CONTROL DE MALOS OLORES EN SISTEMAS ANAEROBICAS

Transcripción

1 CONTROL DE MALOS OLORES EN SISTEMAS ANAEROBICAS Por: Ing. Carl-Axel P. Soderberg Presidente, Consejo Consultivo Asociación Interamericana de IngenieríaSanitaria y Ambiental (AIDIS) Director, División de Protección Ambiental del Caribe, Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA)

2 CAUSAS DE MALOS OLORES Sistema mal diseñado (caudal, carga orgánica). Sistema mal operado (acidificación de reactores anaeróbicos, acumulación de grasas). Descargas súbitas. Presencia de contaminantes incompatibles en el flujo de aguas usadas que llegan al sistema de tratamiento.

3 NIVELES DE Ph QUE AFECTAN SISTEMAS ANAEROBICAS* ph mayor de 7.5 ph menor de 6.5 *EPA

4 CONCENTRACIONES UMBRALES DE SUSTANCIAS ORGANICAS QUE AFECTAN LA DIGESTION ANAEROBICA* Sustancia Alcoholes Concentración (mg/l) Allyl 100 Crotonyl 500 Heptyl 500 Hexyl 1,000 Octyl 200 Propnegyl 500 *EPA

5 CONCENTRACIONES UMBRALES DE SUSTANCIAS ORGANICAS QUE AFECTAN LA DISGESTION ANAEROBICA* (Cont.) Hidrocarburos Clorados Concentración (mg/l) Cloroformo Tretracloruro de carbono Cloruro de metileno dicloroetano 1 Dicloropen 1 Hexaclorociclohexano 48 Pentaclorofenol.4 Tetracloroetileno 20 *EPA

6 CONCENTRACIONES UMBRALES DE SUSTANCIAS ORGANICAS QUE AFECTAN LA DIGESTION ANAEROBICA* (Cont.) Hidrocarburos clorados (Cont.) Concentración (mg/l) 1, 1, 1 tricloroetano 1 Tricloroetileno 20 Triclorotrifluormetano.7 Triclorotrifluoroeteno 5 Compuestos organicos de nitrógeno Acrilonitrilo 5 Otros compuestos orgánicos Bencidino 5 *EPA

7 CONCENTRACONES UMBRALES DE SUSTANCIAS INORGANICAS QUE AFECTAN LA DISGESTION ANAEROBICA* Sustancia Amonia 1,500 Arsénico 1.6 Boro 2 Cadmio.02 Cinc 5-20 Cromo ( +6 ) 5.50 Concentración umbral (mg/l) Cromo ( +3 ) Cobre *EPA

8 CONCENTRACIONES UMBRALES DE SUSTANCIAS INORGANICAS QUE AFECTAN LA DIGESTION ANAEROBICA* (Cont.) Sustancia Concentraciónumbral (mg/l) Cianuro 4 Hierro 5 Magnesio 1,000 Mercurio 1,365 Sodio 3,500 Sulfito 50 *EPA

9 FUENTES DE MALOS OLORES EN PLANTA DE TRATAMIENTO

10 MALORES OLORES A PESAR DE BUEN DISEÑO Y OPERACION ADECUADA Generación de los siguientes gases: Sulfuro (H 2 S) Sulfuro de carbonilo (COS) Disulfuro de carbono (CS 2 ) Mercaptanos de bajo peso molecular (R-SH) Tiofenos (C 4 H 4 S) Sulfuro de dimetilo ((CH 3 ) 3 S) Disulfuro de dimetilo ((CH 3 ) 2 S 2 ) Disulfuro de trimetilo ((CH 3 ) 2 S 3 )

11 TRATAMIENTO PARA EL CONTROL DE H 2 S Fisicoquímicos Biológicos

12 TRATAMIENTO FISICOQUIMICO Absorción Adsorción Oxidación térmica Oxidación química Oxidación catalítica Centrifugación Filtración

13 TRATAMIENTO BIOLOGICO Biofiltración Biolavadores Biofiltros de percolación

14 BIOFILTRACION Interacción del gas con medio orgánico (composta, tierra con material abultante-madera, plumas, hojarasca, piedras, partículas de poliestireno)

15 ESQUEMA DE UN BIOFILTRO

16 TASAS MAXIMAS DE REMOCION DE ALGUNOS COMPUESTOS CON BIOFILTROS Compuesto Formiato de metilo Sulfuro de hidrogeno Acetato de butilo Butano N-Butanol Acetato de etilo Tolueno Metanol Metanotiol Disulfuro de dimetilo Sulfuro de dimetilo Tasa maxima de remocion 35.0g/kg lecho seco/d 5.0g/kg turba seca/d 2.41.g/kg turba seca/d 2.41g/kg turba seca/d 2.40g/kg composta seca/d 2.03g/kg turba seca/d 1.58g/kg turba seca/d 1.35g/kg de lecho seco/d 0.90gS/kg turba seca/d 0.68gS/kg turba seca/d 0.38gS/kg turba seca/d

17 BIOLAVADORES Gas entra en contacto con agua en torre de aspersión o empacada con material inerte. Los compuestos indeseables serán absorbidos o disueltos en el agua. Posteriormente el agua con los componentes es tratada aerobicamente.

18 ESQUEMA DE UN BIOLAVADOR

19 BIOLAVADORES Restringido a compuestos con constantes adimensionales de Heniy menores a Biolavadores en comparación a biofiltros percoladores, poseen una baja relación area volumen ( m 2 /m 3 ), restringiendo el tratamiento de gases poco solubles en el agua.

20 BIOFILTROS PERCOLADORES O DE LECHO ESCURRIDO Gas entra en contacto con material inerte donde se ha desarrollado una biopelícula. El agua fluye a través del empaque. Recomendado para hidrocarburos halogenados, H 2 S y amoniaco.

21 ESQUEMA DE UN BIOFILTRO PERCOLADOR

22 COMPARACION ENTRE SISTEMAS BIOLOGICOS DE TRATAMENTEO DE GASES Tipo de sistema Composición Circulación de del medio agua Biofiltro Microorganismos No hay circulación inmovilizados en de agua soportes naturales con fuente de nutrientes. Biolavador Empaque inerte Agua en circulación constante Decripción Adsorción del contaminante en la biopelícula soportada en un medio natrual que provee nutrietes a los microorganismos. Se use un solo reactor. En una torre de aspersión se disuelven los contaminantes del gas que después son degradados biológicamente en un sistema de lodos activados. Se requieren dos sistemas, el absorbedor y el sistema de lodos activados. Area de aplicación Compuestos con concentración es menores a 1 mg/l con coeficientes de Henry menores a 10. Compuestos con concentración es menores a 5 mg/l y coeficientes de Henry menores a Ventajas Alta superficie de contacto gas-líquido Fácil arranque y operación. Bajos costos de inversión y operación. Soporta períodos sin alimentación Mejor control de la reacción. Posibilidad de evitar acumulación de subproductos. Equipos compactos. Baja caída de presión Desventajas Poco control sobre los fenómenos de reacción. Baja adaptación a altas fluctuaciones de flujo de gas. Mayor requerimiento de área. Baja superficie de contacto gas-líquido. No soporta periodos sin alimentación. General lodo residual. Arranque complejo. Necesidad de aireación extra. Altos costos de inversión, operación y mantenimiento. Necesidad de suministrar nutrientes.

23 COMPARACION ENTRE SISTEMAS BIOLOGICOS DE TRATAMENTEO DE GASES (Cont.) Biofiltro percolador Soported inerte con biopelícula en su superficie. Circulación de agua continua El gas se disuelve en la película de agua para entrar en contacto con los microorganismos. La absorción y la degradación suceden en un solo reactor. Concetraciones de compuestos menores a 0.5 mg/l con coeficientes de Henry menores a 1. Comprarables a las del biolavador. Baja superficie de contacto gas-líquido. Generación de lodos. No resiste periodos sin alimentación. Necesidad de suministrar nutrientes. Arranque complejo. Altos costos de inversión, operación y mantenimiento.

24 COMPARACION DE COSTOS ENTRE ALGUNOS TRATAMIENTOS BIOLOGICOS Y FISICOQUIMICOS* Tipo de tratamiento Biofiltracion Biolavador Lavado quimico Incineracion Tratamiento catalitico Costo USD/m *Adalberto Noyola

25 COMPARACION DE COSTOS DE INVERSION DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE MALOS OLORES EN LOS EE.UU. Parámetro Biofiltración Absorbedor con aspersión Absorbedor con aspersión y Costo de capital Costo annual de operación Costo de lodo residual procesado

26 COSTOS DE OPERACION DE BIOFILTROS Holanda y Alemania x - Estados Unidos xx A 1.5 US$ por cada 100,000 pies cúbicos de gas tratrado. 0.3 a 0.6 US$ por cada 100,000 pies cúbicos de gas tratado. X incluye costo de energía, reemplazo de medio filtrante y mantenimiento. Xx no incluye el reemplazo del medio filtrante (cada 5 años)

27 CONCLUSIONES Los sistemas fisicoquímicos requieren más costos de inversión y operación que los sistemas biológicos. Dentro de los sistemas biológicos, los biofiltros presentan los costos de inversión y operación más bajos, sobretodo cuando hay que tratar grandes volúmenes de gas con bajos concentraciones de contaminantes.