Tractament de lixiviats de abocador

Situació actual

Malgrat la promoció de la regla de les tres erres (3R) – reduir, reutilitzar i reciclar –, la realitat és que el volum de residus generats als 34 països que componen l’OCDE, Organisation for Economic Co-operation and Development, (www.oecd.org) –la majoria dels països europeus, Xile, Mèxic, EUA, Canadà, Japó i Austràlia entre d’altres– augmenta cada any.

Conseqüentment, en augmentar la quantitat de residus generats, es fa necessària la implantació de nous abocadors, amb les derivades mediambientals negatives que això suposa:

• Producció i descàrrega de gasos d’abocador que pot provocar forts olors
• Contaminació ambiental i atmosferes explosives
• Aparició d’inconvenients de caràcter sanitari, principalment insectes i rosegadors
• Abocament incontrolat dels lixiviats que pot causar la contaminació de sòls i d’aigües, tant superficials com subterrànies

Un abocador de RSU genera dos tipus de residus que han de ser tractats d’acord amb la legislació vigent a cada país:

a) LIXIVIATS: efluents que contenen la matèria que arrossega la pluja en filtrar-se entre els residus sòlids.
b) BIOGÀS: resultat de les reaccions químiques que es produeixen entre els diferents residus sòlids enterrats a l’abocador.

La normativa dels diferents països estableix que els lixiviats s’han de recollir, controlar i tractar de la manera més adequada, en funció de les seves característiques físiques i de la seva composició química.

No obstant això, en funció del país varia l’exigència en el tractament dels lixiviats abans que aquests, ja tractats, puguin ser abocats al medi natural. Per exemple, la normativa d’abocament a curs natural és més restrictiva a Espanya que a la majoria dels països llatinoamericans.

Composició de Lixiviats

La composició dels lixiviats pot variar depenent de diversos factors com la composició dels residus compactats o les condicions climatològiques.

Els principals punts que influeixen en la seva composició es descriuen a continuació:

• Tipus d’abocador
• Quantitat d’aigües pluvials: Quan la quantitat d’aigües pluvials que s’infiltren a l’abocador és elevada, la càrrega contaminant dels lixiviats –incloent les sals– és més baixa, encara que el cabal total a tractar sigui superior.
• Període d’explotació de l’abocador: Als lixiviats d’abocadors joves (1-2 anys) el pH és baix (4,5-7,5) i les concentracions de DQO, DBO5, nutrients i metalls pesants són altes. En abocadors madurs (més de 3 anys), s’observa que els lixiviats tenen un pH en el rang (6,5-7,5) i els valors de DQO, DBO5 i nutrients s’han reduït substancialment. Una altra constant és la presència elevada de nitrogen amoniacal i de sals dissoltes (sulfats, clorurs, bicarbonats, etc.) i a vegades una concentració significativa de metalls pesants.

Tractament de Lixiviats

En línies generals els processos més utilitzats fan servir diferents combinacions de tractaments biològics i fisicoquímics.

La selecció del procés més adequat per a la gestió dels lixiviats d’abocador es duu a terme considerant diferents factors:

A) Segons la MADURESA del lixiviat

1. Processos Fisicoquímics: Els lixiviats madurs (de més de 3 anys) han de ser tractats mitjançant processos fisicoquímics, ja que la biodegradabilitat (relació entre DBO5 i DQO) disminueix amb l’edat del lixiviat.
2. Processos Biològics: Són adequats per al tractament de lixiviats joves (1-2 anys), degut a la seva alta biodegradabilitat.

B) Segons CABAL a tractar, CÀRREGA CONTAMINANT, LÍMITS NORMATIVA D’ABOCAMENT

Aquests paràmetres acabaran determinant si un procés biològic convencional pot ser suficient, o bé caldrà recórrer a tècniques més completes, com un procés de filtració mitjançant membranes d’òsmosi inversa posterior al procés biològic.

En aquest cas, existeixen tècniques sostenibles per reduir eficientment el volum de residu generat en el procés de tractament, com pot ser el cas d’una etapa d’evaporació-concentració al buit.

Tècniques de tractament

Segons la normativa, les tècniques que més s’adeqüen són:

Major exigència de la Normativa d’Abocament a curs públic

La tendència és a utilitzar tecnologies avançades per al tractament dels lixiviats generats a l’abocador. Aquestes tecnologies, que suposen un cost més elevat tant en inversió com en operació que processos més convencionals, propicien que els abocadors disposin de mecanismes perquè la infiltració de l’aigua de pluja sigui mínima.

Les tècniques utilitzades són les que s’exposen a continuació, d’acord amb les 2 alternatives de tractament descrites. La (1) és l’alternativa més comunament emprada en els RSU. Amb la finalitat d’optimitzar els resultats en el tractament dels lixiviats es pot incorporar al procés l’alternativa (2):

Sistema 1: (color vermell)

• SISTEMA BIOLÒGIC (Sistemes Seqüencials (SBR) o Reactors a membranes (MBR))
• ÒSMOSI INVERSA: Mitjançant aquest sistema es produeix un efluente d’alta qualitat. El rebuig del procés de membranes, que es gestiona externament, sovint acostuma a generar uns sobrecostos bastant elevats.

Sistema 2: (color blau)

• EVAPORACIÓ AL BUIT
• STRIPPING: Aquesta opció permet reduir considerablement aquests costos. Mitjançant aquest sistema es pot assolir un residu pràcticament sec que es pot dipositar en alguns casos a la cel·la de “residus impropis” de l’abocador. Al seu torn, l’evaporació al buit permet obtenir un percentatge de destil·lat molt més gran i més net que altres tecnologies, com el tractament biològic o l’òsmosi inversa. La combinació de (1) i (2) permet recuperar una quantitat molt més gran d’aigua neta, que pot ser abocada complint amb les normatives. A més, s’obté un concentrat de residu molt més petit, la qual cosa es tradueix en importants estalvis en la gestió d’aquest residu. La inversió necessària per a la instal·lació (2) s’amortitza en tan sols 1 any i 2 mesos, permetent obtenir grans estalvis econòmics a partir d’aquest moment.

Menor exigència de la Normativa d’Abocament a curs públic

Els tractaments convencionals que tradicionalment s’han utilitzat en la depuració d’aigües residuals poden ser utilitzats en el tractament de lixiviats d’abocador.

Processos Biològics (BIORREACTORS DE MEMBRANA)

Es poden dissenyar expressament en funció de les característiques dels lixiviats a tractar i permeten tractar cabals elevats en sistemes relativament compactes. En ser els costos d’explotació raonables, aquestes tècniques són idònies per a aquells casos en què la quantitat d’aigües pluvials que es barregen amb els lixiviats és elevada.

Processos Biològics (FITO-REMEDIACIÓ)

Quan el cabal de lixiviats a tractar és petit i es disposa d’espai suficient, una alternativa molt sostenible és la que consisteix en la depuració mitjançant un cultiu de plantes.

Aquesta tècnica aprofita les funcions vitals de les plantes cultivades, generalment, la canya comuna (reed beds), per biodegradar i estabilitzar el residu. Les plantes consumeixen els nutrients dels lixiviats, alhora que actuen com a filtre natural, i el residu acaba mineralitzant-se amb el temps.

En aquests sistemes el paràmetre clau és la velocitat d’irrigació que, encara que el valor òptim depèn de molts factors, la mitjana està al voltant de 50 m3•ha-1•dia-1. Els sòlids en suspensió, la matèria orgànica, el nitrogen amoniacal i alguns metalls com el ferro es redueixen en un elevat percentatge i mitjançant una tècnica senzilla i de baix cost.

Altres Tècniques (OXIDACIÓ QUÍMICA, ELECTROCOAGULACIÓ-ELECTROOXIDACIÓ)

Per a la depuració de lixiviats d’abocador s’estan utilitzant des de fa temps diverses tècniques, algunes d’elles força exòtiques, encara que puguin presentar diversos inconvenients de gestió, així com poca capacitat per adaptar-se als canvis de composició química estacional (seca-mullada) que es produeixen per l’efecte d’aportació d’aigua de pluja o per l’envelliment de l’abocador.

Finalment, cal destacar que existeixen treballs de R+D encaminats a obtenir d’aquest residu líquid (lixiviat) diversos subproductes valoritzables com fertilitzants que mitjançant la seva venda permetrien una gestió òptima del procés des del punt de vista econòmic i per al medi ambient.

Biogàs

El biogàs té principalment dues sortides a l’hora de ser transformat en energia:

• Generació d’energia elèctrica i tèrmica: Aquest procés es pot dur a terme mitjançant motogeneradors, o amb turbines de biogàs.
• Utilització directa com a combustible, després de ser depurat, sent vàlid com a:
  • Combustible en calderes de biogàs.
  • Injecció a la xarxa de gas natural.
  • Combustible per a automoció.

El problema amb què es troben la majoria dels abocadors de RSU és que la instal·lació de la maquinària necessària per a la transformació del biogàs en energia o combustible suposa un cost excessivament elevat i, sobretot, poc rendible. Això es deu al fet que la quantitat de biogàs que es genera a la majoria dels abocadors no és suficient com per obtenir un volum d’energia o combustible realment significatiu del qual beneficiar-se, de manera que compensi la inversió inicial.

D’altra banda, també és freqüent que, tot i produir una gran quantitat d’energia elèctrica, els abocadors no tinguin a les seves proximitats torres d’electricitat a les quals connectar l’energia generada.

Les alternatives més comunament emprades en el tractament i gestió del biogàs són:

• a) No transformar el biogàs i cremar-lo amb torxes per no emetre’l a l’atmosfera, però no és l’opció més òptima ja que al final estem desaprofitant una font d’energia.
• b) Una altra solució molt més intel·ligent per a aquells abocadors que no generen un gran volum de biogàs és aprofitar-lo com a font d’energia per alimentar els processos del propi abocador.

El Biogàs com a font d’energia per a la depuració dels lixiviats

El tractament de lixiviats en un abocador de RSU pot dur-se a terme mitjançant diverses tecnologies, però avui dia la evaporació al buit, combinada o no amb òsmosi inversa prèvia o posterior, s’ha revelat com un dels mètodes més eficients per a la minimització del lixiviat i l’obtenció d’una aigua depurada i adequada per a l’abocament.

L’evaporador al buit necessitarà energia per al seu funcionament i aquesta pot venir del biogàs del propi abocador.

Mitjançant un sistema simple i econòmic com una caldera amb cremadors de biogàs es pot obtenir energia suficient per garantir el correcte funcionament de l’evaporador.

D’aquesta manera s’obté un triple benefici:

1. Reaprofitar una font d’energia.
2. L’energia necessària per al funcionament de l’evaporador al buit destinat a tractar els lixiviats s’obté a cost zero.
3. S’obté una fórmula molt més rendible per aprofitar el biogàs en aquells abocadors que no generin la quantitat suficient de biogàs com per justificar la gran inversió que suposa la transformació d’aquest en energia elèctrica, energia tèrmica o combustible.