TRATAMIENTOS TÉRMICOSTRATAMIENTOS TÉRMICOS

TERMÓLISIS:

• Descomposición térmica sin aire

• Rompimiento de los enlaces con temperatura

• La termólisis es una tecnología que permite convertir a muchos procesos industriales lineales en cíclicos

VENTAJAS DE LA TERMÓLISISVENTAJAS DE LA TERMÓLISIS

• No genera gases contaminantes como la incineración• Permite manejar a todo tipo de orgánico con alto valor

calórico• Convierte la basura en una fuente de energía• Es posible transformar, en algunos casos, los residuos en

materia prima del proceso• Permite tratar los lodos de las plantas de tratamiento y

suelos• Los plásticos, aceites, disolventes orgánicos clorados,

hidrocarburos, materiales contaminados con otros productos se convierten en hidrocarburos ligeros limpios o carbón (negro de humo)

TRATAMIENTOS TÉRMICOSTRATAMIENTOS TÉRMICOS

PIROLISIS:• La descomposición física y química de

materiales orgánicos mediante calor en una atmósfera deficiente o libre de oxígeno

• descomposición térmica de las cadenas de carbono (compuestos orgánicos) en ausencia de oxígeno (medio reductor) y a menores temperaturas que la incineración

PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LA PIRÓLISISRENDIMIENTO DE LA PIRÓLISIS

• El residuo sólido disminuye con el aumento de la temperatura, debido al aumento en la conversión de carbono a gas

• La cantidad de agua disminuye con el aumento de la temperatura debido a reacciones con monóxico de carbono y metano

• la cantidad de aceites ligeros condensados disminuye con el aumento de la temperatura debido a reacciones de “cracking” las cuales dan productos de bajo peso molecular

• El rendimiento de los gases y el contenido calorífico aumentan con la temperatura

TIPOS DE RESIDUOSTIPOS DE RESIDUOS(PIRÓLISIS)(PIRÓLISIS)

• Materiales que son muy viscosos. Abrasivos o que varían mucho en consistencia como para ser atomizados en un incinerados

• Residuos que presentan un cambio total o parcial en sus fases durante el proceso térmico, como los plásticos

• Materiales que contienen sales o metales que se funden o volatilizan en las temperaturas de un incinerador normal

• Materiales con alto contenido de residuos, como líquidos con una concentración elevada de cenizas

• Residuos almacenados en contenedores o tambores que no pueden ser drenados

• Residuos inorgánicos volátiles a altas temperaturas como NaCl, FeCl2, Zn y Pb

SISTEMAS DE PIRÓLISISSISTEMAS DE PIRÓLISIS

Tipos de reactores que se usan en pirólisis:

• REACTOR DE EJE

• REACTOR DE HORNO ROTACIONAL

• REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO

VENTAJAS DE LA PIRÓLISISVENTAJAS DE LA PIRÓLISIS

• El volumen de desechos puede ser reducido en un 90% o mas

• No causa problemas de contaminación de aire

• Requiere pequeños espacios, resultando bajos costos de transportación

• Es factible recuperar metales, ya que los procesos de oxidación son mínimos

• Requiere de menos temperatura que la incineración, aumenta la vida de los refractarios y disminuye las necesidades de mantenimiento

• No requiere de un control de emisiones tan complejo como los incineradores

• El carácter endotérmico permite el control de proceso

• Los constituyentes recuperables quedan en la fase sólida

• Se forman vapores condensables con valor económico que se pueden recuperar, los no recuperables se usan como fuente de energía

• Residuos sólidos y líquidos pueden ser homogeneizados transformandolos a una corriente gaseosa para incineración

TRATAMIENTOS TÉRMICOSTRATAMIENTOS TÉRMICOS

INCINERACIÓN:• Destrucción de residuos por medio de un

proceso térmico• Consiste en la quema de materiales en presencia

de oxigeno, mediante una flama controlada, en una cámara cerrada (compartimento)

• No destruye los compuestos inorgánicos, tales como sales o metales y tampoco los compuestos de carbón que no contiene hidrógeno

ETAPAS DE LA INCINERACIÓNETAPAS DE LA INCINERACIÓN

• Los residuos son alimentados al incinerador ya sea por carga manual o automática

• Los residuos son incinerados o quemados, destruyendo sus compuestos orgánicos generando productos residuales en forma de cenizas y gases

• La ceniza es recolectada, enfriada y removida del incinerador

• Los gases se enfrían, se limpian y son liberados a la atmósfera a través de la chimenea

VARIABLES PARA EL CONTROL DE VARIABLES PARA EL CONTROL DE LA INCINERACIÓNLA INCINERACIÓN

• Temperatura de operación de la combustión

• Tiempo de residencia de los residuos en la cámara de combustión

• Turbulencia, para el mezclado óptimo del residuo con el aire

• Cantidad de oxígeno disponible en la zona de combustión

TIPOS DE INCINERADORESTIPOS DE INCINERADORES

• De Inyección Líquida ( líquidos bombeables y gases residuales)

• Horno Rotatorio (todo tipo de residuos)

• Lecho Fluidizado (líquidos o lodos)

• Hogar Múltiple (lodos)

• Hogar Fijo (desperdicios industriales y materiales peligrosos)

VENTAJAS DE LA VENTAJAS DE LA INCINERACIÓNINCINERACIÓN

• Se aplica a una gran variedad de residuos (líquidos, sólidos y lodos), independientemente o combinados.

• Su eficiencia de remoción es alta (hasta 99.99% o más).• Posibilidad de recuperar calor y gases.• Destrucción de contaminantes con producción de productos

terminales como CO2 y agua.

• Los residuos terminales de la incineración (cenizas y gases) cumplen los requisitos para una disposición final, ya que la mayoría de los casos los residuos se encuentran estabilizados.

• Reduce el volumen y peso de los residuos a una fracción pequeña del volumen original, sobre todo a los residuos de alta carga orgánica.

LIMITACIONES DE LA LIMITACIONES DE LA INCINERACIÓNINCINERACIÓN

• Un alto contenido de humedad afecta los requerimientos de energía

• Genera gases que son liberados a la atmósfera propiciando una fuente de contaminación.

• Los intervalos de temperatura requeridos son altos (900 °C a 1, 400 °C), lo cual implica un control riguroso de la misma.

• Se puede requerir energía adicional.• Los subproductos de la incineración requieren

tratamiento específico: humos escorias y cenizas (residuos peligrosos).

LIMITACIONES DE LA LIMITACIONES DE LA INCINERACIÓNINCINERACIÓN

• La energía calorífica producida en la incineración, no puede ser almacenada por largos periodos de tiempo

• El control los gases y vapores emitidos (NOx y Dioxinas entre otros) requiere equipo adicional, por lo que eleva su costo.

• Se requiere personal altamente capacitado.• La mayoría de los residuos organoclorados no deben

ser incinerados, tal es el caso de los bifenilos policlorados, DDT, dioxinas, furanos, etc. debido a que requiere de altas eficiencias de remoción (hasta 99.9999 %)

TRATAMIENTOS TÉRMICOSTRATAMIENTOS TÉRMICOS

POR INFRARROJO

• Se genera radiación infrarroja y se tratan los gases con tiempos de reacción adecuados. Se logra quemarlos transformándolos a cenizas, soluciones acuosas y gases de combustión que se filtran.

VITRIFICACIÓN• Es usado para inmovilizar los

componentes peligrosos de los residuos y transformar el comportamiento químico y físico de los mismos. La destrucción es lograda en una cámara de reacción a altas temperaturas y sin oxígeno que permiten reducir los compuestos a sus estados elementales o moléculas reducidas.

TRATAMIENTOS FÍSICOS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOSQUÍMICOS

OXIDACIÓN CON AIRE HUMEDO

• Rompe los enlaces presentes en los compuestos orgánicos e inorgánicos oxidables, ya sea que se encuentren como sólidos en suspensión o disueltos. Lodos de plantas de tratamiento y para reactivar el carbón activado que ha perdido su capacidad de adsorción.

EXTRACCIÓN QUÍMICA

• Extracción de contaminantes con diferentes disolventes no polares o polares, incluyendo agua. Se obtienen tres fases: la orgánica, la acuosa y la sólida. No para materiales que contienen metales pesados o componentes inorgánicos. Se necesita un pretratamiento para que puedan manejarse los lodos con bomba.

TRATAMIENTOS FÍSICOS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOSQUÍMICOS

TRATAMIENTO QUÍMICO• Se realiza en la propia planta

industrial, utilizando disolventes. Una vez extraídos los contaminantes se llevan a cabo diversas reacciones para estabilizarlos, entre ellos neutralizaciones. Residuos que contienen hidrocarburos halogenados o no halogenados, bifenilos policlorados y iones metálicos. Puede utilizar nutrimentos para microbianos

LAVADO DE SUELOS• Extrae contaminantes de

matrices sólidas con capacidad de adsorción a través de mecanismos como el de intercambio (suelos, sedimentos, etc.) utilizando un medio líquido que es una mezcla de disolventes orgánicos, agua, agentes quelatantes y surfactantes, ácidos o bases; de acuerdo con el contaminante a remover.

TRATAMIENTOS FÍSICOS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOSQUÍMICOS

REFLUJO DE LOS SUELOS• Consiste en inyectar un

disolvente o una solución surfactante al suelo directamente en el terreno contaminado y recuperar por bombeo el lixiviado. Se requiere de pozos de extracción en la zona contaminada, pozos de reinyección y un tratamiento para las aguas que contienen los contaminantes, y que son bombeadas. Orgánicos volátiles

DECLORINACIÓN CON GLICOLATO

• Se utiliza polietilen glicolato de potacio para eliminar los halógenos de ciertos tipos de orgánicos clorinados en líquidos, sólidos y lodos contaminados con orgánicos. Se a´plica para aceites con dioxinas y diesel que contiene PCB, dioxinas y clorobencenos para convertirlos en materiales de menor toxicidad.

TRATAMIENTOS FÍSICOS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOSQUÍMICOS

ELIMINACIÓN TÉRMICA A BAJAS TEMPERATURAS

• Elimina compuestos volátiles

orgánicos de los residuos. Con un flujo de aire a temperaturas adecuadas se volatilizan los compuestos orgánicos que son atrapados en filtros de carbón o enviados a sistemas térmicos de mayor temperatura. Se usa para descontaminar suelos y otros materiales similares de orgánicos

TRATAMIENTO AL VACIO Y EXTRACCIÓN POR VAPOR

• Se utiliza para remover compuestos orgánicos en suelos y materiales similares. Se requieren establecer pozos para realizar el vacío, para monitorear y bombas adecuadas. Se recuperan los vapores y se envían a un filtro de carbón o un sistema térmico para su destrucción

TRATAMIENTOS FÍSICOS Y TRATAMIENTOS FÍSICOS Y QUÍMICOSQUÍMICOS

ESTABILIZACIÓN/SOLIDIFICACIÓN

• Se aplica a sólidos, líquidos y lodos. La estabilización (no necesariamente para obtener compuestos estables desde un punto de vista termodinámico) se puede realizar in situ o en tanques o en contenedores donde se realizan las reacciones que disminuyen la movilidad de las especies peligrosas. Obtener un sólido que no lixivie.

OXIDO REDUCCIÓN QUÍMICA• Se utiliza para estabilizar

materiales oxidantes o reductores y también sustancias que al oxidarse o reducirse pierden su peligrosoidad. Se aplica a cianuros, cromatos y otros metales susceptibles a precipitar a pH básicos. Oxidantes: cloro gaseoso, permanganatos; reductores: sulfitos, metales alcalinos.

TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN TECNOLOGÍAS DE CONVERSIÓN BIOLÓGICABIOLÓGICA

PROCESOS BIOLÓGICOS• COMPOSTAJE AEROBIO• DIGESTIÓN ANAEROBIA DE

SÓLIDOS EN BAJA CONCENTRACIÓN

• DIGESTIÓN ANAEROBIA DE SÓLIDOS EN ALTA CONCENTRACIÓN

• DIGESTIÓN ANAEROBIA DE SÓLIDOS EN ALTA CONCENTRACIÓN/ COMPOSTAJE AEROBIO

PRINCIPIOS BIOLÓGICOS

• Las necesidades nutricionales de los microorganismos

• El tipo de metabolismo microbiano, según la necesidad de oxígeno molecular

• Los tipos de microorganismos importantes en la conversión de residuos sólidos

• Los requisitos ambientales

• Las transformaciones aerobias y anaerobias

• La selección de procesos

COMPOSTAJE AEROBIO VS COMPOSTAJE AEROBIO VS DIGESTIÓN ANAEROBIADIGESTIÓN ANAEROBIA

Características aerobio anaerobio

Uso energético Consumidor neto Productor neto

Productos finales Humus, CO2, H2O Fangos, CO2, CH4

Reducción de volumen Hasta el 50% Hasta el 50%

Tiempo de procesamiento 20-30días 20-40 días

Objetivo primario Reducción de vol. Producción de energía

Objetivo secundario Prod. de compost Reducción de volumen,

estabilización de residuos