogeneración o bien de la caldera de gasóleo) o con módulos EM (sin aprovechamiento de calor).
Los módulos se construirán sobre una plataforma de hormigón que se extiende más allá del espacio ocupado por los módulos para incorporar el depósito de lixiviados concentrados y de limpieza, así como el conjunto de motobombas que interviene en el proceso, el local técnico con los elementos de mando y control de la instalación.
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Módulos de evaporación
El interior de los módulo está formado por dos cámaras. En la primera cámara se sitúan, en un plano horizontal, los intercambiadores de calor, los panales de evaporación y, entre medias de ellos, el conjunto de aspersores del líquido recirculado.
En la segunda cámara se encuentran situados los Panales de retención de gotas cerrado por una cubierta superior horizontal donde se sitúa el grupo motoventilador de salida de aire húmedo al exterior.
Descripción del Proceso
Desde la balsa de lixiviados se envía el lixiviado al depósito de control en el interior de los módulos de deshidratación, en función de los niveles en este depósito.
Desde este depósito el conjunto de bombeo de recirculación envía el líquido al secundario del conjunto de intercambiadores de calor, en el caso de utilizar Módulos EMC y, posteriormente, a los aspersores de los panales de evaporación, en el interior de los módulos.
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Proceso de Deshidratación
Los aspersores riegan a baja presión la cara superior de los Panales de evaporación y el líquido se desliza por sus conductos evaporándose parte del agua al entrar en contacto con aire no saturado. El exceso cae directamente sobre el depósito de control en la base de los Módulos.
Por el efecto de la evaporación desciende el nivel de líquido en el depósito de control y, cuando alcanza un nivel mínimo, se acciona la bomba de aporte incorporándose un nuevo lote al proceso. Este proceso se repite, aumentando de forma continua la concentración del líquido.
Esta concentración es detectada mediante un sensor de densidad, de forma que al alcanzarse el valor prefijado activa una bomba que vacía completamente el depósito de control sobre el depósito de concentrados.
Como he comentado anteriormente la instalación puede funcionar con módulos EMC que aprovecha el calor de un motor de cogeneración o bien de una caldera de gasóleo,
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obteniéndose mayor rendimiento y también mayor coste o con módulos EM, sin aprovechamiento de calor.
Deshidratación con Módulos EM
Deshidratación con Módulos EMC
El propio líquido al circular por los conductos de los Panales provoca un efecto de lavado, arrastrando los depósitos que se puedan producir. Adicionalmente, tiene un mecanismo propio de limpieza para el mantenimiento de los Panales, consistente en un riego automático con agua limpia que se almacenará en un depósito.
Para limpiar los Panales de evaporación se utilizan el mismo sistema de aspersión de proceso, haciendo circular agua bruta.
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Cada operación programada de lavado se inicia a partir de un vaciado del concentrado existente en el depósito de control seguido de un llenado del mismo con agua bruta con una cantidad adecuada de bactericida.
Según la composición del lixiviado, puede ser necesaria la adición de un antiespumante para evitar la proliferación de espumas dentro del módulo.
ESTABILIZACIÓN DEL CONCENTRADO DE LOS LIXIVIADOS Caudal
El máximo caudal de concentrado de lixiviado que se ha de estabilizar es de 303 m3/año
(el 4% del volumen total de lixiviados generados). La producción del concentrado no es constante puesto que la operación de la planta de concentración depende de las condiciones climáticas y del volumen de lixiviado que tampoco es constante. Además se puede operar tanto en continuo, con lotes diarios o esperar a llenar el depósito de control y comenzar la estabilización.
Descripción del Proceso
El proceso de estabilización de un concentrado de lixiviado consiste en mezclarlo con los reactivos adecuados en las dosis convenientes para transformarlo en un residuo no peligroso. Los componentes integrantes del concentrado de lixiviado, metales pesados y sales entre otros, pasan a formar un conglomerado sólido con los reactivos donde la solubilidad y difusión de los mismos queda prácticamente anulada.
En el proceso de estabilización el residuo generado puede permanecer en una celda apartada del vertedero, por lo que su gestión es viable y económica.
El concentrado de lixiviado se almacena en un depósito de obra civil impermeabilizado existente. En dicho depósito de concentrado se instala un controlador de nivel que
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cuantifica el volumen de concentrado almacenado, a la vez que controla la cantidad del mismo que se envía a estabilizar.
Los reactivos sólidos se almacenan en dos silos cilíndricos verticales. Tanto el silo de almacenamiento de cal viva como el silo de almacenamiento de cemento están dotados de controladores de pesaje que determinan la masa contenida en los mismos y permiten controlar la dosificación de reactivos. Cada silo tiene un vibrador que, gracias a la fuerza centrífuga que generan en el cono de salida, ayudan a la descarga de los reactivos.
Para evitar la emisión de polvo en las operaciones de carga de reactivos se puede instalar un filtro de polvo de mangas o de agua en la salida de los mismos.
Instalación de estabilización
La dosificación de concentrado se realiza por medio de una bomba centrífuga sumergida, la bomba de estabilización, que se encuentra en el depósito de concentrado.
La dosificación de la cal viva se lleva a cabo por medio del tornillo sin fin de cal. En función del concentrado dosificado, se envía la fracción proporcional correspondiente de cal, que es controlada por la célula de carga del silo de cal. De igual manera, el tornillo sin fin de cemento dosifica el cemento desde el silo de cemento al estabilizador.
La dosificación de reactivos puede variar en función de la composición y grado de concentración del lixiviado. Incluso los reactivos pueden variar con la sustitución de alguno de ellos por un absorbente como la sepiolita o atapulgita.
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La mezcla del concentrado de lixiviado con los reactivos adecuados tiene lugar en el estabilizador. El estabilizador es del tipo cuba mezcladora. Será preciso un contenedor donde recibir el estabilizado y, posteriormente, transportarlo hasta la celda de vertido. Esta mezcla reactiva se transporta en fase pastosa hasta su deposición para que fragüe en el vertedero, ocupando así el máximo espacio posible de la celda. Si se fragua en el exterior de la celda, construyendo bloques, la deposición en vertedero es también posible pero puede provocar problemas de desmolde y dejar huecos muertos en su almacenaje en vertedero.
Proceso de Estabilización
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BALANCE DE MASAS DEL TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS
Se describe el diagrama de flujos del proceso de Tratamiento del lixiviado, considerando la entrada de 1 m3 de lixiviado.
A continuación se adjunta el balance de masas del tratamiento de lixiviados para un día, un año y el tiempo total calculado de la explotación del Centro de Tratamiento de Residuos.
ENTRADAS SALIDA
Lixiviado Concentrado Cal Cemento Residuo Estabilizado Día 20,81 m3 0,83 m3 / 0,99 t 0,49 t 0,49 t 1,97 t Año 7.597 m3 303 m3 / 364 t 182 t 182 t 728 t Totales 20 años 151.940 m 3 6.077 m3 / 7.292 t 3.646 t 3.646 t 14.584 t DESHIDRATACIÓN 0,048 t Concentrado ESTABILIZACIÓN 1 m3 0,096 t Lixiviado a Vertedero 0,04 m3 Concentrado 0,024 t 0,024 t Cal Cemento
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