Tecnologías avanzadas de biofiltración para el tratamiento de COV s y olores

Transcripción

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2 Composición emisión mayoritariamente biodegradable Diferentes tipos de emisión odorífera según tipo de proceso Composición emisión NO biodegradable

3 Diferente tipo de emisión y composición de olor dentro de una misma actividad. Ejemplo: EDAR s Estaciones de bombeo y recepción H 2 S!!!, mercapt Decantadores primarios Reactores biológicos y decantadores secundarios Tratamiento de fangos: espesadores, deshidratación, digestión, secado (térmico), compostaje,.. H 2 S!!!, mercaptanos NH 3!!!

4 Diferente tipo de emisión y composición de olor dentro de una misma actividad. Ejemplo: CTR

5 COV s odoríferos presentes en la emisión de una planta de tratamiento de subproductos animales Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) Trimetilamina Isobutanal Methanotiol Metilbutanal Metilbutanal Disulfuro de dimetil Hexanal Ácido hexanoico Heptanona Heptanal ,5-Dimetilpirazina Ácido 3-Metilbutanoico No identificado 45.0 Aldehido C7 o C Pentilfurano Trisulfuro de dimetil 98.5 Alcohol C7 o C Octanona Etilo-6-metilpirazina Octanal Ácido 4-Metilpentanoico Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) 2-Etilohexanol Metilopirroleno Etilo-2,5-dimetilpirazina Octanol Nonanona Nonanal Hexanoato de butil Aldehido C9 o C Aldehido Aldehido Decanona Posible 2-Decilpiridina (Desconocido N) Decanal Alcohol No identificado Undecanona No identificado Pirazina 63.8 Alcohol 82.7 H 2 S 3500 Leyenda Sulfurados solubles en agua Sulfurados NO solubles en agua Aldheídos NO solubles en agua Nitrogenados poco solubles en agua Ácidos grasos Volátiles NO solubles

6 COV s odoríferos presentes en la emisión en línea de agua de una EDAR Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) 2-Butanol Acetato de etil Acetato de propil Disulfuro de dimetil Butanoato de etil Acetato de butil Acetato de pentil Heptanona a-pineno b-Pineno Posible aldehido <2.0 Trisulfuro de dimetil Pentilfurano 84.5 Alcohol Posible aldehido Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) p-mentan-9-ol Limoneno p-cimeno Eucaliptol Alcohol Alcohol 43.7 Neomentol Terpeno Alcohol Aldehido Terpeno H 2 S Mercaptanos NH Leyenda Sulfurados solubles en agua Sulfurados NO solubles en agua Nitrogenados poco solubles en agua Terpenos NO solubles en agua

7 COV s odoríferos presentes en la emisión de planta compostaje fangos EDAR Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) Acetona 10.2 Sulfuro de dimetil 9.4 Acetato de metil Metilfurano Butanona Metil-2-butanona Pentanona 6.6 3,3-Dimetil-2-butanona 10.9 Disufuro de dimetil Acetato de butil Acetato de pentil Metilo-2-pentanona Metilo-2-pentanona ,4-Dimetilo-2-pentanona Hexanona 20.2 Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) Hexanal 36.8 Disulfuro de metil y propil 8.5 Posible 3-Heptanona 10.9 Posible ciclohexanmetanol 9.9 Aldehido 23.1 a-pineno Camfeno b-Pineno Limoneno p-cimeno Alcohol Terpeno H 2 S <200 NH (fins a ) Leyenda Sulfurados solubles en agua Sulfurados NO solubles en agua Nitrogenados poco solubles en agua Terpenos NO solubles en agua

8 COV s odoríferos presentes en la emisión de una planta compostaje de RSU Compuesto Conc. Media entrada (mg/m 3 ) Etanol Propanol Acetato de etil Butanol Butanol Acetato de propil Ácido butanoico Disulfuro de dimetil Metilo-1-butanol < Butanoato de etil Ácido pentanoico Propanoato de propil 0.4-<0.01 Acetato de butil Pentanoato de metil < Butanoato de propil Pentanoato de etil a-pineno Hexanoato de metil b-Pineno Compuesto Rango (mg/m 3 ) 2-b-Pineno b-mirceno Pentilfurano Hexanoato de etil Limoneno p-cimeno Heptanoato de metil < Eucaliptol Ácido hexanoico < Hexanoat de propil Heptanoato de etil Hexanoato de butil < S Otros terpenos 1-10 S Hidrocarburos H 2 S 0,01-0,1 NH Leyenda Sulfurados solubles en agua Sulfurados NO solubles en agua Nitrogenados poco solubles en agua Terpenos NO solubles en agua Ácidos grasos Volátiles NO solubles

9 Tecnologías de tratamiento biológico presentes actualmente BIOFILTRACIÓN BIOTRICKLING BIOSCRUBBER

10 Aplicaciones / Limitaciones de los procesos biológicos de depuración El proceso de depuración de los Biofiltros y los Biotricklings es destructivo pues no existe una transferencia de la contaminación del medio gaseoso al medio líquido En los Bioscrubbers, la contaminación del medio gaseoso debe ser soluble, para transferirla a la fase líquida y esta se depura posteriormente Los procesos de depuración biológica son muy interesantes puesson procesos autoregenerables y no requieren el uso de productos químicos como sucede en los scrubbers ni de combustibles como sucede en los sistemas de oxidación térmica Los procesos biológicos de depuración se aplican en la depuración de emisiones que cumplan los siguientes requisitos: Temperatura de la emisión entre 5 y 35-40ºC Emisiones continuas en el tiempo, se pueden tratar emisiones discontinuas siempre que se siga alimentando el biofiltro con aire para evitar la anoxia Emisiones con oxígeno y con contaminantes no tóxicos y biodegradables

11 Biotrickling: Descripción de la Tecnología Un biotrickling es un proceso biológico de depuración de gases. El aire se introduce por la parte inferior de la columna de lavado en la que existe un relleno que se ha inoculado previamente y, tras unos s de tiempo de permanencia, el aire sale depurado por la parte superior. En los Biotricklings, el relleno de la columna es sintético, inicialmente eran de roca de lava, pero actualmente suelen ser de soportes plásticos ordenados o desordenados o de espuma de poliuretano. Generalmente se inocula el relleno con fangos de depuradora y se mantiene la biomasa activa recirculando el líquido de lavado

12 Biotrickling: Comentarios La depuración la realiza la biomasa que crece sobre la superficie del relleno El Biotrickling se aplica en la desodorización de emisiones con elevadas concentraciones de H 2 S, como por ejemplo en el tratamiento de emisiones de pretratamiento de una EDAR o de algunas emisiones industriales Generalmente, los Biotricklings operan a ph muy ácidos, pues la presencia de microorganismos tioxidantes transforman el H 2 S a H 2 SO 4. Cuando se requieran eficiencias de desodorización muy elevadas y en la emisión a depurar existen otros contaminantes odoríferos además del H 2 S, como ocurre en las emisiones de los reactores biológicos de las EDAR, o en la línea de fangos, entonces será necesario realizar un postratamiento, que podrá ser un biotrickling a ph neutro, un biofiltro o un filtro de carbón activado

13 Biofiltración: Descripción de la tecnología El Biofiltro es un proceso destructivo biológico de depuración de gases. El aire se prehumidifica antes de entrar en el biofiltro y posteriormente entra en el reactor biológico por la parte inferior y tras unos 20-60s de tiempo de permanencia el aire sale depurado por la parte superior. El relleno de los biofiltros contiene siempre fracción orgánica que permite una mayor concentración de microorganismos

14 Corteza de pino Biofiltración Convencional VS Biofiltración Avanzada Pelo de coco + turba Turba Astillas Compost Conchas de moluscos Pelo de coco Brezo + turba

15 Biofiltración Convencional VS Biofiltración Avanzada Corteza de pino Pelo de coco + turba Turba Astillas Compost Conchas de moluscos Microorganismos no específicos Algunos microorganismos se alimentan del propio soporte, lo destruyen, se descompone y crea mal olor Caminos preferenciales, compactación,.. Reducción de la eficiencia de desodorización PROBLEMAS, PROBLEMAS, PROBLEMAS

16 Biofiltración Avanzada

17 Biofiltración Avanzada Estructura Fase orgánica: Nutrientes Susceptibilidad Biofiltros de avanzados esterilización Fijación óptima de microorganismos Concentración microorganismos útiles muy elevada Eficiencia de desodorización máxima! Consorcios de microorganismos >95% ó <500/1.000 uo E /m 3 genéticamente Compatibilidad Sin productos químicos! Especificidad Sin residuos! múltiple Ambientalmente sostenible! Bajos OPEX! Mantenimiento muy sencillo, sin partes mecánicas Más de 2M de m 3 /h tratados Fase inorgánica: Elevada área superficial Distribución homogénea del aire- Ausencia de caminos preferenciales Resistencia mecánica y química- Vida útil muy elevada 6-10 años Esterilizada Porosidad controlada- Pérdida de carga baja

18 Biofiltración Avanzada: Instalación Formato cubeto Obra civil Materiales plásticos Contenedores prefabricados Observaciones El FBA debe ser cubierto Puede ser instalado en diversas alturas si existe limitaciones de espacio

19 Biofiltración Avanzada: Instalación Soporte del lecho filtrante Materiales plásticos Madera tratada Elevada vida operativa (>20 años) Observaciones Altura del soporte de 0,3 a 0,7 m Elevada luz de paso para evitar pérdidas de carga Carga másica de kg/m 2

20 Biofiltración Avanzada: Instalación Malla de retención (Exponet) Evita la caída del biomedio Material plástico Paso de luz >50% Junta de Estanqueidad (AirStop) Evita el paso de aire por el perímetro o columnas intermedias Materiales plásticos

21 Biofiltración Avanzada: Instalación Almacenamiento Disposición en tolva Instalación mediante cintas transportadoras

22 Biofiltración Avanzada: Instalación Sistema de riego Fabricado en materiales resistentes (inox ó plástico) Régimen automático discontinuo Dispersión de agua mediante aspersores

23 Biofiltración Avanzada: Operación y Mantenimiento Sistema robusto de fácil operatividad y mantenimiento sencillo Comprobación quincenal Chequeo sistema de riego (aspersores, consumo ) Revisión parámetros básicos (ph, Tª y Humedad del biomedio) Comunicación de cualquier incidencia Comprobación trimestral Revisión por parte de Labaqua de los parámetros básicos de funcionamiento Estado del sistema Análisis de ph, Humedad Análisis completo microbiológico para comprobación de la evolución de la fauna microbiana Único consumo eléctrico derivado del ventilador. Consumo de agua discontinuo durante pocos minutos al día.

24 Referencias: EDAR Galindo Cliente Proyecto Lugar Consorcio de Aguas de Bilbao Bizcaya Desodorización EDAR Galindo Bilbao (España) Habitantes Eq Datos básicos Problemáticas/ Necesidades Desodorización de m 3 /h de aire de la línea de fangos (espesadores, deshidratación,..) EDAR construida en 1985 en Sestao La presión urbanística hace que la EDAR quede rodeada de viviendas Descripción proyecto Suministro, instalación y puesta en marcha FBA en 2014 Impacto Reducción del 98% del impacto de olor sobre el entorno. Concentración final olor<1000uo E /m 3 (de 200 a 500)

25 Referencias: EDAR San Claudio Cliente FCC Aqualia Lugar San Claudio (Oviedo) Habitantes Eq Problemáticas/ Necesidades Descripción proyecto Zonas habitadas colindantes a la EDAR. Desodorización de m 3 /h de aire de más alta carga de la EDAR Emisiones de baja carga mediante adsorción selectiva Instalación del BAP año Impacto Cumplimiento límites de emisión <500uo E /m 3 y rendimiento desodorización superior al 95%

26 Referencias: EDAR San Claudio Zonas a desodorizar Pretratamiento- extracciones focalizadas (m3/h) Edificio de fangos (focalizadas y sala) Valor Espesador por flotación (m3/h) 249 Espesador por gravedad (m3/h) 569 Depósito homogeneización fangos (m3/h) Arqueta fangos primarios (m3/h) 164 TOTAL alta carga (m3/h) Edificio de silos y tormentas Edificio pretratamiento- ventilación sala Total EDAR Solución final escogida por el cliente Zonas a desodorizar Escenario 1 CAPEX OPEX Alta carga Baja carga Costes totales (CAPEX+OPEX a 5 años) Costes totales (CAPEX+OPEX a 15 años) Eficiencia depuración Scrubber doble etapa Media Zonas a desodorizar Escenario 2 CAPEX OPEX Alta carga Biofiltro Avanzado Baja carga Carbón activado Total Costes totales (CAPEX+OPEX a 5 años) Costes totales (CAPEX+OPEX a 15 años) Eficiencia depuración Alta Zonas a desodorizar Escenario 3 CAPEX OPEX Alta carga y baja carga Biofiltro Avanzado Costes totales (CAPEX+OPEX a 5 años) Costes totales (CAPEX+OPEX a 15 años)- 1 reposición biomedio Eficiencia depuración Alta

27 Referencias: Otras EDAR s NUFRI m 3 /h TIRME Biometanización m 3 /h Sandoz- Novartis 2.000m 3 /h TIRME Compostaje m 3 /h- 2003

28 Referencias: Ecoparc 2 ó Ecoparc del Besòs Cliente FCC Proyecto Desodorización Ecoparque 2 Lugar Montcada- Barcelona (España) Datos básicos Problemáticas/ Necesidades Impacto Desodorización de m 3 /h de aire de la línea de compostaje en trincheras. Desodorización de m 3 /h de las naves de pretratamiento y compostaje en túneles Ecoparque construido en 2005 Desodorización inicial con biofiltro orgánico- No cumplimiento de los límites emisión de olor solicitados por el Dpto Medio Ambiente Cumplimiento límites en emisión <1000uo E /m 3 Reducción del 800M uo E /h

29 Referencias: Otros Centros de Tratamiento de Residuos (CTR) Ecoparc de Barcelona m 3 /h CTR Inst. 3 Manises m 3 /h CTR Maresme m 3 /h CTR Essex (UK) m 3 /h- 2014

30 Patrón interno Patrón interno Tecnologías avanzadas de biofiltración para el Tratamiento de COV s mediante FBA en una EDAR Composición COV s aire sin tratar Composición COV s aire tratado

31 Comparativa resultados FBA Biofiltro convencional (compostaje RSU) Compuestos odoríferos Conc. entrada FBA Conc. salida Eficiencia Biofiltro convencional Conc. entrada Conc. salida Eficiencia mg/m 3 mg/m 3 % mg/m 3 mg/m 3 % a-pineno 1.1 <0.01 > Hexanoato de metil b-Pineno b-mirceno <0.01 < Pentilfurano 19.6 <0.01 > Hexanoato de etil Limoneno p-cimeno 0.9 <0.01 > Heptanoato de etil 7.8 <0.01 > Eucaliptol 0.4 <0.01 >98 <0.01 < Ácido hexanoico 18.3 <0.01 > Hexanoato de propil 5.9 <0.01 > Heptanoato de etil 3.8 <0.01 > Hexanoato de butil S otros terpenos 1.3 <0.01 > Conc. olor (ou E /m 3 ) ,5

32 Comparativa resultados FBA Biofiltro convencional (compostaje RSU) BIOFILTRACIÓN AVANZADA RT: NL: 7.29E9 TIC F: MS 12_03_02_ N01 RT: NL: 4.56E9 TIC F: MS 12_03_02_ N Relative Abundance Relative Abundance Time (min) Composición COV s aire sin tratar Time (min) Composición COV s aire tratado BIOFILTRACIÓN CONVENCIONAL RT: NL: 4.26E9 TIC F: MS 11_07_10_ N03 RT: NL: 2.58E9 TIC F: MS 11_07_10_ N Relative Abundance Relative Abundance Time (min) Composición COV s aire sin tratar Time (min) Composición COV s aire tratado

33 Comparativa resultados FBA Biofiltro convencional (compostaje RSU) FBA Biofiltro convencional Compuestos odoríferos Conc. entrada Conc. salida Eficiencia Conc. entrada Conc. salida Eficiencia mg/m 3 mg/m 3 % mg/m 3 mg/m 3 % 1-Propanol 1.6 <0.01 > Acetato de etil 2.4 <0.01 > Butanol 0.6 <0.01 > < Butanol 1.9 <0.01 > Acetato de propil 0.2 <0.01 > Ácido butanoico 0.01 <0.01 > Disulfuro de dimetil 0.7 <0.01 > Metil-1-butanol 2.3 <0.01 > Butanoato de etil 0.7 <0.01 > Ácido pentanoico 0.3 <0.01 > Propanoato de propil 0.7 <0.01 > Acetato de butil 0.1 < <0.01 < Pentanoato de metil Butanoato de propil 1.4 <0.01 > Pentanoato de etil

34 Biofiltración Avanzada: Resultados reducción olores Conc. Olor uo E /m Inlet Outlet

35 Comparativa CAPEX OPEX en línea de Fangos de EDAR

36 Comparativa CAPEX OPEX en línea de Fangos de EDAR

37 Comentarios finales La biofiltración avanzada es una tecnología de depuración de emisiones de olor muy eficiente Permite depurar emisiones que contengan contaminantes biodegradables como los presentes en depuradoras, plantas de tratamiento de residuos ya sean municipales como de residuos animales o de procesos varios de fabricación La biofiltración avanzada presenta un CAPEX elevado comparado con otras tecnologías pero si se realiza un estudio de CAPEX+OPEX resulta ser, en la mayoría de las ocasiones en tan solo unos 4-5 años incluso más económica que otras tecnologías de desodorización como son los lavados químicos o los filtros de carbón activado y ofrece una eficiencia de desodorización mucho más elevada La Biofiltración Avanzada es una tecnología robusta y probada en un gran número de aplicaciones como muestra que en la actualidad, tan solo a nivel nacional estamos tratando más de 2M de m 3 /h con esta tecnología

38 Gracias por su atención Isidre Lorenzo Sílvia Nadal Labaqua Barcelona