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- 2. Utilización del tratamiento biológicoUtilización del tratamiento biológico Tratamiento biológico de residuos orgánicos:Tratamiento biológico de residuos orgánicos: - optimiza un proceso natural- optimiza un proceso natural - usa microorganismos omnipresentes (ej bacterias,- usa microorganismos omnipresentes (ej bacterias, hongos)hongos) - requiere un control de la temperatura y un- requiere un control de la temperatura y un equilibrio nutritivoequilibrio nutritivo - puede ser aerobio o anaerobio- puede ser aerobio o anaerobio En el tratamiento de residuos peligrosos se utiliza para:En el tratamiento de residuos peligrosos se utiliza para: - residuos orgánicos con pequeñas concentraciones- residuos orgánicos con pequeñas concentraciones de contaminantes ej. lodosde contaminantes ej. lodos
- 3. Factores que influyen en elFactores que influyen en el tratamiento biológicotratamiento biológico Adecuación del residuo:Adecuación del residuo: - composición- composición - forma física- forma física - pH- pH - El tratamiento biológico es únicamente apropiado para- El tratamiento biológico es únicamente apropiado para los residuos orgánicos con toxicidad relativamentelos residuos orgánicos con toxicidad relativamente bajabaja - No es un 100 % eficaz en la eliminación del material- No es un 100 % eficaz en la eliminación del material orgánicoorgánico
- 4. Condiciones del procesoCondiciones del proceso Los procesos de tratamiento biológico requieren unLos procesos de tratamiento biológico requieren un control de :control de : - la temperatura- la temperatura - la humedad- la humedad - el pH- el pH - nivel de ventilación- nivel de ventilación - inhibidores, como los metales- inhibidores, como los metales - nutrientes- nutrientes
- 5. En condiciones apropiadas- es decir: deEn condiciones apropiadas- es decir: de temperatura, humedad y pH - el tratamientotemperatura, humedad y pH - el tratamiento biológico es:biológico es: - Eficaz- Eficaz - Tolerante a cambios en la composición- Tolerante a cambios en la composición del residuo - estos cambios puedendel residuo - estos cambios pueden causar un período corto de inactividad,causar un período corto de inactividad, pero no parar el procesopero no parar el proceso
- 6. Alcance del uso del tratamientoAlcance del uso del tratamiento • El tratamiento de aguas residuales constituye laEl tratamiento de aguas residuales constituye la aplicación más común de tratamiento biológico ejaplicación más común de tratamiento biológico ej para industrias de fabricación y reciclaje depara industrias de fabricación y reciclaje de papel, la industria alimenticia, curtidurías y lapapel, la industria alimenticia, curtidurías y la industria farmacéutica y para los lixiviados enindustria farmacéutica y para los lixiviados en vertederosvertederos También para:También para: • Bio-remediación in situ del suelo contaminadoBio-remediación in situ del suelo contaminado • Tratamiento en fase de mezclaTratamiento en fase de mezcla • Tratamiento del sueloTratamiento del suelo • Co- compostajeCo- compostaje
- 7. Tratamiento in situ vs tratamientoTratamiento in situ vs tratamiento fuera de la plantafuera de la planta • Para los residuos peligrosos, la mayoría dePara los residuos peligrosos, la mayoría de los procesos adecuados son de tratamientolos procesos adecuados son de tratamiento in situin situ • Para las aguas residuales, tratamientoPara las aguas residuales, tratamiento central - pero requiere la pre- segregacióncentral - pero requiere la pre- segregación de efluentes tóxicosde efluentes tóxicos
- 8. Proceso típico de tratamiento deProceso típico de tratamiento de aguas residualesaguas residuales Pre-tratamientoPre-tratamiento ej tratamientoej tratamiento físico/químico,físico/químico, separación deseparación de sólidossólidos TratamientoTratamiento Tratamiento biológicoTratamiento biológico ej aerobio/anaerobioej aerobio/anaerobio en suspensión/unidoen suspensión/unido discontinuo/continuodiscontinuo/continuo Post-tratamientoPost-tratamiento ej filtración,ej filtración, absorciónabsorción Descarga deDescarga de efluente limpioefluente limpio BIOREACTORBIOREACTOR
- 9. Tratamiento de aguas residuales -Tratamiento de aguas residuales - fase líquidafase líquida • Proceso organizado en etapasProceso organizado en etapas • Debe cumplir los límites de descargaDebe cumplir los límites de descarga • Los datos recogidos tienen que demostrar elLos datos recogidos tienen que demostrar el cumplimientocumplimiento • Son predecibles las variaciones en laSon predecibles las variaciones en la composicióncomposición • Empleo de un medio fijo o acuosoEmpleo de un medio fijo o acuoso • Podría requerir tratamientos complementarios / dePodría requerir tratamientos complementarios / de acabado ej lagunas, carbono activoacabado ej lagunas, carbono activo
- 10. Tratamiento de aguas residuales -Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 1: lechos de filtro bacterialEjemplo 1: lechos de filtro bacterial • Medios fijosMedios fijos • Proceso estableProceso estable • Adecuado para amplias descargas de efluenteAdecuado para amplias descargas de efluente • Conveniente para efluentes con altas cargasConveniente para efluentes con altas cargas orgánicas ej la industria conservera, industriaorgánicas ej la industria conservera, industria del azúcardel azúcar
- 11. Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 2: lodoTratamiento de aguas residuales - Ejemplo 2: lodo activadoactivado Extensamente usado ej refinerías, fábricas de conservas,Extensamente usado ej refinerías, fábricas de conservas, productos farmacéuticosproductos farmacéuticos Conveniente para aguas residuales, residuos peligrososConveniente para aguas residuales, residuos peligrosos acuosos con < 1 % de sólidos en suspensiónacuosos con < 1 % de sólidos en suspensión - La bacteria se agrega a los coágulos en- La bacteria se agrega a los coágulos en flotaciónflotación - La recirculación asegura una carga- La recirculación asegura una carga bacterial constantebacterial constante - Proceso flexible pero más sensible que- Proceso flexible pero más sensible que los lechos de filtro bacteriallos lechos de filtro bacterial - El bioreactor necesita una mezcla eficaz- El bioreactor necesita una mezcla eficaz
- 12. Tratamiento de aguas residuales -Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 3: lagunasEjemplo 3: lagunas • Cuencas de agua profundas e impermeables usadasCuencas de agua profundas e impermeables usadas para la degradación de los componentes del efluentepara la degradación de los componentes del efluente • Dependen de la acción de la bacteria, algas oDependen de la acción de la bacteria, algas o vegetación acuáticavegetación acuática • Proceso de bajo costeProceso de bajo coste • Conveniente para aguas residuales con contenidoConveniente para aguas residuales con contenido orgánico bajoorgánico bajo • No conveniente para residuos con componentesNo conveniente para residuos con componentes principalmente químicosprincipalmente químicos • A menudo usado como etapa de pretratamientoA menudo usado como etapa de pretratamiento
- 13. Tratamiento de fase de mezclaTratamiento de fase de mezcla Utilizado para residuos sólidos, lodos o suelosUtilizado para residuos sólidos, lodos o suelos contaminadoscontaminados Se necesita mezclar bien para:Se necesita mezclar bien para: - homogeneizar la masa- homogeneizar la masa - descomponer las partículas sólidas- descomponer las partículas sólidas - oxigenar- oxigenar - aumentar el contacto con los microorganismos- aumentar el contacto con los microorganismos Degrada los residuos más rápidamente, necesita menosDegrada los residuos más rápidamente, necesita menos suelo que el tratamiento de fase sólidasuelo que el tratamiento de fase sólida Empleo potencial con corrientes de residuos adicionalesEmpleo potencial con corrientes de residuos adicionales ej residuos de conservación de madera, residuos deej residuos de conservación de madera, residuos de refinería de petróleorefinería de petróleo
- 14. Tratamiento del suelo - faseTratamiento del suelo - fase sólidasólida• Implica la descarga uniforme de residuos en un sueloImplica la descarga uniforme de residuos en un suelo preparado, a un ritmo controladopreparado, a un ritmo controlado • Tiene como objetivo la degradación de los componentesTiene como objetivo la degradación de los componentes orgánicosorgánicos • Elimina otros componentes de residuos ej sólidosElimina otros componentes de residuos ej sólidos suspendidos, metales pesadossuspendidos, metales pesados • Proceso de tratamiento puro- el suelo NO es convenienteProceso de tratamiento puro- el suelo NO es conveniente para el cultivopara el cultivo Conveniente para:Conveniente para: • lodos oleosos y aceites residualeslodos oleosos y aceites residuales • lodos orgánicos y líquidoslodos orgánicos y líquidos • extensamente usado en EE. UU por la industria del petróleoextensamente usado en EE. UU por la industria del petróleo • también adecuado para tratar residuos provenientes deltambién adecuado para tratar residuos provenientes del tratamiento de la madera ej conservantes como creosote,tratamiento de la madera ej conservantes como creosote, pentaclorofenolpentaclorofenol
- 15. Co-compostaje - fase sólidaCo-compostaje - fase sólida Mezcla de residuos peligrosos con sólidos biodegradablesMezcla de residuos peligrosos con sólidos biodegradables que actúan como:que actúan como: - ingredientes para carga - para crear espacios vacíos para el paso de aire- ingredientes para carga - para crear espacios vacíos para el paso de aire - fuente termal - por descomposición biológica- fuente termal - por descomposición biológica Por lo general, requiere dos materiales diferentes como:Por lo general, requiere dos materiales diferentes como: -- unun buen ingrediente para carga son las virutas de madera son unabuen ingrediente para carga son las virutas de madera son una fuente termal insuficientefuente termal insuficiente - una buena fuente termal es la melaza seca ,es un ingrediente para carga- una buena fuente termal es la melaza seca ,es un ingrediente para carga insuficienteinsuficiente El proceso se produce:El proceso se produce: - en hileras , adecuadas para garantizar una aireación adecuada- en hileras , adecuadas para garantizar una aireación adecuada - en montones estáticos donde el aire es forzado o absorbido a través del- en montones estáticos donde el aire es forzado o absorbido a través del materialmaterial - en naves que ofrecen un mayor control sobre el procedimiento /- en naves que ofrecen un mayor control sobre el procedimiento / contención de VOCcontención de VOC Usado para:Usado para: -- suelos contaminados con alquitrán de hullasuelos contaminados con alquitrán de hulla - para sedimentos y suelos contaminados con TNT- para sedimentos y suelos contaminados con TNT
- 16. Bio- remediación in situBio- remediación in situ
- 17. Amontonamiento del sueloAmontonamiento del suelo - fase sólida- fase sólida
- 18. Usos emergentes de tratamiento biológico
- 20. Capítulo 6.3 SumarioCapítulo 6.3 Sumario
Notas del editor
- Diapositiva 2 Utillización del tratamiento biológico Los procesos de tratamiento biológico usan los procesos naturales de los organismos vivos omnipresentes. Durante la biodegradación, la actividad microbiana &apos;recicla&apos; moléculas orgánicas. Este proceso continuo es fundamental para el tratamiento biológico. Los procesos de tratamiento biológico son ampliamente conocidos y extensamente utilizados para residuos orgánicos, pero principalmente para los no peligrosos. Sin embargo, se usan para algunos residuos orgánicos peligrosos, en particular, para aquéllos con bajas concentraciones peligrosas. En asociación con los residuos sólidos, la acción biológica ocurre de forma natural en los vertederos y procesos de compostaje y este proceso natural es impulsado y optimizado en las instalaciones de tratamiento biológico mediante el control de la temperatura, el suministro nutritivo y el pH. Diferentes acciones microbianas tienen lugar en condiciones aerobias (o ricas en oxígeno) y anaerobias (o con escaso oxígeno), siendo estas últimas un modo común de tratar el lodo de las aguas residuales y los fangos de animales en todo el mundo. La degradación aerobia se puede presentar a temperaturas y gamas de humedad más elevadas que los procesos anaerobios, debido a la bacteria del metano. Los procesos aerobios pueden ser sistemas abiertos o contenidos y los sistemas aerobios en contenedores son cada vez más utilizados para residuos sólidos; sin embargo, el tratamiento anaerobio es generalmente utilizado para residuos líquidos y se realiza en contenedores sellados o en lagunas cubiertas. Muchas industrias con corrientes de residuos orgánicos usan técnicas de digestión anaerobias como una etapa de pretratamiento, para reducir gastos de eliminación de lodos (mediante la reducción de sólidos volátiles) y controlar los olores, con la ventaja adicional - en algunos casos - de obtención de metano, que puede ser usado para cubrir las necesidades de energía locales.
- Diapositiva 3 Factores que influyen en el tratamiento biológico Hay una serie de factores que influencian la opción de tratamiento biológico de residuos. Entre ellos, la adecuación de los residuos es el más importante: sólo los residuos orgánicos pueden ser tratados. La forma del residuo es también relevante: por ejemplo, los procesos biológicos no pueden ser usados para residuos secos como polvos, sin añadir humedad que sirva de base a la actividad microbiana. Los residuos deben tener un pH entre pH 5-10. Un factor clave que influye en la adecuada selección de un método de tratamiento biológico, es la capacidad para garantizar el contacto compatible entre los componentes orgánicos de los residuos y la población microbiana. Es casi siempre posible encontrar una bacteria u otros microbios que se adecúen a un determinado tipo de residuo, pero podría tratarse de bacterias especiales y no una de las omnipresentes, requiriéndose la contención de dicha bacteria. Por ejemplo, es posible seleccionar una flora bacteriana capaz de sobrevivir en el efluente de las curtidurías, que son ricas en sales de azufre y cromo, tóxicos notorios para la mayoría de las bacterias. La bacteria especialmente identificada es capaz de limpiar los efluentes con eficacia, algo que es imposible en el caso de una bacteria omnipresente. El tratamiento biológico no es conveniente para todos los residuos, sólo para los residuos orgánicos con una toxicidad relativamente baja. El proceso nunca puede resultar el 100 % eficaz en la eliminación de la materia orgánica. El número de bacterias activas depende de las sustancias nutritivas y, cuando los niveles nutritivos disminuyen, el número de bacterias también se reduce. Por consiguiente, una eficiencia del 95 %, es generalmente considerada como el límite máximo para un proceso de tratamiento biológico.
- Diapositiva 4 Condiciones del proceso Los procesos de tratamiento biológico deben ser llevados a cabo dentro del intervalo correcto de temperatura, con un apropiado nivel de humedad, acidez o alcalinidad y con el adecuado nivel de ventilación. - Límites de temperatura - para que una determinada bacteria pueda sobrevivir, la temperatura debe estar dentro de un intervalo apropiado. Estos intervalos se denominan generalmente gamas mesófilas (30-40 Cº) y termófilas (45-55 Cº). - Una humedad mínima es siempre necesaria, pero otros aspectos, como la ventilación, influencian el nivel de humedad necesario. En el tratamiento de aguas residuales, que es la aplicación más común del tratamiento biológico, los niveles de humedad mínimos no constituyen una preocupación - La capacidad de las diferente especies microbianas para descomponer los residuos orgánicos, depende en gran parte del pH del medio. Los metanógenos operan entre pH 6 y pH 8. Cuando existe un riesgo de cambio de acidez, es aconsejable medir y controlar el pH con regularidad. - Los procesos aerobios sólo pueden darse en presencia de oxígeno libre, generalmente el oxígeno del aire. Para la descomposición anaerobia, el oxígeno es un inhibidor. La bacteria más común inhibida por el oxígeno es el agente patógeno del tétanos, de ahí la razón por la cual las heridas deben ser siempre aireadas. - Los procesos biológicos pueden ser afectados desfavorablemente por la presencia de inhibidores como metales ( cobre, plata) o sustancias químicas como los pesticidas que pueden resultar tóxicos para la bacteria.
- Diapositiva 5 Ventajas del tratamiento biológico de residuos Una ventaja principal del tratamiento biológico consiste en que, una vez que las condiciones necesarias previas de temperatura, humedad y gama de pH conveniente han sido cumplidas, el tratamiento biológico de residuos es muy tolerante a cambios en la composición del residuo y el proceso es continuo y eficaz. Con un método de tratamiento químico, las medidas deben ser aplicadas con alta precisión, pero los organismos vivos del tratamiento biológico son capaces de regular su actividad según la composición del medio. Las intervenciones para mantener la eficiencia de la planta podrían implicar simplemente , por ejemplo, ajustar un nuevo tiempo en bomba de circulación. Los cambios en la composición de la materia prima (ej la dilución o la presencia de nuevas sustancias biodegradables) pueden causar un período de inactividad, generalmente corto, pero no parar el proceso.
- Diapositiva 6 Alcance del uso del tratamiento El tratamiento de aguas residuales es la aplicación más utilizada del tratamiento biológico en la gestión de residuos, principalmente para aguas residuales municipales, pero también para aguas residuales industriales de una serie de industrias como industria papelera, alimenticia, curtidora y farmacéutica. Después del tratamiento del efluente, las aguas residuales de industrias agrícolas y alimenticias dejan generalmente residuos sólidos (lodos) que deben ser procesados en el futuro para transformarlos en fertilizantes, o tratarlos antes de ser depositados en los vertederos autorizados donde no existe ningún tratamiento para los fertilizantes. La lixiviación en vertederos es otra aplicación frecuente de los métodos de tratamiento biológico de las aguas residuales. Las diapositivas 8-12 tratan el tratamiento de aguas residuales. El tratamiento en fase de mezcla está siendo probado para utilizarlo con residuos más peligrosos. (Observar la diapositiva 13) El tratamiento del suelo - la mezcla de los residuos con suelos superficiales y la utilización de procesos naturales para degradar e inmovilizar los componentes de residuos - también es usado. (Consultar la diapositiva 14) Otra técnica es el co-compostaje de pequeñas cantidades de residuos peligrosos con otros residuos orgánicos sólidos. (Mirar la diapositiva 15) La bio-remediación in situ es utilizada para tratar el suelo contaminado cuando existe contaminación orgánica. La contaminación más común del suelo es causada por los hidrocarburos y los procesos biológicos constituyen a menudo el método más fácil y más barato de tratamiento, aunque puedan implicar períodos largos. (Observar la diapositiva 16)
- Diapositiva 7 Tratamiento in situ vs tratamiento fuera de la planta Como se ha comentado anteriormente, la selección de tecnología también implica decisiones sobre el tratamiento in situ o fuera de planta. En el caso de los métodos de tratamiento biológico para residuos peligrosos, la mayor parte de los procesos son apropiados para su tratamiento in situ. Las aguas residuales son generalmente trasladadas a una instalación central de tratamiento, pero esto requerirá alguna segregación previa de los componentes tóxicos en los efluentes para asegurar que no interfieren con los procesos biológicos. Allí donde existen una serie de industrias similares ubicadas en un mismo lugar, ej en un polígono industrial construído para servir a una determinada necesidad y donde se agrupan industrias de acabado de metales, curtidoras o fábricas químicas, la provisión de instalaciones de tratamiento de efluente comunes - físico-químico o biológico - resulta lo más sensato.
- Diapositiva 8 Proceso típico de tratamiento de aguas residuales La diapositiva expone las etapas de un proceso típico de tratamiento de aguas residuales. Los procesos de pretratamiento dependen del tipo de tratamiento biológico que se adopte, así como del material residual que está siendo tratado. El bioreactor usado en la etapa de tratamiento puede ser una nave amplia, montículos de tierra o, en el caso de remediación del suelo in situ o tratamiento del suelo, puede ser el mismo suelo. Las etapas de post-tratamiento pueden requerir la filtración o la sedimentación antes de que el efluente que ha sido limpiado pueda ser descargado, además de la deshidratación del lodo, la solidificación o la incineración.
- Diapositiva 9 Tratamiento de aguas residuales Como se expone en la diapositiva anterior, los procesos de tratamiento de aguas residuales generalmente ocurren por etapas, siendo la etapa final, es decir, la calidad del agua descargada, a menudo determinada por las regulaciones. Debido a la necesidad de cumplir estas regulaciones, así como a la necesidad de adecuar los procesos de tratamiento a la corriente de residuos, hay algunas exigencias básicas de aportación de datos asociadas con el tratamiento de las aguas residuales. La calidad de las aguas residuales producidas por un proceso industrial depende en parte de la operación de la planta, así como del proceso que se está realizando. Las variaciones, posibles y reales, en la composición de las aguas residuales deben ser tenidas en cuenta por el operador de la instalación de tratamiento. Los procesos biológicos se basan en la acción de maximizar la actividad biológica mediante la mejora de la vida bacteriana que se desarrollará naturalmente. Esto puede implicar un medio fijo (como un lecho de filtro bacterial - observar la siguiente diapositiva) o puede basarse en un medio acuoso (como el lodo activado - consultar la diapositiva 11), muy a menudo con aireación. Después de la etapa del bioreactor, los subsecuentes procesos físicos como la decantación de líquidos (la sedimentación) permitirán la separación de la fase líquida (el efluente que ha sido limpiado) y los sólidos, que deben ser tratados entonces de manera apropiada. Cuando las técnicas convencionales no son suficientes para alcanzar el nivel exigido por las regulaciones, pudiera ser necesario utilizar tratamientos complementarios o de acabado. Estos tratamientos van desde la simples lagunas, hasta el empleo de carbono activado.
- Diapositiva 10 Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 1: lechos de filtro bacterial Los lechos de filtro bacterial utilizan la bacteria cultivada en los medios fijos, que en la mayoría de los casos están formados por elementos naturales como la grava o membranas plásticas. El agua residual que está siendo siendo tratada es traspasadas en chorritos por estos elementos. El efluente limpio puede ser &apos;reciclado&apos; a través del lecho para diluir la carga y mantener la humedad del lecho. Se trata de un proceso estable que no es sensible a pequeños cambios de la materia prima. Esta técnica en particular, es adecuada para ser utilizada con efluentes que contienen altas cargas orgánicas como aquellos de las industrias agro-alimenticias (ej la industria de agro-alimentos o la industria del azúcar).
- Diapositiva 11 Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 2: lodo activado Este tratamiento es conveniente para aguas residuales municipales y residuos peligrosos acuosos con menos del 1 % de sólidos en suspensión. Durante el proceso, los microorganismos suspendidos son continuamente reciclados por un bioreactor. El proceso de reciclaje permite que los microorganismos se adapten a la composición de las aguas residuales entrantes. La bacteria se desarrolla libremente en la masa líquida y se reune en coágulos, que flotan de acuerdo con las corrientes de aireación de la cuenca. Se utilizan varias técnicas para asegurar la presencia elevada de oxígeno, que resulta indispensable para el desarrollo de la masa bacterial. Este proceso es muy flexible, ya que la carga puede ser controlada dependiendo de la situación (el día, la noche, horas punta, estaciones, etc.), pero esto requiere aparatos regulatorios y de control y es, por lo tanto, más complejo que los lechos de filtro bacterial. Numerosas variaciones de esta técnica son usadas en todo el mundo y con frecuencia se utilizan en refinerías, fábricas de conservas y plantas farmacéuticas. Los residuos pueden ser tratados satisfactoriamente, siempre y cuando la mezcla sea eficaz y se mantenga un nivel alto de oxígeno disuelto en todas partes del bioreactor. El proceso produce un efluente relativamente más limpio que el de otros procesos biológicos, pero requiere una cantidad considerable de energía.
- Diapositiva 12 Tratamiento de aguas residuales - Ejemplo 3: Lagunas La lagunación describe el proceso de descargar efluentes en cuencas de agua profundas e impermeables para permitir que se produzca la degradación. Pueden requerir aireación artificial para profundidades que sobrepasan un metro. Este tipo de contención es usado para aguas residuales con contenido orgánico bajo. La limpieza de los efluentes se produce como consecuencia de la acción bacteriana, las algas o la vegetación acuática. El tiempo de residencia es generalmente de varias semanas. Este proceso se emplea a menudo como un paso de pretratamiento. Es barato pero requiere una área amplia y no es conveniente para residuos que contienen componentes principalmente químicos. Además, cuando la laguna no está suficientemente aireada, existe el riesgo de convertirse en anaerobia, lo que origina problemas de olor.
- Diapositiva 13 Tratamiento de fase de mezcla En este proceso de tratamiento, los residuos (que pueden ser sólidos, lodos o suelos contaminados) son suspendidos con agua o aguas residuales en un reactor para formar una mezcla. La agitación de la mezcla homogeniza su consistencia, descompone las partículas sólidas, oxigena y aumenta el contacto entre los residuos orgánicos y los microorganismos. El proceso de tratamiento puede ser discontinuo o continuo. Este método de tratamiento fue usado en un principio para tratar viejas lagunas y ahora está siendo ampliado a los sistemas de reactor. La mezcla y la suspensión de partículas son las partes críticas del proceso. Mantener concentraciones grandes, por ej de lodo en suspensión, requiere mezcladores de gran energía. El diseño del mezclador y el reactor, son probablemente los aspectos más cruciales de este método de tratamiento. El tratamiento de fase de mezcla degrada los residuos a mayor velocidad y requiere menor área de suelo que el tratamiento de fase sólida. Está siendo desarrollado para su empleo con una serie de tipos de residuos, incluyendo residuos de conservación de la madera con altas concentraciones de aceite de creosote y PAHS, lodos de refinería de petróleo.
- Diapositiva 14 Tratamiento del suelo - fase sólida El tratamiento del suelo implica la descarga uniforme de residuos en un suelo preparado y a un ritmo controlado, mezclándolos con la superficie del suelo y utilizando los sistemas naturales, físicos, químicos y biológicos existentes en el suelo para degradar e inmovilizar los componentes de los residuos. A veces, los residuos pueden ser inyectados justo debajo de la superficie. El equipo preparado se utiliza entonces para incorporar los residuos en el suelo, maximizando el contacto entre los residuos, los microbios innatos y cualquier aditivo químico como sustancias nutritivas, así como para proporcionar la aireación necesaria. El suelo contiene por naturaleza una amplia y diversa comunidad microbiana, que puede degradar los residuos orgánicos. El tratamiento del suelo también elimina otros componentes de residuos aparte de los orgánicos: - Los sólidos en suspensión son eliminados colocándolos y filtrándolos en el suelo - Los metales pesados son eliminados de la solución por absorción en partículas del suelo y también por precipitación e intercambio de iones en el suelo. Debería tenerse en cuenta que cualquier metal pesado u otros contaminantes inorgánicos de los residuos no son degradados, sino simplemente inmovilizados en el suelo. Por lo tanto, el suelo puede resultar &apos;contaminado&apos; y cualquier post-utilización tendrá que ser controlada. El tratamiento del suelo puede ser utilizado para lodos oleosos y aceites residuales, así como para lodos orgánicos y líquidos. El tratamiento del suelo para residuos peligrosos es extensamente usado por la industria del petróleo de EE. UU, para tratar lodos y otros residuos generados por refinerías. También es usado para tratar residuos provenientes del tratamiento de la madera, como por ejemplo lo que se utiliza para conservar la madera: el creosote y el pentaclorofenol. (Ref : LaGrega, MD et al Gestión de residuos peligrosos - consultar las Fuentes de información adicional). El tratamiento del suelo se denomina a veces &apos;cultivo del suelo&apos;. Sin embargo, en el caso de los residuos peligrosos, el proceso es usado sólo para el tratamiento de residuos y no existe posibilidad alguna de utilizar el suelo con objetivos agrícolas - así el término ’cultivo del suelo&apos; NO ha sido nombrado aquí para evitar cualquier posible concepto erróneo. El tratamiento del suelo aquí descrito, NO es el mismo que el del esparcimiento de lodos provenientes del tratamiento de aguas residuales municipales no contaminadas en suelo de cultivo, tratamiento que todavía se practica (bajo estrictos controles) en numerosos países.
- Diapositiva 15 Co-compostaje- fase sólida Los residuos peligrosos no contienen, generalmente, concentraciones de orgánicos lo suficientemente altas como para realizar el compostaje por sí solos. La mezcla de tales residuos con sólidos sumamente biodegradables que actúan como ingrediente de carga (creando espacios vacíos para el paso de aire) y fuente termal (de su descomposición biológica) permite que se produzca el compostaje . Generalmente, buenos ingredientes de carga, ej virutas de madera, no constituyen una buena fuente termal, y de la misma forma, fuentes termales adecuadas, ej la melaza seca, son ingredientes de carga insuficientes. Por lo tanto, generalmente se requieren dos materiales diferentes. El material inerte usado como ingrediente de carga puede ser reciclado. El compostaje puede realizarse en caballones - hileras largas - que deben voltearse para asegurar la aireación adecuada, en montones estáticos, donde el aire es forzado o absorbido por el material, o en naves, donde el control del procedimiento es automatizado. El compostaje ha sido probado en suelos contaminados con alquitrán de hulla y también en sedimentos y suelos contaminados con TNT. (Ref : LaGrega et al Gestión de residuos peligrosos - consultar las Fuentes de información adicional)
- Diapositiva 16 Bio- remediación in situ La bio-remediación in situ implica el tratamiento de aguas subterráneas contaminadas y de contaminantes que surgen por debajo de la superficie, sin excavar el suelo que se encuentra por encima o trasladar el material contaminado a otra planta para su tratamiento. Hasta el momento, la mayor parte de los experimentos de bio- remediación in situ se han llevado a cabo para tratar hidrocarburos simples de petróleo, por ejemplo, cuando un tanque de almacenaje sufre un escape en el suelo circundante. La bio- remediación in situ provoca los procesos de degradación natural aerobia a nivel subsuperficial, mediante la estimulación y el manejo de las comunidades microbiológicas. Puesto que la subsuperficie generalmente absorbe fácilmente los nutrientes, la bio- remediación in situ se basa en la introducción de oxígeno y sustancias nutritivas en el área de subsuperficie contaminada. Por lo general, esto se realiza retirando las aguas subterráneas, a las que se añade el oxígeno y las sustancias nutritivas antes de ser inyectadas de nuevo. El agua inyectada estimula el crecimiento de microorganismos que a su vez degradan los contaminantes. Dependiendo del tipo y el grado de contaminación, la bio- remediación in situ permite niveles aceptables dentro de un período de tiempo relativamente corto, por ejemplo de 1 a 2 años. Como consecuencia de la participación de flujos de aguas subterráneas, la bio- remediación in situ requiere el conocimiento de diversas disciplinas, incluyendo tanto la hidrogeología como la microbiología.
- Diapositiva 17 Amontonamiento del suelo - fase sólida Implica el almacenaje del suelo contaminado en montones grandes, generalmente sobre un sistema de tubos y cilindros impermeables. Los montones pueden tener varios metros de altura y , si fuera necesario, pueden ser cubiertos. El sistema de tuberías atrae el aire a través de los montones causando un vacío, o bien introduce aire por el montón. Los cilindros impermeables permiten la recogida y tratamiento de cualquier lixiviado. Este método tiene semejanzas tanto con el tratamiento del suelo como con el compostaje en caballones, pero tiene mayor similitud con el compostaje en montones estáticos aireados y la única diferencia reside en el tamaño de los montones. Sin embargo, el proceso de degradación en montones de suelo es más lento que el de tratamiento del suelo.
- Diapositiva 18 Usos emergentes de tratamiento biológico El empleo de métodos biológicos para tratar residuos peligrosos es relativamente reciente y no está muy extendido. Hay muchos tipos de residuos para los cuales el tratamiento biológico se encuentra todavía en una etapa inicial de desarrollo. En un futuro próximo, probablemente se encontrarán disponibles los nuevos usos que están siendo probados y desarrollados para tratar corrientes de residuos peligrosos adicionales. Al igual que se dispondrá de modos de integrar los procesos biológicos con métodos de tratamiento físico-químico para mejorar los resultados generales de tratamiento.
- Diapositiva 19 Principales consideraciones Deben tenerse en cuenta algunos factores clave antes de tomar cualquier decisión sobre el tratamiento o eliminación. Los comunicadores deberían hacer referencia a las diapositivas 30, 31 y 32 del Capítulo 6.1 a la hora de resumir cada uno de los capítulos que exponen las opciones de tratamiento. Estas diapositivas son también una base útil para los debates en grupo y los proyectos de estudio individual. En muchos casos, existirán factores adicionales que son importantes y éstos deberían ser desarrollados por individuos expertos basándose en el conocimiento y los temas locales. En cada caso la evolución de la tecnología será importante. Un planteamiento de tecnología modular simple puede permitir la adaptación continua, a medida que el sistema general de gestión de residuos se amplía. A la inversa, la instalación de tecnología avanzada puede ayudar a determinar el desarrollo de la estrategia. En cualquier caso, el costo de la inversión (la compra, la instalación, el funcionamiento y la supervisión) debe ser determinado cuidadosamente. El rendimiento de la inversión dependerá de la estructura de cuotas para los residuos aceptados y ésto a menudo va unido a la política de desarrollo industrial del gobierno.