Tema 1. Introducción

Objetivos:

Vamos a tener tres objetivos fundamentales:

• Conocer los sistemas de gestión y tratamiento de los residuos peligrosos.

• Conocer todas las medidas que pueden adoptar los productores de residuos peligrosos para minimizar las consecuencias.

• Aspectos legislativos que incumben al productor, al transportista y al gestor de residuos peligrosos.

Introducción:

La creciente actividad industrial a la que nos sometidos, la fuerte diversificación de la actividad industrial provoca consecuentemente efectos importantes en el medio ambiente:

• Aumento considerable en la generación de residuos.

• Variando la naturaleza de estos residuos alcanzando un mayor porcentaje de sustancias altamente peligrosas.

Esto tiene una consecuencia directa con el impacto que producen estos residuos en el medio lo que supone una situación inabordable para atajar el problema.

Actualmente la manera de abordar la problemática de los residuos peligrosos son:

• Gestionar los residuos peligrosos generados actualmente.

• Recuperación de espacios contaminados en el pasado.

En el pasado no existían programas de descontaminación lo que ha producido graves problemas. No se empezó a actuar hasta que no salieron a la luz los efectos de este tipo de residuos.

Definición de residuo peligroso: la primera definición de residuo peligros la abordó la EPA a principios de los 70, las leyes estaban influenciadas por las tendencias políticas, carecían de rigor científico.

Empezaron definiendo un residuo como un objeto móvil sin empleo conocido y permanentemente descartado. Residuo tóxico era una forma de residuo. Esta definición de residuo sólo afectaba a residuos sólidos (lodos, alquitranes...) no incluía residuos líquidos ni gases, era una definición pobre.

Para que un residuo fuera tóxico necesitaba una serie de características:

• Capacidad de presentar riesgo sustanciales o peligros potenciales para la salud humana o el medio ambiente entre los que se citan en primer lugar:

• El carácter cancerigeno.

• El carácter de combustión.

• El carácter de inflamabilidad

• El carácter de reactividad.

• El carácter de explosión.

• El carácter de radiactividad.

• De infección.

• De irritación.

• De sensibilización.

• De bioacumulación.

Pero no cuantificaba a partir de que grado se consideraba esos caracteres. Los residuos gestionados y tratados de manera distinta son los radiactivos e infecciosos.

En 1985 surge una nueva definición por el programa ambiental de la ONU que define los residuos tóxicos como aquellos sólidos, lodos, líquidos o gases envasados de manera diferente a los radiactivos e infecciosos los cuales debido a su actividad química, tóxica, corrosiva o debido a otras características son fuente de peligrosidad para la salud pública y el medio ambiente.

La estrategia a seguir en un futuro por la ONU se basa en la minimización en origen la generación de residuos y maximizar el aprovechamiento de los recursos contenidos en los residuos (los destinados a eliminación, antes de eliminarlos, se reutilizan para sacar el máximo aprovechamiento material y energético).

A lo largo de estos 40 años se han desarrollado planes de tratamiento de los residuos. En España está el Plan Nacional Integrado de Residuos (PNIR) y en sus anexos podemos cuantificar los residuos peligrosos que se han generado e identificar aquellas fuentes que los están produciendo (Hasta hace poco no había legislación sobre aceites usados).

La mayor parte del presupuesto que aportan los gobiernos sobre el medio ambiente se lo llevan los residuos peligrosos.

Los residuos peligrosos aportan una naturaleza tóxica a largo plazo e incapacitan la medio ambiente a asimilarlos por completo (PCB, DDT,Pb, Hg...).

Jerarquía de los 5 niveles:

1º Reducción. Basta con optimizar procesos, manipulación adecuada, aprovechamiento eficiente de materias primas.

2º Reutilización de los residuos una vez generados.

3º Reciclado: transformación para nuevas utilidades.

4º Valorización energética.

5º Eliminación.

Fuentes y producción de residuos peligrosos:

A nivel industrial el primer productor de residuos peligrosos es Estados Unidos seguido de Alemania, también empiezan a tener problemas países recientemente industrializados como Brasil, Méjico, Corea del Sur. En España hay un conocimiento real en cuanto a cifras y las fuentes de generación.

El PNIR(I) tenía una vigencia temporal de 1995-2005. El PNIR (II) tiene una vigencia de 2006-2016 (Anexo II).

El PNIR (I) tenía contenidos muy difusos en cuanto a los residuos peligrosos, la tercera parte de los residuos peligrosos generados fueron tratados in situ.

Las principales Comunidades Autónomas productoras de residuos peligrosos son :

• Cataluña y País Vasco.

• Galicia y Asturias.

Los residuos peligrosos pueden clasificarse en:

• Locales : tratados en el mismo lugar de origen.

• Transportados: tratados en un lugar diferente de donde se han originado. Son los peores vistos. La nueva directiva tiende a minimizar este tipo de residuos peligrosos, exigen un tratamiento interno.

Los sectores que generan los residuos peligrosos son:

• Actividades industriales, agrícolas, domesticas y comerciales. Las actividades industriales son las que mas residuos de este tipo generan (20-25%) y después las actividades domesticas.

Dentro de las actividades industriales, la que produce mayor cantidad de estos residuos es la industria manufacturera. Cualquier transformación de una materia prima genera un residuo.

Ejemplo: En la fabricación de coches se consume plástico, acero y otros materiales. Su paso a vehículo van a originar residuos como abrasivos y disolventes

Materia prima Medicamentos

Ac. Concentrados

compuestos orgánicos

soluciones con metales pesados

La mayoría de los residuos peligrosos son orgánicos.

Tipos de residuos:

• Materiales agotados: son materias primas ya utilizadas e inútiles para posteriores usos sin aplicación de nuevos procesamientos.

• Productos secundarios: Materiales generados en procesos específicos de fabricación que no poseen uso alguno en su forma actual sin posteriores procesamientos.

• Productos de tratamiento: lodos provenientes de aguas residuales o del lavado de gases para controlar las emisiones a la atmósfera.

• Pueden salir otros productos del tratamiento de residuos tóxicos: transferencia de la peligrosidad.

• Productos químicos comerciales: productos ya existentes en el mercado que se convierten en residuos.

Proceso de producción de fabricación de Nylon:

El Nylon es igual que la poliamida-6 que es un polímero (macromoléculas) cuya unidad fundamental son los monómeros. Se busca rendimientos cercanos al 100% para una mayor eficiencia y menor pérdida de material.

Polímero Monómero

Polimerización

El monómero es la caprolactama que es un compuesto cíclico de 7 centros. Es una molécula muy inestable en ácidos y en un medio con ácido benzoico (0.015) y dióxido de titanio (0.35) da la poliamida-6. El ácido benzoico es un catalizador y el dióxido de titanio es un colorante.

Partimos de la caprolactama (materia prima) en un medio ácido y con dióxido de titanio y los productos que obtenemos son caprolactama, un 90% de PAM-6 (producto) y un 10% de oligómeros (residuo) que es una unidad inferios al polímero, es un producto secundario.

Con esos productos realizamos un lavado de agua a contracorriente consiguiendo que los olígomeros sean arrastrados y la PAM-6 se mantenga. Los productos obtenidos son PAM-6 (insoluble) y una mezcla de agua más olígomeros más caprolactama (solubles).

La PAM-6 se somete a secado con nitrato de cobre y bromuro potásico obteniéndose PAM seca al 99% que se destinaría a los usos que tenga.

Con la mezcla de residuos, recirculamos la caprolactama al origen y los oligómeros se llevan a un deporeactor para despolimerizar. En el deporeactor de introduce ácido fosfórico y una Tª muy elevada (condiciones drásticas).

Obtengo un 90% de agua, un 10% de caprolactama y oligómeros. Separo los oligómeros de la caprolactama y los llevo al deporeactor. La caprolactama no es muy pura y no se puede reutilizar sería para otros usos.

Los oligómeros se van recargando sucesivamente en el deporeactor hasta que se forma un lodo negro que es un residuo peligroso. Con ese residuo lo almacenaríamos (como máximo 6 meses) y llamaríamos al gestor. Le queda la valorización energética o la eliminación.

Fabricación del papel:

Como materia prima usaríamos la madera que se compone de hemicelulosa, celulosa, lignina y otros componentes. Lo que nos interesa es la eliminación de la lignina porque actúa como cemento.

Mediante un pulpaje obtenemos como producto la celulosa que es como una pasta de café. El pulpaje puede ser mecánico (mecánico térmico por ejemplo) o químico que es más efectivo al añadir aditivos (proceso Kraft).

La celulosa resultante la sometemos a un blanqueo obteniéndose la pasta de papel. El blanqueo es muy contaminante, usa ozono o tratamiento con oxigeno para disminuir los contenidos en Cl.

Fabricación del papel:

Como materia prima usaríamos la madera que se compone de hemicelulosa, celulosa, lignina y otros componentes. Lo que nos interesa es la eliminación de la lignina porque actúa como cemento.

Mediante un pulpaje obtenemos como producto la celulosa (ya que separamos la lignina) que es como una pasta de café. El pulpaje puede ser mecánico (mecánico tradicional, mecánico presurizado donde se obtiene rollizazo de papel, mecánico por refinador utilizado para astillas de madera, o térmico) o químico que es más efectivo al añadir aditivos que atrapan la lignina (los proceso más utilizados son el proceso Kraft y el del sulfito).

La celulosa resultante, la cual aun contiene algo de lignina la sometemos a un blanqueo obteniéndose la pasta de papel. El blanqueo es muy contaminante. Actualmente se usa ozono o tratamiento con oxigeno para evitar la utilización de Cl2 el cual es muy contaminante.

En el pulpaje químico se emiten:

• Gases: En forma reducida (Acido sulfhidrico, Metil mercaptano, Sulfuro de Dimetilo, disulfuro de dimetilo) y forma oxidada (Óxidos de azufre).

• Líquidos: licor negro

• Sólidos: fibras, productos de degradación de la lignina(oligomeros) rechazos de pulpa, nudos de la madera.

Etapas proceso Kraft: Con este tratamiento se obtienen celulosa de 2 tipos: Celulosa cruda o Kraft que se va a utilizar como materia prima de papeles resistentes y la celulosa blanqueada con las cuales se fabrican los papeles de impresión y escritura, en especial el papel de periódico.

Proceso: La madera se descorteza y se prepara en pequeñas laminas o astillas mediante un chipeador obteniendo piezas homogenizadas según tamaños. Esto se lleva a un digestor continuo donde se introduce un licor blanco que se encarga de separar la lignina y la celulosa. Esta última se utiliza para la obtención de papel mediante un lavado o un blanqueamiento. De la digestión sale un líquido conocido como licor negro que se traslada a una caldera recuperadora. La parte orgánica se aprovecha para obtener energía y la parte inorgánica sufre un proceso de caustificacion para recuperar licor blanco que se reutilizara en etapas anteriores.

En la etapa de blanqueo ya no se utiliza cloro, se utiliza CLO2, agua oxigenada, oxigeno entre otros.

Residuos generados por etapas:

Fase 1: Preparación de la madera. Se generan caudales residuales provenientes de la limpieza de la madera (Tainos).

Fase 2: Pulpaje. Se generan compuestos químicos, ligninas, resinas.

Fase 3: Blanqueado. Se generan compuesto químico, disolventes, ácidos.

Fase 4: Secado y embalado. Generación de gases.

Fase 5: Recuperación de energía: Generación de gases.

Fase 6: tratamiento de Efluentes

TEMA 2: Legislación

Pequeños productos de residuos peligrosos.

Las grandes instalaciones producen gran cantidad de residuos peligrosos que tienen tratamientos in situ. Los pequeños productores de residuos que no cuentan con infraestructuras para tratarlos pueden provocan grandes daños sino gestionan el tratamiento de estos residuos correctamente. Legalmente reciben un tratamiento distinto al de grandes productores.

1º se han de inscribir en un registro de pequeños productores de residuos peligrosos siempre y cuando el limite de la producción sea inferior 1000 kg/año. Esta inscripción puede denegarse en función de las características del residuo.

Los Residuos peligrosos en la CAM se rigen por la ley 5 / 2008. En ella se recogen todas las figuras relacionadas con residuos (Productos, gestor, transportistas). Las obligaciones de los 2 primeros quedan muy claras no así tanto las de los transportistas, los cuales no tienen una ley propia que les legisles. Se legisla por legislación de transporte, legislación ambiental y acuerdo europeo para el trasporte de mercancías peligrosas.

Legislación ambientales: Ley 10/ 1998 de residuos, Real decreto 833/1988 por el que se regula los residuos tóxicos y peligrosos (modificada por el Real decreto 952/ 1997)

Según la ley 10/1998 se define una actividad de gestión como recogida, almacenamiento, transporte, valorización y eliminación del residuos.

El productor tiene una serie de obligaciones recogida por la ley;

• Minimización de residuos y de su peligrosidad.

• Entrega, gestión, conservación y registro.

• Obligación de información a la Administración Pública del movimiento de residuos.

Las obligaciones del gestor también están claras en la legislación; serán vistas mas adelante.

El tipo de transporte de residuos peligrosos se puede hacer por ;

• Autorización a la productora para transportar hasta el centro gestor

• Contratación de un sistema de recogida des de los productores.

Requisitos para el transporte;

• Contar con contrato de transporte

• Medios de transportes adecuados

• Capacitación profesional

Requisitos para transportar:

• Clasificación de mercancías peligrosas

• Obligaciones y responsabilidades sobre los residuos

• Normas para el transporte

• Realización de carga y descarga

• Señalización de vehículos

Los códigos H no dice nada acerca del transporte.

Nuevas directiva de residuos a nivel europeo:

Llevamos 3 años preparando una nueva normativa que de definiciones mas claras, que revise los principios ya establecidos y que ponga orden en la numerosa normativa de residuos aparecida en los últimos 40 años.

Es un proceso largo donde se ven involucrados todos los estados miembros. Destaca la gran cantidad de documentación a considerar.

Las fechas más remarcables son;

• Dic de 2005: Propuesta para la revisión de la normativa llevada a cabo por la comisión europea

• 2007- 1º lectura en el parlamento europeo. Acuerdo sobre una posición común respecto a residuos.

• Mayo 2008. 2º lectura en el parlamento europeo

• Otoño 2008: Se adopta el texto definitivo. Se dice que el nuevo reglamento de residuos entrara en España en Vigor en el 2010

Como novedad da una definición clara de producto y de subproducto. Revisa los principios dando lugar a 4 principios básicos donde se basara la legislación ambiental en general y los residuos en particular.

Protección del Medio ambiente y salud humana

Control de todos los flujos de residuos.

Reducción en la cantidad y en la peligrosidad de residuos

Seguridad jurídica. La nueva normativa tiene que dar definiciones claras a conceptos, procedimientos y definiciones del sector de los residuos. Actualmente existen definiciones de muchos conceptos, las cuales son parciales y cuya interpretación la hacen los estados miembros. Se intenta que esto quede claro desde el principio evitando así muchos temas que acaben en los juzgados.

España como estado miembro debe incorporar con leyes toda la legislación europea.

Ejemplo de numerosa normativa de residuos en España; En España tenemos distinto niveles de producción de leyes, desde el estado hasta comunidades autonómicas o municipios (mediante ordenanzas)

• Ley 10/1998 que es la ley general de residuos. Establece preceptos básicos que rigen la gestión y la producción de residuos en general.

• Real decreto 833/88: Modifica el reglamento para la ejecución de la ley básica de residuos, como son las operaciones de valorización, eliminación de residuos y la lista europea de residuos.

• Orden ministerial (MAN 304, 2002) Procedimiento para la clasificación de residuos.

• Ley 5/2003 Clasificación y tratamiento de residuos peligrosos de la Comunidad de Madrid.

Actualmente se confunden los objetivos con los medios y procedimientos para alcanzar estos objetivos. En la nueva normativa los medios y procedimientos son actualizables y se pueden revisar. Los objetivos son inamovibles.

Jerarquía de los 5 niveles.

• Es el principio básico.

• Tiene excesiva burocracia, es un proceso lento.

• Su objetivo principal es la reducción en volumen y peligrosidad. Actualmente no se ha conseguido debido a que ha aumentado el nivel de vida y bienestar. La peligrosidad si se ha reducido pero no se han conseguido alcanzar los objetivos. Para reducirla hay que eliminar la peligrosidad en materias primas.

Desde el ámbito europeo al ámbito municipal;

El pasó de normas del ámbito europeo al nacional debe siempre conservar en el último los preceptos de la legislación. También pueden aumentarse.

En el ámbito europeo las normas son;

• Directivas: Leyes que los estados miembros deben transponer(traducir) a sus leyes

• Reglamentos: Aplicación directa.

Nivel de aplicación de las normas.

1- Ámbito internacional: Se recogen materias que deben ser tratados de forma global. Se lleva a cabo por convenios o tratados. Ejemplo: tratado de Basilea sobre el convenio de trasporte transfronterizo de mercancías peligrosas.

2- Ámbito europeo: Numerosas normas como reglamentos, directivas, decisiones, recomendaciones, dictámenes. Cada 1 con un alcance distinto.

Normativa	Alcance	Obligatoriedad	Aplicación
Reglamentos	General(obliga a todos los estados miembros)	Total- Tanto en los medios como en los fines(Objetivos)	Directa
Directivas	General	Obliga en cuanto a los fines pero no a los medios(como conseguirlos)	Traspuestas
Decisiones	Concreto en alguna materia	Obliga tanto en fines como e medios	Directa
Recomendaciones/comunicaciones/ dictámenes	General o particular	Escaso valor jurídico, tiene carácter informativo	No se necesitan aplicar

3- Ámbito estatal. Rey de residuos básica. Ley 10/1998. Estados miembros como el estado español pueden legislar en temas de medio ambiente. Legislan mediante leyes estatales, órdenes ministeriales, reales decretos.

4- Ámbito autonómico. Leyes de cada comunidad autónoma

5- Ámbito municipal. Mediante ordenanzas municipales.

Todas las leyes de ámbito 3, 4, 5 deben conservar los límites y principios del ámbito europeo. Por lo que obligaciones en la comunidad de Madrid van a aparecer también a nivel estatal y europeo.

Ley 5/ 2003 Residuos peligroso de la comunidad de Madrid.

Ley que contempla objetivos a nivel comunitario, los cuales siguen un orden jerárquico como son;

• Prevencion en producción de residuos.

• Fomento de la reducción.

• Reutilización.

• Reciclado.

• Otras formas de valorización.

Otros preceptos de la ley;

• Quien contamina paga.

• Responsabilidad del productor. Se incluye en el precio del producto los gastos de gestión del residuo.

La ley consta de 88 artículos estructurados en 10 títulos, 7 disposiciones transitorias, 1 disposición derogativa, y 4 disposiciones finales.

• Articulo 1: Objeto de la ley

• Articulo 2 : Objetivo de la ley

• Articulo 3: Ámbito de aplicación

• Articulo 4: Definiciones.

Las definiciones son escasas, ambiguas, y no dejan claro el concepto de residuos peligroso. Definen residuo peligroso igual a la del RD 833/88 las cuales son listas abiertas con introducciones y bajas continuas.

Otras definiciones que podemos encontrar son la de productor de residuos, gestor, operaciones de gestión de residuos (Recogida y trasporte, almacenamiento en instalaciones distintas a la producción, clasificación, preparación, clasificación de la valorización y eliminación, vigilancia de actividades establecidas) Valorización, eliminación de residuos, autorización ambiental integral.

Clasificación de un residuo

Se van a clasificar según la orden Ministerial de medio ambiente 304/ 2002 o según la LER( lista europea de residuos), las cuales tiene una revisión periódica.

Según la LER los residuos de clasifican con un código de 6 cifras;

• Capitulo de proceso de fabricación le corresponden 2 cifras.

• Los subcapitulos que recogen etapas dentro de cada proceso le corresponden 4 cifras.

¿Cómo localizar un residuo en la lista?

1º Localizar la fuente que genera el residuo en los capítulos que va del 1-12 y del 17-20.

2º Localizar el código de 6 cifras.

Algunos residuos tienen varios capítulos de clasificación. Si no lo encontramos del 1-12 o 17-20 se busca del 13-16.

Además de ser peligroso por si mismo hay que tener en cuenta la concentración de residuos para considerarlo peligroso.

Las aleaciones necesitan una clasificación más exacta.

• Clasificación de residuos peligrosos:

Los RP son los que en la legislación europea están marcados con un asterisco después del código de identificación.

En España siguen el RD 833/88, donde en el Anexo I nos dan un conjunto de codigos que dan información para clasificar y catalogar el residuo. Da la información suficiente para controlar el residuo desde su origen a su destino final.

Códigos:

• Q: razón por al que se necesita gestionar ese residuo.

• A: actividad de la que procede el residuo.

• B: proceso en el que se produce.

• D/R: Tipo de gestión a realizar sobre el residuo.

• L/P/S/G: categoría a la que pertenece el residuo, ya sea liquido, fango, sólido o gaseoso.

• C: composición del residuo.

• H: características de peligrosidad del residuo.

Para clasificar el residuo:

Elegimos en la Tabla 1 el código Q.

Elegimos el tipo de gestión en la Tabla 2, que contiene dos subapartados:

2. A: Operaciones de gestión NO destinadas a valorización, reutilización, reciclado… Se acompañan con una letra D.

2. B: Operaciones de gestión SI destinadas a valorización, reutilización, reciclado… Se acompañan con una letra R.

Tabla 3. Tipos de residuos con L (líquidos), P (lodo), S (sólido) o G(gas).

Para que un residuo sea considerado peligroso, tiene que tener un código C diferente de 0 y un código H.

Código A y B.

Ej. Residuos de empresa de artes gráficas. Limpieza de una rotativa.

Q7//D13//L12//C41//H6//A811//B0005

Etiquetado de residuos: Medidas de la etiqueta han de ser de 10x10. Si va a estar en exteriores tiene que ser plastificada, pero si se guarda en interior puede ser de papel. Tiene que poner el nombre del residuo (o lo mas parecido posible). A la derecha aparecerá un pictograma que acompaña al código H, pero si el residuo tiene dos o mas códigos H se pone el de mayor peligrosidad. También aparecerán los datos del titulas del residuo y la fecha de envasado.

• Pasos para la gestión de un residuos peligroso:

Obligaciones del productor

• Correcto envasado.

• Etiquetado: incluyendo el código de legislación española (facultativo el del LER), información del productor, fecha de envasado, pictograma (si tiene mas de un código H se dibuja el de mayor peligrosidad).

• Almacenamiento: puede ser en la instalación o a cargo de un gestor. Si es en la instalación su tiempo de permanencia ha de ser menor de 6 meses salvo autorización de la comunidad autónoma.

• Registro: cantidad, naturaleza, identificación y origen. Se guarda durante al menos 5 años.

• Documento de aceptación: se debe de conservar.

• Documento de seguimiento y control.

• Declaración anual: todos los productores de RP están obligados a realizar una declaración anual de su producción de RP excepto los pequeños productores, que están exentos. Son 3 copias (órgano medioambiental competente, MODU, e interesado). Este documento contiene datos de la empresa, del residuo y de la persona responsable.

• Solicitud de admisión: a un gestor autorizado para la admisión del residuo.

• Contactar Gestor Autorizado

• Comunicación al Órgano Competente.

Obligaciones del pequeño productor:

La inscripción en el registro de pequeños productores es opcional y aun cumpliendo la condición de producir menos de 10000 Kg/año, aun se puede denegar su acceso porque los residuos sean peligrosos o en mal estado.

Obligaciones del gestor:

• A veces la figura del gestor y productor coincide.

• Envasado, etiquetado y almacenamiento de RP.

• Contestar a la solicitud de admisión. Plazo máximo de 1 mes, contestando la cantidad que puede gestionar.

• Amplificación de información: pide más información al productor del residuo, además de analíticas o muestras para analizarlas.

• Documento de aceptación: si acepta el residuo. Si el residuo se manda de una vez o en varias ocasiones, el número de aceptación va a ser siempre el mismo para ese residuo.

• Transferencia de la titularidad: los residuos pasan a ser del gestor. En el documento va información del número de aceptación, datos del productor, gestor, transportista,…

• Documento de control y seguimiento: 5 años

• Registro: 5 años.

• Memoria anual de actividades: 5 años.

• Otras: mantener instalaciones, no aceptar RP de actividades no autorizadas, comunicar incidencias, servicio de vigilancia, información requerida por el organo de medioambiente, comunicar a la administración el cese de actividades, comunicar a la administración el trasporte tanto el gestor como el productor. La notificación a la consejería tiene que ser 10 días antes del traslado.

• Identificación si un residuo es peligroso o no:

• Gestión de residuos peligrosos

Tema 3.instalaciones para el tratamiento de residuos peligrosos.

Existen tratamiento para el plomo, son térmicos (nuevos)

Existen tratamientos floculantes en microemulsión, son térmicos.

• Instalación para el tratamiento de residuos peligrosos.

Pueden estar en espacios de los productores de residuos o en las empresas encargadas del tratamiento, almacenamiento, reciclaje, recuperación, tratamiento y eliminación de los residuos peligrosos.

• En función de su ubicación:

• Instalaciones internas dentro de la planta de residuos (pertenecen al productor de residuos)

• Instalaciones externas usadas por los productores de residuos peligrosos que no tienen zonas adecuadas, también los que no generan un volumen suficiente de residuos peligrosos, lo cual implica que los llevan a las instalaciones pertinentes ajenas a sus instalaciones para el tratamiento y eliminación de los residuos peligrosos.

• Las instalaciones pueden usar hasta 50 tecnologías diferentes para el tratamiento de los residuos. Pueden estar especializadas en una o en varias.

1). Instalaciones de recuperación y reciclado.

Recuperación de energía o materiales vendibles en el mercado

2). Instalaciones de tratamiento.

Su finalidad es alterar las cualidades químicas de un residuo, degradarlo o destruir completamente los componentes peligrosos.

3). Instalaciones de eliminación.

Su objetivo es el vertido superficial o subterráneo de estos residuos.

Los productores de residuos pueden llevar sus RP a alguna de las 3 instalaciones anteriores

En el proceso completo, el residuo primero sería llevado a las Instalaciones de recuperación y reciclado donde se regenera el residuo (Ej. Aceites, detergentes, ácidos, metales) obtienen energía a partir del residuo. Después envían lo que queda del residuo a las estaciones de tratamiento donde mediante una operación física, química, biológica o térmica tratan el residuo. Lo que quede es llevado a las instalaciones de eliminación, las cuales son las encargadas de realizar el vertido o la inyección en pozos.

• TIPOS DE OPERACIONES.

Operaciones químicas de coagulación-floculación.

La coagulación se emplea para desestabilizar las suspensiones estables que por si solas tardarían demasiado en sedimentar. Tienen una base química y se emplea una técnica de variación de carga para desestabilizar las cargas.

La floculación consiste en agrupar flóculos para ir aumentando su densidad, lo cual implica que aumenta su precipitación por gravedad o la flotación si la densidad es menor que la del fluido donde se encuentren. Es un método más físico que el anterior.

Tipos de Floculantes utilizados en este proceso.

• Floculantes naturales

• Floculantes sintéticos.

• Pueden ser inorgánicos (son más baratos pero para los residuos peligrosos orgánicos son muy poco eficientes)

• Pueden ser orgánicos (polielectrolitos, son adecuados para residuos orgánicos.) Los polielectrolitos son polímeros de estructura alargada que engloban a los materiales orgánicos peligrosos arrastrándolos al fondo donde son separados del resto. Son mucho más caros y existen de diferentes tipos:

• Estado sólido: Cuesta mucho disolverlo en nuestra corriente líquida de residuo peligroso

• En disolución: No se mezcla bien

• En emulsión: Nos interesa que se mantenga la emulsión, pero en el caso del tratamiento con polielectrolitos en emulsión acaban por separarse las dos fases, por lo tanto es muy jodido de trabajar con este tipo de polímeros ya que son difíciles de manejar. Pero a pocos intervalos de tiempo es adecuado ya que no se desestabiliza del todo.

• En microemulsión: Floculantes sintéticos orgánicos (polielectrolitos en microemulsión).Tienen una fase orgánica (fase continua) y una fase discontinua (fase dispersa, agua).En este caso se mantiene estable la microemulsión formándose micelas que contienen el polímero en su interior.

En este tratamiento se inyecta el floculante en un residuo, de modo que las micelas de microemulsión se rompen, lo cual implica que sale el polímero perfectamente, directo para flocular la materia peligrosa del fluido a tratar y por variación de densidad lo voy recogiendo.

Tecnología de plasma

Es un tratamiento térmico, diferente a la incineración ya que no se oxida la materia orgánica, degrada la materia orgánica obteniendo gas y vidrio.

Es una técnica de reciclado a nivel molecular o atómico..

En el procedimiento, se introduce el RP en una instalación con una antorcha de plasma (trabajando a 2000-1000ºC unos 4000 de media). Gasificamos los RP con un arco voltaico (ocurre algo parecido a los rayos), se consigue gasificar el residuo en la antorcha y ello implica que se han roto los enlaces moleculares del residuo, después tenemos 2 materiales:

Gas de síntesis. (CO + H2). Tiene diferentes usos en la industria química y con el calor generado puede producirse energía.

Material vítreo. Tiene a su vez muchas funciones y salidas para la fabricación de productos o como materia prima para algunos procedimientos.

Por cada 1000 Kg. de RP se obtiene 1 Kg. de material vítreo.

TEMA 4. Tratamiento Físico.

Son operaciones basadas en la variación de las propiedades físicas del RP a tratar. (Densidad, viscosidad, tamaño de partícula…)

El tratamiento físico implica la separación del RP, no conseguimos destruirlo, por lo tanto variamos su fase o lo separamos o disminuimos el volumen de RP o su concentración.

Clasificación de operaciones físicas (por tipo de RP a tratar)

a) Operaciones físicas que buscan una separación de sólidos. (Empleado para RP líquidos y con elevada concentración de sólidos)

Esta operación tiene 2 objetivos.

Usar estas operaciones como pretratamiento (eliminación de arenas, sólidos inorgánicos y evitar obstrucciones en etapas sucesivas del tratamiento).

Empleado como post tratamiento (separación de sólidos después de un tratamiento previo, como el químico. Ej. Se forman sales y tengo que separarlas o en el biológico después de formar los coágulos).

1. Sedimentación.

La sedimentación puede ser afectada por:

Turbulencias se mueve el lodo y se enturbia, sobre todo en la entrada del tanque de sedimentación, por ese motivo debemos introducirlo a bajas velocidades.

Variación de densidad y de temperatura conforme ascendemos en la columna de sedimentación puede causar problemas que dificulten la sedimentación.

Caminos preferenciales disminuyen el tiempo de residencia, ya que se busca un trayecto determinado para llegar al fondo y estarían esas partículas menos tiempo sedimentando, con lo cual no hay sedimentación efectiva.

Es un proceso físico empleado para separar materiales sedimentables (sólidos en suspensión, grasas, aceites, y en general cualquier partícula suspendida en el RP que pueda sedimentar, lo cual implica que no es necesario introducir emulsiones estables).

Se emplea la fuerza de la gravedad para llevar a cabo la separación en función de la densidad del sólido suspendido y en fluido que lo contiene.

Si el sólido es más denso que el fluido que lo contiene, sedimenta.

Cuando la densidad del fluido es parecida a la de la partícula sólida se forma una suspensión difícil de romper. Lo cual implica que este no sería un buen método para este supuesto.

Cuando la densidad del fluido es mayor que la del sólido lo separamos en superficie.

NECESITAMOS UNA VARIACIÓN DE DENSIDAD ENTRE EL FLUIDO Y EL SÓLIDO QUE QUEREMOS SEPARAR.

El mecanismo empleado para llevar a cabo este procedimiento es el uso de cámaras de sedimentación.

Existen diferentes tipos de cámaras de sedimentación.

• Estáticas: no necesitan recirculación, pueden ser:

• Rectangulares tienen una entrada transversal del residuo, el líquido residual sigue la línea más larga lo cual implica que sedimenta y acumula el lodo en el fondo mientras que por la parte superior es extraído el líquido clarificado. Necesita una entrada de fluido lenta y sin turbulencias. El tiempo de residencia R debe de ser el adecuado en el sedimentador. Son más fáciles de diseñar que los circulares pero la eliminación del lodo requiere de funciones transversales para su recogida del fondo (con plataformas de elevación que cogen la mierda del fondo, por lo tanto disminuye el rendimiento).

• Circulares son más usadas en el tratamiento de RP, en la base se forma un ángulo de 30º para facilitar la salida del lodo, a su vez existen de dos tipos.

• Cámara estática de sedimentación circular con alimentación central: se pone la entrada del flujo residual en el centro, lo cual implica una distribución homogénea para todas las zonas del sedimentador, disminuyendo la velocidad en los laterales que es por donde recogeremos el efluente clarificado.

• Cámara estática de sedimentación circular con alimentación periférica: la entrada del residuo es por los laterales de la cámara, de esta manera evitamos la formación de zonas muertas y los caminos preferenciales, lo cual implica que obtenemos una mejor homogeneización.

• Clarificadores: (importantes en la industria del automóvil donde pueden llegar a tener hasta un 70% de aceites con un 30 % de agua + 2 % sólidos) basados en la recirculación del residuo, pueden ser:

• Equipos de manta de lodo: tenemos una superficie inclinada que hace que aumente la superficie del sedimentador y facilitar la sedimentación. Se va formando una capa de lodo concentrado llamada manta de lodo que sirve como filtro, de este modo podremos infiltrar mas fluido contaminado desde la parte inferior sacando el residuo clarificado por la parte superior y la podremos volver a recircular desde el punto inicial

• De lechada recirculante: en este caso concentramos el lodo en la zona de la salida, después recircularemos parte del Residuo clarificado.

2. Desbaste.

Operación frecuente usada para la eliminación de sólidos de gran tamaño (limaduras metálicas, papel, plástico, trapos…) de esta manera ahorramos dinero en futuras obstrucciones y en la mano de obra necesaria.

Este proceso es empleado en etapas de industrias que tienen un procesado mecánico para eliminar los sólidos generados.

Existen dos grupos.

Rejas: son barras paralelas empleadas para separar sólidos de gran tamaño. Tienen un tamaño único y uniforme.

Tamices: usan mallas metálicas o platos perforados, empleado para sólidos más pequeños. Tienen un tamaño único y uniforme.

3. Flotación.

Se emplean burbujas de aire que al subir arrastran partículas sólidas del líquido residual, de este modo pueden ser eliminadas en forma de espumas.

El líquido puede ser recirculado una vez finalizado el proceso para mejorar el rendimiento.

Este método es usado para separar mezclas de aceite-agua (en refinerías)

Es una buena técnica cuando la densidad de la partícula es similar a la del fluido transportador (es decir, cuando la sedimentación es ineficaz)

• Ventajas con respecto a la sedimentación.

• Existe menor contaminación por olores en flotación (se disminuye el tiempo de residencia y los tanques están aireados por las burbujas)

• Las partículas ligeras son eliminadas más rápidamente.

• Requiere dimensiones menores la instalación.

• Desventajas con respecto a la sedimentación.

• Son más caros.

• Requieren más mantenimiento.

• La eliminación de partículas finas es rápida pero poco efectiva.

• Tipos de flotación:

• Flotación por aire inducido:

El tamaño de la burbuja oscila entre 500 y 1000 micrómetros.

Se hace pasar una corriente de aire por un material poroso de modo que el aire forma burbujas y arrastra por coalescencia la materia suspendida formándose unas espumas que las tendremos que sacar con palos metálicos. Al final nos quedará el líquido abajo. Este método no asegura eliminar las grasas, solamente cuando lo residuos generan fácilmente espumas.

• Flotación por aire disuelto:

Se forman burbujas de 40-70 micrómetros (lo cual es mejor para los sólidos), esta es la realmente utilizada para RESIDUOS PELIGROSOS.

El residuo peligroso debe presurizarse en una bomba para aumentar varias atmósferas la presión, lo cual implica que tenemos el líquido residual con 3-10 ATM con un exceso de aire. Esto conlleva que alcanzamos la concentración de saturación de aire en el líquido (cuanta más presión de aire sobre el líquido mas gas se consigue disolver). Al final habré disuelto gran cantidad de aire al aumentar mucho la solubilidad.

Después se introduce el RP en un tanque de estabilización (dejándolo 1-3 minutos) y acto seguido lo despresurizamos antes de la entrada del tanque de flotación, de esta manera ese exceso de aire va saliendo en forma de burbujas arrastrando la mierda y el líquido se queda en la parte inferior del tanque y lo podremos extraer por ahí.

4. Filtración.

Operación física en la cual un residuo líquido se hace pasar por un medio poroso donde los sólidos quedan retenidos en el filtro y a través de él, pasa el líquido clarificado al que se le denominará filtrado.

El proceso es continuo, en tanques abiertos.

La fuerza impulsora es la presión hidrostática de la columna del líquido que está por encima de la placa porosa.

Este proceso se realiza hasta que el lecho se satura, entonces se paraliza el proceso, se realiza un lavado del filtro a contracorriente con una mezcla de agua y aire. Una vez lavado el filtro, el agua empleada para el lavado se puede recircular o utilizarse para otros fines o usos.

Esta operación se utiliza frecuentemente para deshidratar lodos.

Tipos de filtros:

• Granulares: lecho de material particulado que se diseña en función del tamaño de partícula:

• Sencillos: filtros de antracita o arena silícea.

• Dobles: del mismo tipo de material pero la antracita tiene un tamaño de partícula más grande que la arena silícea.

• Múltiples: se compone del mismo material que los anteriores y se le suma el granate que es un material más denso.

• Membranas.

• Sobre soportes de tortas filtrantes.

5. Centrifugación.

Separación física basada en la gravedad donde la fuerza impulsora es la fuerza Centrífuga.

Consiste en una equipo con una pieza que gira a gran velocidad y lanza los sólidos más densos a las paredes exteriores quedando en el centro el material menos denso. Se obtienen dos fases: el sedimento( lo que se recoge en la parte externa, no es homogéneo) y el centrado (liquido que se recoge por el centro y que puede presentar diferentes fases en función de la mezcla de líquidos recogidos).

No es un método muy efectivo ya que el centrado puede presentar impurezas que no se han podido separar.

Ventajas:

• Equipos compactos y pequeños.

• Alta capacidad de tratamiento.

• Simples de operar.

Inconvenientes:

• Generan mucho ruido.

• Consumen mucha energía.

• Presentan elevada sonoridad.

b ) Reutilización de líquidos (residuos en estado líquido).

Evaporación.

Se consigue mediante un aporte de calor donde se separa en fase de vapor a los componentes más volátiles y en la fase líquida residual va a quedar un concentrado de los componentes menos volátiles. Se utiliza para el tratamiento de residuos radiactivos líquidos (evaporación).

Existen muchos tipos pero destacamos dos por encima del resto:

• Evaporación solar: se usa para residuos peligrosos líquidos en medio acuoso. Uso de energía solar como aporte de calor para evaporar el agua. Tiene dos inconvenientes:

• Grandes extensiones: más complejidad a la hora de evaporar. Además tiene que estar impermeabilizados para que los residuos peligrosos no pasen al terreno y lleguen al suelo o a las aguas subterráneas (fugas). Pueden convertirse en vertidos de residuos peligrosos por lo que deben vaciarse periódicamente.

• Está limitado a las condiciones climatológicas. Es necesario estudiar todos los parámetros (precipitaciones, intensidad del sol, viento etc). Hay que calcular el Q de precipitaciones/Q de evaporación. Para que funcione este proceso, este factor debe ser menor que 2. Con el uso de cubiertas transparentes pláticas se pueden usar en zonas donde ese factor es similar a 1 o en zonas con condiciones atmosféricas adversas.

• Evaporación en tubos verticales: aporte de energía por condensación de vapor de agua. Intercambio de calor a través de superficies verticales donde en el interior de los tubos circulan los residuos peligroso y por el exterior el vapor de agua.

Se produce una condensación donde el residuo peligroso al salir tiene dos fases:

• Fracción vaporizada.

• Residuo concentrado.

El residuo peligroso circula por el interior porque la limpieza de las carcasas es más sencilla. Se usa un escarificador que coincide con el diámetro interno de los tubos.

Tipos:

• Sencillos: Dibujo de arriba.

• Efecto Múltiple: para ahorrar energía. Se usan varias carcasas. En la primera se introduce vapor de agua y se saca el condensado que va al vaporizador. Después del intercambio de calor, tengo una primera fracción de vaporización y una primer condensado (de primer efecto). La fracción de vaporización se introduce en el segundo vaporizador y será la fuente de calor, y el concentrado de primer efecto será la corriente de alimentación de la segunda carcasa y así sucesivamente. La primera flecha indica el vapor que se introduce.

F. vapor

F. vapor

.... ......

Concentrado 1º efecto Concentrado 2º efecto

T1>T2>T3.....

RPs

2. Destilación

Proceso físico de separación en el cual se separa de una mezcla líquida, una fracción (destilado) y un residuo de cola. El destilado va a estar muy concentrado en componentes más volátiles y el residuo de cola recoge los componentes menos volátiles.

Se usa para la purificación de compuestos, regeneración de disolventes y para concentrar y reducir volúmenes de residuos peligrosos. En concreto, la destilación se utiliza para separar residuos fenólicos y los residuos que contiene mezclas de xileno-etilbenceno.

Puede operar de dos maneras:

• Continuo.

• Discontinuo.

• Diferentes presiones.

Para el tratamiento de residuos peligrosos el más utilizado es la destilación en discontinuo por su versatilidad de tratar los residuos peligrosos de distinta procedencia y composición variable. En continuo se tendría que parar los equipos todo el tiempo.

Arrastre por vapor.

Arrastre por aire.

3. Adsorción .

La adsorción o sorción es el fenómeno por el cual los componentes de un efluente quedan retenidos en la superficie de un sólido.

La percolación es cuando se hace pasar de una mezcla líquida a través de un material sólido de tal manera que el sólido retiene los compuestos peligrosos y se obtiene el líquido tratado.

Cuando el contaminante se une a la superficie del sólido, el enlace entre ellos puede ser de dos tipos: puede ser un enlace físico como son las fuerzas de interacción de Van der Waals siendo un enlace débil o un enlace químico. Cuando el enlace que se forma es un enlace químico entonces el proceso de adsorción se llama quimiosorción.

El proceso adverso a la adsorción, es decir, la rotura de los enlaces entre la superficie sólida y el contaminante se denomina desorción.

Para que un sólido sea capaz adsorber es un necesario una condición básica, tener una superficie específica elevada (un gramo de carbón activo tiene una capacidad de adsorción de 500m2).

Uno de los sólidos más usados en la adsorción es el Carbón Activo:

Se utiliza para retener componentes orgánicos de naturaleza tóxica. El carbón tiene que sufrir un proceso de activación. Con la activación lo que se busca es aumentar la superficie específica de adsorción para poder adsorber mas contaminantes mediante la formación de una red compleja de microporos internos de tal manera que la capacidad de adsorción del C.A. es similar a 1000-2000 m2/gr.

El tipo de carbón activo más usado es el Carbón Activo Granular (CAG) y se suele utilizar para el tratamiento de residuos peligrosos sobretodo para la eliminación de colorantes orgánicos de los efluentes a los cuales les dan color.

Etapas del proceso:

• Transporte del contaminante a la superficie del CAG y una vez que se pone en contacto:

• Difusión del contaminante hacia el interior del poro.

• Adsorción mediante la formación de un enlace (químico o físico).

El carbón es un material muy adsorbente pero se activa con un proceso térmico que aumenta su capacidad de adsorción ( aumenta su superficie de adsorción).

Los equipos más utilizados para el proceso de adsorción por CAG es un lecho fijo con una sola etapa:

Residuo peligroso

Residuo tratado

El residuo líquido va atravesando los lechos adsorbiendo los contaminantes en la superficie del CAG y saturándolos a su paso. El volumen de lecho donde queda retenido el contaminante se llama zona de adsorción. Una vez que se han saturado existen varias opciones:

Aparte del CAG existen otro tipo de sólidos de adsorción como son la alúmina activada y el gel de sílice. El CAG es el más barato por lo que es el que más se usa.

El proceso de adsorción no es selectivo ya que aunque suele retener compuestos orgánicos tóxicos también es capaz de retener compuesto inorgánicos como el Cl, BR, I, Cr, Ag, Hg.

Lo que se puede decir es que existen componentes que se adsorben mejor que otros como son los compuestos orgánicos ramificados, los que tienen baja polaridad, ácidos a pH bajos, compuestos orgánicos básicos a pH más elevados y los que presentan un elevado Peso Molecular.

Limitaciones: si el fluido contiene sólidos en suspensión, estos taponan los poros del CAG reduciendo su capacidad adsorbente por lo que es necesario eliminar previamenete los sólidos en suspensión.

El principal residuo del proceso de adsorción con CAG es el propio CAG que debido a la adsorción a su superficie se convierte en residuo peligroso. Con el CAG usado se puede:

• Regenerar el carbón: proceso químico por ácidos o por bases que limpian el C.A. y lo recupera.

• Reactivar el carbón: se usan altas temperaturas para eliminar los contaminantes y activarlos otra vez.

• Desechar el carbón: el C.A. debería ser considerado residuo peligroso.

-Adsorción con resinas:

Se utilizan para la eliminación de compuestos orgánicos peligrosos. Se diferencian del proceso de adsorción con CAG en que el enlace que se forma ente el contaminante y la resina, es un enlace físico más débil (más fácil de romper) por lo que se pueden regenerar más fácilmente (se usan técnicas menos destructivas que para la regeneración del CAG).

Es más caro. Las resinas se componen de monómeros que presentan diferente polaridad. En función del monómero que contenga tendremos diferentes adsorciones ya que tiene distinta polaridad. Tenemos muchas resinas para muchos contamianates.

c ) Operaciones basadas en tecnologías de membrana (separación del sólido y reutilización del líquido).

Ósmosis inversa.

Ultrafiltración.

Destilación con membrana.

Electrodiálisis.

TEMA 5. Tratamiento Químico.

La principal diferencia con los tratamientos físicos es que los tratamientos químicos consiguen la destrucción total o parcial del contaminante peligros, es decir, reducen la peligrosidad del residuo peligros transformándolo en un residuo inerte o en un residuo con menor peligrosidad a través de una reacción química.

Lo que ocurre es que se va a generar una fase nueva que tenemos que eliminar por lo que los tratamientos químicos se tiene que combinar con los tratamientos físicos y a la combinación de ambos se denominan tratamientos físico-químicos.

1

Efluente

2 3

De la flecha 1 lo que ocurre es que los materiales valiosos de los residuos peligroso se pueden reutilizar y regenerar.

El tratamiento físico-químico permite separar los residuos orgánicos (2) de los inorgánicos (3). Los residuos orgánicos se llevan a incineración generándose escorias y cenizas y los residuos inorgánicos se llevan al proceso de estabilización (encapsulación, solidificación). Las cenizas generadas se pueden utilizar para la estabilización y las escorias se llevan a vertederos controlados donde los lixiviados generados se tratan mediante el tratamiento físico-químico.

Tratamientos químicos convencionales:

• Neutralización: ajustar el pH a un pH más neutro a aquellos residuos cuya peligrosidad resida por tener valores extremos de pH (pH menor de 2 y mayor de 12).

• Precipitación: los compuestos tóxicos disueltos precipitan por la adición de un agente precipitante y a continuación se separa el sólido formado. Se suele usar para la precipitación de metales.

• Coagulación-floculación: romper las fuerzas que estabilizan una suspensión.

• Oxidación: como por ejemplo el Fe 2+ es muy soluble por lo es recomendable pasar a Fe 3+ que es más insoluble y precipite más fácilmente mediante la adición de un agente oxidante.

• Reducción: como por ejemplo el paso de Cr 6+ (tóxico) a Cr 3+ que es inocuo.

Tratamientos químicos no convencionales:

• Extracción de disolventes: mezclar un compuesto tóxico muy soluble con un disolvente y extraerlo. A continuación, utilizamos agentes reactantes para extraerlo del disolvente.

• Resinas de intercambio iónico.

Desarrollo:

1. Neutralización:

Adición de un reactivo químico sobre un residuo para modificar su pH. Sí el residuo a tratar tiene un pH ácido el reactivo químico a usar sería básico y si el residuo a tratar es básico, el reactivo químico a usar sería ácido.

Residuo químico

pH

RP

Efluente

Los equipos de neutralización son tanques de agitación con un medidor de pH.

Bases más utilizadas : carbonato cálcico (más usado al ser más barato pero no es el mejor), NaOH y carbonato de sodio.

Ácidos más utilizados: ácido sulfúrico (más usado al ser más barato), HCl, precursores de ácidos débiles como el dióxido de carbono.

Existe una nueva tecnología que transforma el dióxido de carbono de la combustión en ácido carbónico que se utiliza para los procesos de neutralización de bases.

Para conducir el CO2 desde el lugar de la combustión hasta donde se produce la neutralización los pasos son los siguientes:

• Aspiradores de CO2

• Tuberías.

• Filtro (eliminar partículas sólidas).

• Ventiladores o dispersores que pongan en contacto el CO2 con el residuo a tratar.

CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 + OH- HCO-3

Son reacciones exotérmicas por lo que necesitan un equipo de refrigeración.

La neutralización también se utiliza como tratamiento previo en operación que necesita una adecuación del pH en alguna etapa posterior. Un ejemplo de esto lo tenemos en operaciones de floculación-coagulación.

2. Precipitación: Consiste en la adición de un reactivo químico (agente) para insolubilizar un compuesto que es soluble y peligroso. El resultado es la formación de un solidó que precipita, el cual debe eliminarse mediante un método de separación de sólidos como es la filtración.

Ejemplo:

Tenemos un solidó que esta en equilibrio con los iones disueltos en la disolución. El producto iónico de los iones en disolución es el producto de solubilidad.

Si aumentamos la concentración de un ion la CTE de precipitación será mayor que la de disolución por lo que se provocará la precipitación.

Los equipos de precipitación consisten en un tanque con un molinillo donde se inyecta un reactivo químico para conseguir la precipitación del residuo tóxico disuelto. Una vez que precipita se debe hacer una separación para obtener el solidó por un lado y por otro el liquido sin residuos. Si retiramos el precipitado formado la reacción visto anteriormente se desplazara hacia la izquierda.

Esta técnica se utiliza para residuos con metales. Es importante su valencia, ya que el Fe2+ es muy soluble y sin embargo el F3+ es insoluble.

3. Oxidación-reducción: Esta técnica se utiliza para residuos con restos de cianuro y cromo exavalentes. Las reacciones redox siempre consisten en una reacción y una oxidación, ya que cuando un agente se reduce otro se oxida.

Ejemplos:

• Ejm cianuro

• Trasformar Cr6+ en Cr 3+

• Pasos a seguir:

• Utilización de Ph ácidos < 2,5. Se consigue con H2SO4

• Cuando pH < 2,5 el Cr6+ se trasforma en Cr3+

• Para ayudar se adiciona un agente reductor que es el bisulfito sádico(NaHSO3)

Los equipos consisten en un tranque con un electroagitador donde se añade el residuo, ácido sulfúrico y el bisulfito sodico. Para saber cuando ha terminado la oxi-reduccion debemos fijarnos en el potencial redox. Una etapa posterior a la redox es la neutralización para de nuevo adecuar el pH el líquido.

4. Floculación- coagulación:

• Coagulación: Sirve para romper las fuerzas electrostáticas que repelen las cargas de mismo signo que impiden que se junten los coloides en suspensión y que precipiten.

• Flocular: Sirve para formar agregados una vez desestabilizadas las fuerzas que impedían la unión de los coloides.

Para que ambos procesos ocurran se han de adiciconar reactivos químicos. En coagulantes se adicionan sales de Al y Fe (Mejor aluminio ya que las de hierro dan coloración). Para la adición de estas sales el pH debe ser básico para evitar su precipitación.

Los floculantes pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Dentro de los organismos destacan los orgánicos sintéticos como son el polímero de poliacrilamida. Los floculantes y coagulantes pueden introducirse en estado solidó, disolución, emulsión y microemulstion que son los que mejor funcionan. Además en la etapa de floculación se pueden meter burbujas por abajo para recoger el floculo en la superficie del tanque.

Un ejemplo de la etapa de floculación- coagulación para un residuo toxico.

1. Neutralización para poder utilizar los coagulantes.

2. Coagulación. Se agita fuertemente para mezclar los residuos con el coagulante.

3. Floculación: Se unen los compuestos y caen por su peso.

4. Separación de floculos.

5. Intercambio iónico mediante columnas: Son columnas con sólidos con grupos funcionales cargadas con iones mono negativos. El intercambio iónico consiste en pasar un líquido con los residuos por una resina sólida de intercambio iónico de modo que se sustituya los iones de la columna por iones peligrosos del residuo.

Tema 6 TRATAMIENTO BIOLOGICO

Los tratamiento biológicos consisten en utilizar microorganismos para degradar contaminantes orgánicos de naturaleza tóxica y transfórmalos en compuestos orgánicos mas simples, menos peligrosos o inertes.

Los tratamientos físicos trasladan la contaminación entre distintas fases (liquido o gas a solidó o viceversa). El biológico junto con los químicos consigue destruir totalmente o parcialmente la peligrosidad del residuo. Cuando la destrucción es total el residuo se degrada hasta CO2 + H2O + Sales orgánicas y se conoce con el nombre de mineralización. (Es el objetivo del tratamiento biológico aunque no siempre es posible).

Los microorganismos toman los contaminantes como fuente de energía y nutrientes. No todos los componentes se pueden biodegradar, por ejemplo los metales. A veces también contamos en los residuos con inhibidores del metabolismo de microorganismos lo que impide la biodegradación.

Ventajas de la biodegradación:

• Se puede aplicar a un gran numero de familias orgánicas de residuos

• Se destruyen componentes orgánicos peligrosos transformándolos en otros menos peligrosos. Si se consigue la mineralización el producto final es CO2 y H2O.

• No se transfiere contaminante de una fase a otra, ya que es una técnica destructiva.

• Es una tecnología aceptada por la opinión publica.

• No es intrusita con el medio ambiente, y no requiere de grandes inversiones.

Inconvenientes:

• Si la degradación no es completa el compuesto intermedio generado puede ser de una mayor peligrosidad al compuesto de partida.

• Algunos compuestos inhiben la degradación microbiana. Como son los metales o altas concentración de determinados contaminantes.

• Tiempo requerido es difícil de determinar. A mayor tiempo mayor coste

• Es muy difícil controlar la velocidad de degradación por parte del microorganismos y por tanto la velocidad del tratamiento.

• Es muy difícil controlar la extensión con la que se ha actuado. Es decir no sabremos cuando ha terminado la degradación.

Microbiología de la biorremedacion:

• El contaminante se utiliza como fuente de materia y de enérgica. Los microorganismos extraen C, S, O, H y energía del residuo para la actividad microbiana.

Microorganismos

La microbiología se compone de dos procesos:

• Asimilación: Consiste en extraer todo el carbono y nutrientes que contienen el contaminante. Si el contaminante no contiene C u otros nutrientes como O N P S utilizados en la reconstrucción de la célula lo tenemos que adicionar nosotros

• Respiración: Consiste en transformar el carbono en energía para realizar las funciones celulares. Hay dos tipos de reacciones:

• Catabólicas: Proporciona bloques constructivos para general nuevas células. Es una acción de degradación de los contaminantes.

• Anabólica: Se utilizan esos bloques para generar nuevas células. Son acciones de síntesis de proteínas, ácidos que se utilizan para nuevas células.

Las reacciones catabólicas y anabólicas son reacciones bioquímicas regidas por enzimas producidas por los microorganismos las cuales actúan como catalizadores.

Proceso de biodegradación.

Se introduce el residuo en un tanque junto con nutrientes necesarios si se necesitaran para el crecimiento de los microorganismos. Este residuo se pone en contacto con una población microbiana la cual necesita energía y nutrientes que obtendrán de los residuos peligrosos a la vez que los degradan. Estas acciones pueden ser llevadas a cabo en presencia de oxigeno (Microorganismo aerobios) o en ausencia (Microorganismo anaeróbicos).

La energía de los microorganismo se saca o produce mediante reacciones redox cuando los electrones se transfieren a un aceptor. Si el aceptor final es el O2 será un proceso aeróbico. Si es un proceso anaeróbico el aceptor final será un compuesto como el Nitrato (proceso de desnitrificación) o CH4 (Metano génesis).

La mayoría de los compuestos orgánicos son biodegradables, los que no lo son se llaman recalcitrantes y aquellos que tienen una degradación lenta se denominan persistentes.

Dentro de los recalcitrantes tenemos las dioxinas y los PCB. Los compuestos persistentes suelen ser poco solubles.

Una modificación ligera de un compuesto puede modificar su degradabilidad.

Ejemplo: Cuando más halógeno es un compuesto menos degradable es.

Las fases de la degradación de microorganismos:

Para que se de la degradación el contaminante debe atravesar la pared celular del microorganismos. Una vez dentro de la célula se degrada.

Fase de latencia: Es una fase de aclimatación de los microorganismos al medio antes de comenzar a crecer. Su duración depende del medio y de los tipos de compuesto a degradar. Dependiendo de esta fase mas o menos caro será el proceso.

Crecimiento exponencial: La biomasa crece de forma exponencial a velocidad constante. La velocidad de crecimiento es superior a la de mortalidad.

Fase estacionaria: Velocidad de nacimientos es igual a la velocidad de muerte

Muerte Celular: Velocidad de muerte es superior a la velocidad de nacimiento debido a que se agota la fuente de nutrientes y energía del contaminante.

Biodegradación: los microorganismos van degradando un residuo, y si se completa se obtendrá como producto CO2 + HO2.

Debemos controlar las variables del tratamiento y la forma de degradación depende de la actividad de los microorganismos, es decir, de su actividad enzimática.

La actividad enzimática de los microorganismos.

Depende de unos factores: Aceptor final de electrones, temperatura, pH, concentración de sólidos disueltos, y optimización de concentración de nutrientes.

1. Aceptor final de electrones:

En las reacciones catabólicas que tienen lugar en este proceso existe una transferencia de electrones desde el residuo hasta el aceptor final. El residuo se oxida (cede electrones) y el aceptor final se reduce (capta esos electrones). A este proceso se le llama respiración

En función de este aceptor final de electrones la respiración puede ser aerobia o anaerobia.

Respiración aerobia. Aceptor final de electrones oxígeno.

El residuo orgánico + O2 CO2 + H2O (el contaminante orgánico se oxida a CO2 y el oxígeno se reduce a H2O. El problema es que el O2 requerido tenemos que meterlo nosotros, y eso cuesta dinero.

Respiración anaerobia: aceptor final de electrones (SO2, NO3-, CO2)

No existe O2

Cuando el aceptor final de electrones es el NO3-, el residuo se oxida a CH4 + H2 y el NO3- se reduce a N2.

Cuando el aceptor final de electrones es el SO4--, el residuo se oxida a CH4 + H2. y el SO4—se reduce a SH2.

Cuando el aceptor final de electrones es el CO2-, el residuo se oxida a CH4 + H2.

Ventajas de la respiración anaerobia en comparación con la aerobia.

No necesita oxígeno por lo que ahorramos dinero.

No genera tanta biomasa.

Al producir CH4 puedo usarlo como fuente de energía y ganar dinero.

Desventajas de la respiración anaerobia en comparación con la aerobia.

Es un proceso mucho más lento.

Se obtiene una concentración de residuo superior al final.

Los microorganismos anaerobios son más sensibles a cualquier variación de las condiciones del medio.

En definitiva, para los residuos orgánicos con elevado grado de oxidación es favorable un proceso con respiración anaerobia.

2. Temperatura.

Cualquier variación de más de 20ºC para cualquier tipo de microorganismo, implica que no realizará ningún tipo de función enzimática.

Tipos de microorganismos:

Microorganismos sicrófilos actúan de -2 a 30ºC.

Microorganismos mesófilos actúan de 20 a 45ºC.

Microorganismos termófilosactúan de 45 a 75ºC.

Si no se cumple este rango disminuye su actividad, pero pequeñas variaciones o de modo gradual de temperatura de una forma lenta, permite a los microorganismos que se aclimaten a las nuevas condiciones disminuyendo la fase de tolerancia.

3. pH.

Su intervalo óptimo es entre 6 y 8. Cuando el pH es menor de 4 o mayor de 9 se provoca la muerte celular.

Cuando estamos tratando un efluente orgánico con cloro, se acaba formando HCl, de modo que disminuye el pH.

Cuando estamos tratando un efluente orgánico con N2, se acaba formando NH4+, de modo que aumenta el pH.

Esto ocurre porque existen intermediarios que se forman antes que el CO2:

Compuesto orgánicoalcoholácidoCO2 (por ejemplo).

Por este motivo es necesario que utilice algún tipo de tampón para el medio.

4. Concentración de sólidos en disolución.

Cuando tengo muchos sólidos en disolución, los microorganismos están sometidos a una elevada presión osmótica, de modo que la célula (que tiene una membrana semipermeable…) se va deshidratando para poder igualar las presiones osmóticas, y se muere. Debemos eliminar los sólidos disueltos antes.

5. Concentración de nutrientes.

Los microorganismos están formados principalmente por C, N y P. Son las macromoléculas, y para que la población de microorganismos funcione, necesita las cantidades adecuadas para su actividad enzimática.

El carbono se encuentra siempre en exceso, pero a veces tengo que meter N (en forma de amoniaco) y P (en forma de ortonitratos: PO4---) Para poder tener al final una relación de C;N;P de 20;5;1.

Para una buena actividad también necesitamos pero en menor concentración los micronutrientes. Deben estar en una concentración de 1 parte por millón.

K, Ca, S, Fe, Mg. (a veces es necesario meterlos también).

También es necesario los elementos traza, necesarios para los microorganismos (normalmente no es necesario introducirlos). Cu, Ni, Zn y algunas vitaminas.

Tipos de sistemas biológicos.

• En función del oxígeno:

• Aerobios o anaerobios.

• En función de los microorganismos del reactor

• Microorganismos en suspensión

• Sistema de reactores secuenciales (SBR)

• Sistema convencional de lodos activados.

• Sistema de microorganismos inmovilizados

• Lecho fluidizado.

• Biodiscos.

1. Lodos activos (creo que para aerobio… aunque en realidad da lo mismo para quien sea)

Meto en un birreactor una corriente de residuo con microorganismos. En el reactor atacan al residuo orgánico y obtengo un tiempo de residencia necesario para tener dentro a mis bichos, que oscila entre 20-30 días. (los introduzco por debajo y luego agito. Cuando la edad de los lodos es menor a 20 días puedo tener 3 tipos de problemas; a) Lavado de mi sistema (se me eliminan los microorganismos), b) inestabilidad ( los microorganismos no tienen condiciones adecuadas, no están aclimatados), c) producción de microorganismos filamentosos = Bulking (los microorganismos se me pegan al residuo y la eliminación es mas costosa)).

Un nuevo método es la introducción de Carbón Activo Granulado (CAG), ya que produce la disminución de la carga orgánica del residuo orgánico, lo cual implica que primero absorbe los compuestos de difícil biodegradación y también los volátiles (los recalcitrantes también), lo único malo es que afecta a la aclimatación de los microorganismos, pero nos la trae al pairo, merece la pena.

Proceso general.

2. Reactores secuenciales discontinuos (SBR)

Son los más usados para tratamiento biológico de compuestos orgánicos, tiene más flexibilidad que los que trabajan en continuo.

En un mismo tanque mezclamos los procesos de homogeneización, tratamiento biológico y separación física. (sedimentación).

Se necesita una corriente residual continua, 2 reactores SBR en serie.

Cada reactor tiene 4 etapas; a) llenado, b) tratamiento biológico, c) sedimentación, d) vaciado.

En el primer tanque se da la etapa de llenado (porque acaba de pasarle la mierda al otro tanque) mientras que el otro va actuando sobre lo que le ha pasado el primero en las otras 3 etapas.

Es usado para hidrocarburos aromáticos policíclicos, (usamos 2 SBR, uno con un ciclo de vida de cuatro días, y el otro de 8, porque uno degrada hidrocarburos aromáticos policíclicos de alto peso molecular, y el otro de medio y bajo, de modo que lo que no puede sedimentar en uno al final lo hace en el otro, que si está preparado).

Estos hidrocarburos proceden del tratamiento de las maderas.

La ventaja de tener 2 SBR, es que cada uno ya posee las condiciones para los bichos que necesita en función de la corriente que le va a llegar de modo que es más rápido.

3. Lecho fluidizado:

Este es el sistema de mo inmovilizados, que se diferencia de los de en suspensión en que los mo están adheridos a materiales inertes, de forma que si en el reactor tengo materiales inertes cuando mete el flujo residual (con bacterias), los mo quedan adheridos a los sólidos inertes.

En estos reactores introducimos por abajo del mismo el residuo, además de aireación. Dentro también introduzco unos tubos reactores que me permitan una mezcla completa.

De esta forma conseguiremos que el mo quede retenido dentro del reactor con grandes tiempos de retención del mo, y obtengo una relación muy pequeña sustrato/mo, cuanto más pequeño sea esta relación, más fácil va a ser la biodegradabilidad.

En estos reactores es muy difícil que se produzca un desprendimiento de mo, pero si se da, tiene que recircularse de nuevo al reactor.

RP aire

A veces como inerte en el cual queden retenidos los mo utilizamos carbón activo para mejorar el proceso, puesto que este combina las propiedades de absorción del carbón con el proceso biológico descrito anteriormente.

Una vez finalizado el proceso, por arriba recojo el líquido clarificado, y la biomasa va a quedar siempre retenida en el reactor.

Los mo son una mezcla de muchos tipos diferentes de mo y tienen por lo tanto una amplia variabilidad de residuos a tratar.

4. Biodiscos: no explicado

Tratamiento anaerobio

En el tratamiento anaerobio son los mismos tipos de tanques y de tratamientos que para los aerobios pero sin usar oxigeno.

En estos tratamientos se pueden usar dos tipos de bacterias: las facultativas, que pueden trabajar tanto en presencia como en ausencia de oxigeno, y las anaerobias que solo trabajan sin oxigeno.

Los mo usados en estos procesos son de dos tipos: acidogénicos, que pasan la materia orgánica a ácidos, sobre todo el acético, y los metanogénicas, que pasan los ácidos a gases como el CH4 fundamentalmente.

Las ventajas de los procesos anaerobios frente a los aerobios:

Admiten residuos con más carga iónica, es decir, admiten una mayor carga residual. Esto es debido a que no necesito aportan O2 y no hay por lo tanto reactivos limitantes.

Genera pocos lodos

Genera CH4 que lo podemos usar como fuente de energía.

Las desventajas:

Microorganismos sensibles a variación de las condiciones ambientales (T, pH, inhibidores como metales pesados,…).

Los compuestos oxidantes son tóxicos para las bacterias anaeróbicas.

Reacciones de degradación poco conocidas.

Necesitamos sistemas que modulen la temperatura entorno a los 37ºC y mantenerla constante.

Sensibles a cambios de cualquier tipo.

Los equipos anaerobios trabajan en 2 etapas diferentes:

Acidogénesis: actúan los mo acidogénicos.

Metanogénesis: actúan los mo metanogénicos.

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Exentos de la declaración anual

Exentos de la declaración anual

T2

T1

Proceso

Tratamiento

Físico-Químico

Almacenaje/ Preparación de RP

CO2+ H2O

Contaminante

clarificado

Estabilización

inertización

Homogeneización

Tratamientos fisico-químicos

Separación de sólidos

Solidos

Reactor

Biológico.

Residuo

solidos