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Ingeniería ambiental

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Tratamiento de aguas residuales, efluentes y aire al servicio del Medio Ambiente

Un método más económico y eficaz para depurar aguas residuales

31752zb23Distintas entidades de almería investigan un método más económico y eficaz para la depuración de aguas residuales

En dichas pruebas se integrarán, de forma pionera, procesos químicos y biológicos que permitirán eliminar aquellos tóxicos más persistentes, como plaguicidas, residuos industriales o fármacos.

La Plataforma Solar de Almería (PSA), el Centro de Investigación en Energía Solar (CIESOL), y la UAL son
los organismos que han puesto en marcha el proyecto.
Las tres entidades han decidido unir sus trayectorias investigadoras para buscar alternativas a las ya existentes, con el fin de desarrollar soluciones que resulten más viables desde el punto de vista económico y ambiental. Así, el denominado proyecto de excelencia Fotomem, correspondiente a la convocatoria de 2008 e incentivado por la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa con 291.923 euros, es el tercer estudio nacional en el que participan de forma conjunta.

El grupo interdisciplinar, procedente en su mayoría del Departamento de Ingeniería Química de la UAL, pretende diseñar y construir un sistema integrado fotocatálisis-biológico a escala de planta piloto. El reto sería combinar la fotocatálisis solar (detoxificación de aguas mediante la aplicación de luz ultravioleta) y la depuración biológica (la que emplea fangos adaptados a la naturaleza química de los contaminantes).

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Tratamiento de COV, emisiones de compuestos orgánicos volátiles

tratamiento de covEl tratamiento de COV es una problemática que se da en numerosos sectores industriales. Las opciones de tratamiento son diversas y su elección depende de factores como el caudal, concentración de COV y su composición.

Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son todos aquellos compuestos orgánicos que a temperatura ambiente o bien se encuentran en estado gas o bien son líquidos muy volátiles. Formalmente se considera como COV todo compuesto orgánico que a 20ºC tenga una presión de vapor igual o mayor de 0.01 kPa, o una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso. Los COV suelen tener menos de doce átomos de carbono en su cadena y contienen otros elementos como oxígeno, flúor, cloro, bromo, azufre o nitrógeno.

El número de COV diferentes supera el millar, pero los más abundantes en el aire son metano, tolueno, n butano, i-pentano, etano, benceno, n-pentano, propano y etileno. Estos compuestos se generan en todos aquellos procesos industriales en los que se utilizan disolventes orgánicos (como el acetaldehído, el benceno, la anilina, el tetracloruro de carbono, el 1,1,1,-tricloroetano, la acetona, el etanol, etc.). Las actividades donde es posible que se produzcan emisiones de COV son muy numerosas, perteneciendo generalmente a los siguientes sectores industriales:

  • Industria siderúrgica.
  • Industria del plástico.
  • Industria alimentaria.
  • Industria de la madera.
  • Industria de las pinturas, barnices y lacas.
  • Industria ganadera.
  • Industria farmacéutica.
  • Industria cosmética.

Con respecto a su peligrosidad en relación a la salud de las personas y a los efectos nocivos sobre el medio ambiente, los COV se clasifican en 3 grupos:

  • Compuestos extremadamente peligrosos para la salud: el benceno, el cloruro de vinilo y el 1,2 dicloroetano.
  • Compuestos clase A: los que pueden causar daños significativos al medio ambiente, como por ejemplo: el acetaldehído, la anilina, el tricloroetileno, etc.
  • Compuestos clase B: tienen menor impacto en el medio ambiente. Pertenecen a este grupo, entre otros, la acetona y el etanol.

Existen COV que por sí solos destruyen la capa de ozono estratosférico, como es el caso del tetracloruro de carbono. Además, todos los COV, en combinación con los óxidos de nitrógeno y la luz solar, son precursores del ozono a nivel de suelo (ozono tropósferico) que es muy perjudicial para la salud al provocar daños respiratorios severos. Este efecto es conocido con el nombre de smog fotoquímico y se muestra como una niebla de color marrón – gris en las grandes urbes que suelen ser soleadas y que tienen emisiones de COV y óxidos de nitrógeno.

Por todas estas razones, la legislación europea vigente establece límites cada vez más restrictivos para la emisión de estos compuestos. Así, en las actividades industriales susceptibles de generar COV se deberá controlar las emisiones y, cuando sea necesario, tratarlas eficientemente. Existen diferentes técnicas viables para la depuración de las emisiones de COV, entre las cuales las más utilizadas son las siguientes:

Oxidación avanzada de la fase gas (GPAO): esta técnica consta de 4 etapas. En la primera etapa, el aire a tratar se somete a un proceso de absorción en agua y ozono. Los gases solubles que se disuelven en el agua son oxidados por el ozono a CO2. En la etapa 2, a los gases resultantes de la etapa 1 se les añade ozono y la mezcla se irradia con luz ultraviolada de alta intensidad. El ozono se transforma en radicales OH, los cuales son extremadamente reactivos con los VOC. Fruto de la oxidación se produce un aerosol de partículas, las cuales son separadas en la etapa 3 mediante un precipitador electroestático. El aire resultante, que es libre de VOC y de olores, puede ser liberado a la atmosfera. Finalmente, en la etapa 4 se transforma el ozono sobrante en oxigeno mediante un catalizador.

Se trata de una técnica robusta para una gran variedad de COV, idónea para caudales bajos, con bajo coste operativo y con una alta eficiencia energética.

Oxidación térmica regenerativa (RTO): este proceso se lleva a cabo en el interior de torres rellenas de material cerámico en el que se produce la oxidación de los contaminantes a 750 ºC. El sistema presenta una eficiencia térmica superior al 95% por lo que el consumo de gas para mantener la temperatura es bajo.

Es una técnica muy versátil en cuanto al caudal a tratar (1.000-100.000 Nm3/h), ideal para casos con una concentración de VOC media-alta y óptima para una gran variedad de COV.

Oxidación catalítica regenerativa (RCO): este proceso es similar a la RTO pero la presencia de un catalizador en la cámara de combustión permite operar a temperaturas inferiores, del orden de 300-350 ºC. El sistema presenta una eficiencia térmica superior al 98% y no consume gas cuando se alcanza el punto autotérmico.

Se trata de una técnica idónea para caudales de aire bajos o medios (1.000-30.000 Nm3/h) y para concentraciones de COV medias o bajas, que presenta un bajo coste operativo.

Rotoconcentrador de Zeolita + RTO: esta técnica se basa en el funcionamiento de una rueda con un material poroso (Zeolita) en la que mediante un proceso de adsorción se acumulan los COV para obtener una mayor concentración. Posteriormente los COV se tratan en una unidad de oxidación térmica regenerativa (RTO).

Es una técnica ideal para tratar grandes caudales de aire que contengan bajas concentraciones de COV.

Así pues, dada la peligrosidad para las personas y el medio ambiente, las emisiones que puedan contener COV deben ser controladas y, si es necesario, tratadas. Para ello se deberá implementar la técnica que en las condiciones particulares de cada caso resulte más idónea en función de diferentes parámetros como el caudal a tratar, la concentración de COV, las condiciones de operación, etc.

Caso: Solución a un problema de aguas residuales en Freixenet

cavaDesde el departamento de medio ambiente de Freixenet se observa que, como consecuencia del proceso de producción de cava en la planta de Freixenet, se estaban generando un total de 1.250 m3/semana de aguas residuales. A raíz de está problemática, FREIXENET se propone buscar una solución para el reciclado de aguas residuales, obteniendo un vertido semanal a colector con una DQO siempre por debajo del límite de vertido (1500 mg/l DQO).

Los estudios del proyecto a nivel de laboratorio diagnosticaron que las aguas residuales eran fácilmente biodegradables. Tras realizar con éxito diferentes pruebas mediante una planta piloto biocarb de 1.800 litros de volumen, Condorchem Ibérica propone la instalación de tres reactores biológicos biocarb de 25 m3 dispuestos en paralelo para depurar el vertido generado en FREIXENET (178.5 m3/día + 10,7 m3/día de contra lavados = 7.88 m3/hora), consiguiendo gracias a esta solución cumplir con los objetivos fijados por la compañía, y también por la legislación vigente.

La instalación biocarb ofreció a Freixenet otra ventaja adicional: una solución modular que permitiría su futura ampliación en caso de ser necesaria, tanto por una mayor exigencia legislativa, como por incrementos en el caudal de vertido.

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PNIR 2008-2015

reciclarA finales del pasado 2008 el Consejo de Ministros aprobó definitivamente el texto del Plan Nacional Integrado de Residuos 2008-2015.

El Plan tiene como principales objetivos frenar el crecimiento en la generación de residuos, erradicar el vertido ilegal, fomentar la prevención y la reutilización, consolidar el reciclado y su valoración, así como completar las infraestructuras de gestión de residuos y mejorar su funcionamiento.

El nuevo plan se desarrolla al amparo de la nueva Directiva Marco de Residuos de la UE y recoge algunas de las consideraciones presentadas en esta Directiva, como las relativas a la valorización energética y a la jerarquía de residuos, dejando abierta una revisión bianual del plan para ir adaptándolo a las necesidades que de la aplicación de la Directiva Marco de Residuos se deriven. Dicha revisión se hará de acuerdo a los objetivos de valorización energética, que se revisarán en concordancia con la futura Ley de eficiencia energética y energías renovables y el Plan de energías renovables.

Entre los residuos a tratar quedan incluidos tanto los residuos domésticos y similares (urbanos de de origen domiciliario), como los residuos con legislación específica (peligrosos, vehículos y neumáticos fuera de uso, pilas y acumuladores, aparatos eléctricos y electrónicos, residuos de construcción y demolición, y lodos de depuradoras), suelos contaminados y el tratamiento de residuos industriales no peligrosos y los agrarios. También contempla la reducción de vertidos de residuos biodegradables.

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