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Situación actual

A pesar del fomento de la regla de las tres erres (3R) ‚Äď reducir, reutilizar y reciclar ‚Äď, la realidad es que el volumen de residuos generados en los 34 pa√≠ses que componen la OECD, Organisation for Economic Co-operation and Development, (www.oecd.org) ‚Äďla mayor√≠a de los pa√≠ses europeos, Chile, M√©xico, USA, Canad√°, Jap√≥n y Australia entre otros‚Äď aumenta cada a√Īo.

Consecuentemente, al aumentar la cantidad de residuos generados, se hace necesaria la implantación de nuevos vertederos, con las derivadas medioambientales negativas que esto supone:

  • Producci√≥n y descarga de gases de vertedero que puede provocar fuertes olores
  • Contaminaci√≥n ambiental y atm√≥sferas explosivas
  • Aparici√≥n de inconvenientes de car√°cter sanitario, principalmente insectos y roedores
  • Vertido incontrolado de los lixiviados que puede causar la contaminaci√≥n de suelos y de aguas, tanto superficiales como subterr√°neas

Un vertedero de RSU genera dos tipos de residuos que deben ser tratados de acuerdo con la legislación vigente en cada país:

a) LIXIVIADOS: efluentes que contienen la materia que arrastra la lluvia al filtrarse entre los residuos sólidos.
b) BIOG√ĀS: resultado de las reacciones qu√≠micas que se producen entre los distintos residuos s√≥lidos enterrados en el vertedero.

La normativa de los diferentes países establece que los lixiviados se deben recoger, controlar y tratar de la manera más adecuada, en función de sus características físicas y de su composición química.

No obstante, en funci√≥n del pa√≠s var√≠a la exigencia en el tratamiento de los lixiviados antes de que √©stos, ya tratados, puedan ser vertidos al medio natural. Por ejemplo, la normativa de vertido a cauce natural es m√°s restrictiva en Espa√Īa que en la mayor√≠a de los pa√≠ses latinoamericanos.

Tratamiento de lixiviados | Condorchem Envitech

Lixiviados

Composición de Lixiviados

La composición de los lixiviados puede variar dependiendo de varios factores como la composición de los residuos compactados o las condiciones climatológicas.

Los principales puntos que influyen en su composición se describen a continuación:

  • Tipo de vertedero
  • Cantidad de aguas pluviales: Cuando la cantidad de aguas pluviales que se infiltran en el vertedero es elevada, la carga contaminante de los lixiviados ‚Äďincluyendo las sales‚Äď es m√°s baja, aunque el caudal total a tratar sea superior.
  • Per√≠odo de explotaci√≥n del vertedero: En los lixiviados de vertederos j√≥venes (1-2 a√Īos) el pH es bajo (4,5-7,5) y las concentraciones de DQO, DBO5, nutrientes y metales pesados son altas. En verteros maduros (m√°s de 3 a√Īos), se observa que los lixiviados tienen un pH en el rango (6,5-7,5) y los valores de DQO, DBO5 y nutrientes se han reducido sustancialmente. Otra constante es la presencia elevada de nitr√≥geno amoniacal y de sales disueltas (sulfatos, cloruros, bicarbonatos, etc) y a veces una significante concentraci√≥n de metales pesados.

Tratamiento de Lixiviados

En líneas generales los procesos más utilizados usan diferentes combinaciones de tratamientos biológicos y fisicoquímicos.

La selección del proceso más adecuado para la gestión de los lixiviados de vertedero se lleva a cabo considerando distintos factores:

A) Seg√ļn la MADUREZ del lixiviado

  1. Procesos Fisicoqu√≠micos: Los lixiviados maduros (de m√°s de 3 a√Īos) deben ser tratados mediante procesos fisicoqu√≠micos, ya que la biodegradabilidad (relaci√≥n entre DBO5 y DQO) disminuye con la edad del lixiviado.
  2. Procesos Biol√≥gicos: Son adecuados para el tratamiento de lixiviados j√≥venes (1-2a√Īos), debido a su alta biodegradabilidad.

B) Seg√ļn CAUDAL a tratar, CARGA CONTAMINANTE, L√ćMITES NORMATIVA DE VERTIDO

Estos parámetros acabarán determinando si un proceso biológico convencional puede ser suficiente, o bien habrá que recurrir a técnicas más completas, como un proceso de filtración mediante membranas de ósmosis inversa posterior al proceso biológico.

En este caso, existen técnicas sostenibles para reducir eficientemente el volumen de residuo generado en el proceso de tratamiento, como puede ser el caso de una etapa de evaporación-concentración al vacío.

Técnicas de tratamiento

Seg√ļn la normativa, las t√©cnicas que m√°s se adecuan son:

Mayor exigencia de la Normativa de Vertido a cauce p√ļblico

La tendencia es a utilizar tecnologías avanzadas para el tratamiento de los lixiviados generados en el vertedero. Estas tecnologías, que suponen un coste más elevado tanto en inversión como en operación que procesos más convencionales, propician que los vertederos posean mecanismos para que la infiltración del agua de lluvia sea mínima.

Las t√©cnicas utilizadas son las que se exponen a continuaci√≥n, de acuerdo con las 2 alternativas de tratamiento descritas. La (1) es la alternativa m√°s com√ļnmente empleada en los RSU. Con el fin de optimizar los resultados en el tratamiento de los lixiviados se puede incorporar al proceso la alternativa (2):

Tratamiento de lixiviados mediante evaporación al vacío

Sistema 1: (color rojo)

Sistema 2: (color azul)

  • EVAPORACI√ďN AL VAC√ćO
  • STRIPPING: Esta opci√≥n permite reducir considerablemente estos costes. Mediante este sistema se puede alcanzar un residuo pr√°cticamente seco que se puede depositar en algunos casos en la celda de ‚Äúresiduos impropios‚ÄĚ del vertedero. A su vez la evaporaci√≥n al vac√≠o permite obtener un porcentaje de destilado mucho mayor y m√°s limpio que otras tecnolog√≠as, como el tratamiento biol√≥gico o la √≥smosis inversa. La combinaci√≥n de (1) y (2) permite recuperar una cantidad mucho mayor de agua limpia, que puede ser vertida cumpliendo con las normativas. Adem√°s, se obtiene un concentrado de residuo mucho m√°s peque√Īo, lo cual se traduce en important√≠simos ahorros en la gesti√≥n de dicho residuo.La inversi√≥n necesaria para la instalaci√≥n (2) se amortiza en tan s√≥lo 1 a√Īo y 2 meses, permitiendo obtener grandes ahorros econ√≥micos a partir de ese momento.

Menor exigencia de la Normativa de Vertido a cauce p√ļblico

Los tratamientos convencionales que tradicionalmente se han utilizado en la depuración de aguas residuales pueden ser utilizados en el tratamiento de lixiviados de vertedero.

Procesos Biológicos (BIORREACTORES DE MEMBRANA)

Se pueden dise√Īar expresamente en funci√≥n de las caracter√≠sticas de los lixiviados a tratar y permiten tratar elevados caudales en sistemas relativamente compactos. Al ser los costes de explotaci√≥n razonables, estas t√©cnicas son id√≥neas para aquellos casos en que la cantidad de aguas pluviales que se mezclan con los lixiviados son elevadas.

Procesos Biol√≥gicos (FITO-REMEDIACI√ďN)

Cuando el caudal de lixiviados a tratar es peque√Īo y se dispone de suficiente espacio, una alternativa muy sostenible es la que consiste en la depuraci√≥n mediante un cultivo de plantas.

Esta t√©cnica aprovecha las funciones vitales de las plantas cultivadas, generalmente, la ca√Īa com√ļn (reed beds), para biodegradar y estabilizar el residuo. Las plantas consumen los nutrientes de los lixiviados, a la vez que act√ļan como filtro natural, y el residuo acaba mineraliz√°ndose con el tiempo.

En estos sistemas el par√°metro clave es la velocidad de irrigaci√≥n que, aunque el valor √≥ptimo depende de muchos factores, el promedio est√° alrededor de 50 m3‚ÄĘha-1‚ÄĘdia-1. Los s√≥lidos en suspensi√≥n, la materia org√°nica, el nitr√≥geno amoniacal y algunos metales como el hierro se reducen en un elevado porcentaje y mediante una t√©cnica sencilla y de bajo coste.

Otras T√©cnicas (OXIDACI√ďN QU√ćMICA, ELECTROCOAGULACI√ďN-ELECTROXIDACI√ďN)

Para la depuraci√≥n de lixiviados de vertedero se est√°n utilizando desde hace tiempo diversas t√©cnicas, algunas de ellas bastante ex√≥ticas, aunque puedan presentar diversos inconvenientes de gesti√≥n, as√≠ como poca capacidad para adaptarse a los cambios de composici√≥n qu√≠mica estacional (seca-h√ļmeda) que se producen por el efecto de aportaci√≥n de agua de lluvia o por el envejecimiento del vertedero.

Por √ļltimo, cabe destacar que existen trabajos de R&D encaminados a obtener de este residuo l√≠quido (lixiviado) diversos subproductos valorizables como fertilizantes que mediante su venta permitir√≠an una gesti√≥n optima del proceso desde el punto de vista econ√≥mico y para el medio ambiente.

Biog√°s

El biogás tiene principalmente dos salidas a la hora de ser transformado en energía:

  • Generaci√≥n de energ√≠a el√©ctrica y t√©rmica: Este proceso se puede llevar a cabo mediante motogeneradores, o con turbinas de biog√°s.
  • Utilizaci√≥n directa como combustible, tras ser depurado, siendo v√°lido como:
    • Combustible en calderas de biog√°s.
    • Inyecci√≥n a la red de gas natural.
    • Combustible para automoci√≥n.

El problema con el que se encuentran la mayoría de los vertederos de RSU es que la instalación de la maquinaria necesaria para la transformación del biogás en energía o combustible supone un coste excesivamente elevado y, sobre todo, poco rentable. Esto es debido a que la cantidad de biogás que se genera en la mayoría de los vertederos no es suficiente como para obtener un volumen de energía o combustible realmente significativo del que beneficiarse, de forma que compense la inversión inicial.

Por otra parte, es también frecuente que, aun produciendo una gran cantidad de energía eléctrica, los vertederos no tengan en sus cercanías torres de electricidad a las que conectar la energía generada.

Las alternativas m√°s com√ļnmente empleadas en el tratamiento y gesti√≥n del biog√°s son:

  • a) No transformar el biog√°s y quemarlo con antorchas para no emitirlo a la atm√≥sfera, pero no es la opci√≥n m√°s √≥ptima ya que al final estamos desperdiciando una fuente de energ√≠a.
  • b) Otra soluci√≥n mucho m√°s inteligente para aquellos vertederos que no generan un gran volumen de biog√°s es aprovecharlo como fuente de energ√≠a para alimentar los procesos del propio vertedero.

El Biogás como fuente de energía para la depuración de los lixiviados

El tratamiento de lixiviados en un vertedero de RSU puede llevarse a cabo mediante diversas tecnologías, pero hoy en día la evaporación al vacío, combinada o no con ósmosis inversa previa o posterior, se ha revelado como uno de los métodos más eficientes para la minimización del lixiviado y la obtención de un agua depurada y adecuada para vertido.

El evaporador al vacío va a necesitar de energía para su funcionamiento y esta puede venir del biogás del propio vertedero.

Mediante un sistema simple y económico como una caldera con quemador de biogás se puede obtener energía suficiente para garantizar el correcto funcionamiento del evaporador.

De esta forma se obtiene un triple beneficio:

  1. Reaprovechar una fuente de energía.
  2. La energía necesaria para el funcionamiento del evaporador al vacío destinado a tratar los lixiviados se obtiene a coste cero.
  3. Se obtiene una fórmula mucho más rentable para aprovechar el biogás en aquellos vertederos que no generen la suficiente cantidad de biogás como para justificar la gran inversión que supone la transformación de éste en energía eléctrica, energía térmica o combustible.