EFLUENTES GASEOSOS

EFLUENTES GASEOSOS Estáticas: a su vez pueden subdividirse en fuentes zonales (producción agrícola, minas y canteras, zonas industriales), fuentes localizadas (fábricas de productos químicos,   productos minerales minerales no metálicos, industr industr

ias básicas de metales, centrales de

generación de energía) y fuentes municipales (por ejemplo, calefacción de viviendas y edificios, incineradoras de residuos municipales y fangos cloacales, chimeneas, cocinas, servicios de lavandería y plantas de depuración). 

Móviles: como los vehículos con motor de combustión (p. ej., vehículos ligeros con

motor de gasolina, vehículos pesados y ligeros con motor diesel, motocicletas, aviones incluyendo fuentes lineales con emisión de gases y partículas del conjunto del tráfico de vehículos). Contaminantes químicos Desde el punto de vista de su origen, los contaminantes químicos se pueden dividir en dos grupos: 1. Primarios: Son los emitidos directamente desde los focos contaminantes. 2. Secundarios: Se originan en la atmósfera por reacción entre dos o más contaminantes  primarios o con constituyentes normales del aire. Contaminantes primarios: El aumento de los productos emitidos a la atmósfera como consecuencia del desarrollo industrial ha generado problemas que afectan al medio ambiente tanto local como global. La metodología de control a seguir es la siguiente: 1. Evitar o minimizar la generación de estos contaminantes. 2. Aprovechar la dilución de los contaminantes en el aire para evitar la acumulación de estos en una zona determinada. Si las técnicas de minimización minimización o dispersión no son aplicables o no cumplen cumplen el objetivo deseado deseado se hace necesario aplicar sistemas sistemas de separación de contaminantes químicos de la corriente gaseosa. Se dividen en:

1. Sistemas de captación de partículas 2. Sistemas de eliminación de contaminantes gaseosos Las partículas en suspensión incluyen gases de escape de motores diesel, cenizas en suspensión, polvos minerales. Los contaminantes gaseosos incluyen compuestos azufrados (por ejemplo, dióxido de azufre (SO2) y trióxido de azufre (SO3), monóxido de carbono, compuestos nitrogenados (por ejemplo, óxido nítrico (NO), dióxido de nitrógeno (NO2), amoníaco), etc. En la práctica, los sistemas de depuración de gases presentan una combinación de operaciones unitarias destinadas a eliminar los diferentes contaminantes de la corriente residual, en forma secuencial. Por ejemplo: 

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Eliminación de material particulado de mayor tamaño, mediante ciclones. Eliminación de material particulado fino, mediante filtros de alta eficiencia o

 precipitadores electrostáticos. 

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Eliminación de SO2, mediante absorción, adsorción, oxidación o reducción. Eliminación de compuestos orgánicos volátiles (por ejemplo, compuestos

odoríferos), mediante combustión a alta temperatura. Sistemas para remoción de material particulado Si la corriente gaseosa residual contiene material particulado, se puede utilizar  métodos de separación de sólidos de las corrientes gaseosas, tales como ciclones, filtros,  precipitadores electrostáticos y lavadores. 

Ciclones: Los ciclones son separadores inerciales formados en su cuerpo principal

  por un tubo cilíndrico ± cónico, en el cual entran los gases a depurar de forma tangencial por un conducto en forma de voluta (espiral), por este motivo las partículas se ven sometidas a una fuerza centrifuga que al cabo de un cierto número de vueltas, las hace chocar contra las paredes y depositarse en la parte inferior del cono. Ventajas:

- Gran sencillez de construcción. - Pueden soportar condiciones de temperaturas y físico-químicas muy duras. - Su mantenimiento es prácticamente nulo. - Nulo de consumo de servicios auxiliares (aire y agua). - No produce efluentes líquidos. - Producto recuperado seco. Desventajas: - Eficacia baja para pequeñas granulometrías. - Consumo elevado para obtener más eficacia apreciable en un determinado margen de granulometría. - Con algunos productos, debido a la alta velocidad de circulación, sufren abrasión. 

Filtros de tejidos: El fundamento de los filtros de tejido consiste en hacer pasar la

corriente de aire cargada de polvo a través del tejido que constituye la unidad filtrante, quedando retenidas, por simple tamizado aquellas partículas cuyo tamaño es mayor que el de dichos intersticios. Existen los siguientes tipos de filtros: o De limpieza mecánica: sacudida y vibración. o De aire contra corriente o De impulso de aire comprimido - De limpieza mecánica: Son los mas antiguos y su utilización cada vez menor, debido a que la limpieza no es muy efectiva. - De aire a contracorriente: Las limpiezas se efectúan haciendo pasar aire limpio a contracorreinte, con lo cual se desprende la capa mas externa.

- De impulsos de aire comprimido: Las mangas se limpian por hileras mediante inyección de aire comprimido durante un corto periodo de tiempo (30 a 60 min). Es muy efectivo y se utiliza mucho en la actualidad. Ventajas: - Eficacia muy alta, siendo esta independiente del tamaño de las partículas. - Perdida de carga y consumo de energía moderado. - No produce efluentes líquidos. - Costo inicial medio. - Producto recuperado seco. Desventajas: - Su uso está limitado por las altas temperaturas. - Peligro de explosiones e incendios. - Costes de mantenimientos elevados debido a la sustitución de las mangas. 

Precipitadores electroestáticos: El principio de funcionamiento se basa en el hecho

en que las partículas cargadas eléctricamente sometidas a la acción de un campo eléctrico son atraídas hacia electrodos colectores, depositándolos sobre ellos. Los precipitadores eelctroestáticos están constituidos por una carcaza metálica cerrada  por la que circulan los gases. Ventajas: - Altas eficacias que pueden alcanzarse incluso con muy pequeñas partículas. - Producto recuperado seco - Pérdida de carga muy baja. Gastos de operación muy bajos. - Bajo mantenimiento, ya que las partes móviles son mínimas.

Desventajas: - No se adaptan bien a condiciones variables. - Algunos materiales son prácticamente imposibles de captar debido a la resistividad muy alta o muy baja. - Necesita un ciclón previo para reducir la carga de polvo a la entrada del electrofiltro. - No pueden manejar gases o polvos explosivos. - Costo inicial muy alto (son los equipos más caros). 

Lavadores y absorbedores húmedos (scrubbers): Los lavadores y absorbedores

húmedos son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en un gas portador a un líquido absorbedor en la fase mezcla gas-líquido, debido a la colisión entre las  partículas de polvo y las gotas de líquido en suspensión en el gas. Ventajas: - Captan a la vez gases y partículas. - Sencillez de construcción. - Mantenimiento limitado. - Pueden soportar duras condiciones de temperatura y físico-químicas. - Pueden manejar productos muy difíciles de tratar por otros medios (pastosos, explosivos) Desventajas: - Transfieren la polución al líquido. - Para una alta eficacia, el costo global es alto. - Corrosión y abrasión en algunos casos. Sistema de eliminación de contaminantes gaseosos o Procesos de absorción o Procesos de adsorción

o Procesos de combustión o Procesos de reducción

Proceso de absorción Basan su funcionamiento en el hecho de que los gases residuales están compuestos de mezclas de sustancias en fase gaseosa, algunas de las cuales son solubles en fase líquida. En el proceso de absorción de un gas, el efluente gaseoso que contiene el contaminante a eliminar se pone en contacto con un líquido en el que el contaminante se disuelve. La transferencia de materia se realiza por el contacto del gas con el líquido en lavadores húmedos o en sistemas de absorción en seco.

Proceso de adsorción Una alternativa a los sistemas de absorción por líquido lo constituye la adsorción de los contaminantes sobre sólidos. En los procesos de adsorción los gases, vapores y líquidos se retienen sobre una superficie sólida como consecuencia de reacciones químicas y/o fuerzas superficiales. Se produce una difusión desde la masa gaseosa hasta la superficie externa del sólido y de las moléculas del gas dentro de los poros de sólido seguida de la adsorción propiamente dicha de las moléculas del gas en la superficie del sólido. Los sólidos más adecuados para la adsorción son los que presentan grandes relaciones superficie-volumen, es decir, aquellos que tienen una elevada   porosidad y área superficial para facilitar el contacto sólido-gas: tierra de Fuller,  bauxita, carbón activado, alúmina activada, tamices moleculares, etc. Periódicamente, es necesaria la sustitución o regeneración del adsorbente para que su actividad no descienda de determinados niveles.

Proceso de combustión La combustión constituye un proceso apropiado par la eliminación de compuestos orgánicos transformándolos en dióxido de carbono y vapor de agua y también es válido  para determinadas sustancias inorgánicas. Tipos de combustión: Espontánea: Cuando se trata de eliminar gran parte de los gases que son tóxicos que tienen olores fétidos, la combustión ha de realizarse a alta temperatura y con tiempo de retención controlado, por lo que el coste de combustible puede ser elevado.

Procesos catalíticos: Con el fin de realizar la combustión a temperaturas más bajas, suele utilizarse la combustión en presencia de un catalizador, por lo general un metal de transición depositado en una matriz de alúmina. Este tipo de combustión suele emplearse

en

la

eliminación

de

trazas

de compuestos

que

contienen

fenoles, formaldehido, azufre, etc. Un problema que presenta la combustión catalítica es la del envenenamiento del catalizador por algunas sustancias en forma de partículas.

Proceso de reducción Se emplea cuando el compuesto que se desea eliminar puede transformarse en un compuesto no tóxico por reacción con un agente reductor. Puede ser catalítico o no catalítico, según se use o no un catalizador. Reducción NO catalítica: Consiste en inyectar en la corriente gaseosa un gas reductor,  provocando su reacción con los agentes contaminantes. Reducción catalítica: Sistema semejante al de combustión catalítica, siendo las diferencias fundamentales el tipo de catalizador a emplear y la necesidad de inyectar   previamente el gas reductor para que reaccione con el compuesto contaminado.

EFLUENTES SÓLIDOS Los desperdicios sólidos son todos aquellos que se derivan de las actividades humanas y animales y se desechan por inservibles o indeseables procedentes de diversas actividades industriales. Elementos funcionales Las actividades relacionadas con el manejo de los desperdicios sólidos, desde el punto donde se generan hasta su colocación final son: Generación de los desperdicios: Engloba aquellas actividades en las cuales se determina que los materiales ya no tienen valor y se tiran o se recolectan para su colocación final. Manejo, almacenamiento y procesamiento en el sitio: Engloba actividades relacionadas con el manejo, almacenamiento y procesamiento de los desperdicios sólidos en el punto de generación o en sus inmediaciones.

Recolección: El elemento funcional de la recolección incluye el acopio de los desperdicios sólidos y el transporte, después de recolectarlos, al lugar donde se vacía el vehículo de recolección. Transferencia y transporte: La transferencia de los desperdicios del vehículo de recolección más pequeño hasta el equipo de transporte más grande. El transporte subsecuente de los desperdicios, que por lo general abarca largas distancias, hasta el sitio de su colocación final. Procesamiento y recuperación: Incluye todas las técnicas, equipos, instalaciones utilizadas para mejorar la eficiencia de los demás elementos funcionales. Colocación final: Es el último destino de los desperdicios sólidos. Generación de los desperdicios sólidos El termino desperdicios sólidos los incluye a todos y también engloba todas las fuentes, tipos de clasificación, composición y propiedades. 

Desperdicios sólidos convencionales - Desperdicios alimenticios - Basura - Cenizas y sobrantes - Desperdicios de construcción y demolición - Desperdicios especiales - Desperdicios de las plantas de tratamiento - Desperdicios agrícolas

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Desperdicios sólidos convencionales: En la mayor parte de los edificios de

oficinas, comercios e industrias, los desperdicios sólidos que se acumulan en oficinas individuales o centros de trabajo se recolectan por lo general en recipientes grandes, montados sobre rodillos. Luego se vacían en recipientes de almacenamientos y compactadores.

Desperdicios peligrosos: Se almacenan en recipientes especiales, y personal

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entrenado es responsable del manejo de estos desperdicios. Almacenamiento en el sitio: El tipo de recipiente a utilizar, la ubicación del

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recipiente, la salud pública y estética, los métodos de recolección a utilizar. 

Los recipientes: Los tipos y capacidades de los recipientes utilizados dependen de

las características de los desperdicios sólidos a recolectar, la frecuencia de recolección y el espacio disponible para la colocación de los mismos. 

Ubicación de los recipientes: Depende de la disponibilidad de espacio como de las

condiciones de acceso para servicio. 

Procesamiento de los desperdicios sólidos en el sitio: Recuperación de materiales

utilizables de los desperdicios sólidos, reducción del volumen, alteración de la forma física. Recolección de los desperdicios sólidos Este elemento funcional es uno de los más costosos, se presentan en 4 partes que tratan sobre: 1. Tipos de servicio de recolección 2. Tipos de sistema de recolección 3. Un análisis de los sistemas de recolección 4. Metodología general que se utiliza para el establecimiento de las rutas de recolección 1. Servicios de recolección, los diferentes tipos son: - Comercial-Industrial - Desperdicios peligrosos

2. Tipos de sistemas de recolección - Sistema de recipientes remolcados (Camión grúa o enganche, recipiente de estructura inclinable, remolque de basura) - Sistema de recipientes estacionarios 3. Equipo para la recolección de residuos peligrosos Varía según las características de los desperdicios. Para distancias cortas se prefieren métodos de almacenamiento en tambores y recolección con un camión con plataforma   plana, a medida que se incrementan las distancias, se utilizan carros tanques mas grandes, remolques e incluso vagones de ferrocarril. Transferencia y transporte Esta operación se vuelve necesaria cuando las distancias se incrementan hasta un punto en el cual el arrastre directo no es económico. 1. Tipos de estaciones de transferencia: De descarga directa, de descarga y almacenamiento, y la combinación de ambas. 2. Transporte por medio de vehículos de motor: Éstos deben cumplir requisitos para transportar por carretera, como transportar con un costo mínimo, los desperdicios deben estar cubiertos durante la operación de arrastre, no exceder los limites de peso  permitidos, la descarga debe ser simple y confiable. 3. Transporte por ferrocarril 4. Transporte por vía acuática 5. Transferencia y transporte de desperdicios peligrosos. Procesamiento y recuperación de los recursos Los puntos a considerar incluyen: 1. Técnicas de procesamiento 2. Técnicas de procesamiento para desperdicios peligrosos 3. Sistema de recuperación de materiales 4. Recuperación de productos de conversión biológica 5. Recuperación de productos de conversión química

6. Recuperación de energía a partir de los productos de conversión Riesgo asociado al manejo de los residuos sólidos Gestión negativa: a)

Enfermedades provocadas por vectores sanitarios : Existen varios vectores

sanitarios de gran importancia epidemiológica cuya aparición y permanencia pueden estar relacionados en forma directa con la ejecución inadecuada de alguna de las etapas en el manejo de los residuos sólidos.   b)

Contaminación de aguas: La disposición no apropiada de residuos puede

 provocar la contaminación de los cursos superficiales y subterráneos de agua, además de contaminar la población que habita en estos medios. c)

Contaminación atmosférica: El material particulado, el ruido y el olor 

representan las principales causas de contaminación atmosférica d)

Contaminación de suelos: Los suelos pueden ser alterados en su estructura

debida a la acción de los líquidos percolados dejándolos inutilizada por largos periodos de tiempo e)

Problemas paisajísticos y riesgo: La acumulación en lugares no aptos de residuos

trae consigo un impacto paisajístico negativo, además de tener en algunos caso asociado un importante riesgo ambiental, pudiéndose producir accidentes, tales como explosiones o derrumbes. f)

Salud mental: Existen numerosos estudios que confirman el deterioro anímico y

mental de las personas directamente afectadas. Relleno Sanitario con manejo inadecuado. Gestión positiva: a)

Conservación de recursos : El manejo apropiado de las materias primas, la

minimización de residuos, las políticas de reciclaje y el manejo apropiado de residuos traen como uno de sus beneficios principales la conservación y en algunos casos la recuperación de los recursos naturales. Por ejemplo puede recuperarse el material orgánico a través del compostaje.

b)

Reciclaje : Un beneficio directo de una buena gestión lo constituye la

recuperación de recursos a través del reciclaje o reutilización de residuos que pueden ser  convertidos en materia prima o ser utilizados nuevamente. c)

Recuperación de áreas : Otros de los beneficios de disponer los residuos en

forma apropiada un relleno sanitario es la opción de recuperar áreas de escaso valor y convertirlas en parques y áreas de esparcimiento, acompañado de una posibilidad real de obtención de beneficios energéticos (biogás). Sistemas de tratamientos de residuos sólidos Los residuos sólidos de origen industrial ofrecen una gran oportunidad para implementar una gestión adecuada, con vistas a recuperar recursos materiales y facilitar  el vertido de aquellos que no tengan valor comercial. Los residuos industriales inertes o aquellos asimilables a residuos urbanos no requieren mayor tratamiento y se pueden depositar en vertederos controlados. Sin embargo, los residuos sólidos peligrosos deben ser tratados y reducidos a formas inocuas antes de su vertido final. Confinamiento de los residuos sólidos industriales Tratamiento biológico de los residuos biodegradables 

Biodegradación anaeróbica: La biodegradación se realiza en ausencia de oxígeno,

  para así promover la acción de bacterias anaeróbicas. Estos procesos ocurren naturalmente en los vertederos controlados donde se deposita residuos sólidos  biodegradables. 

Degradación aeróbica: Este proceso consiste en promover la biodegradación bajo

condiciones aeróbicas a temperaturas en el rango 40-65ºC, lo que permite transformar el residuo biodegradable en un sólido húmico de alto poder nutritivo para uso agrícola (Compost). Sin embargo, debe estar libre de metales pesados u otros compuestos que  puedan afectar la calidad del suelo Destrucción térmica de los residuos sólidos

Aquellos residuos sólidos que son inestables a altas temperaturas pueden ser  destruidos mediante tratamiento térmico. Dicho tratamiento térmico puede ser efectuado en ausencia o en presencia de aire. Tratamiento químico de residuos peligrosos Algunos residuos sólidos peligrosos que presentan características de toxicidad, corrosión o reactividad pueden ser neutralizados mediante reacciones químicas ácido base y oxidación-reducción. Estabilización y solidificación de residuos peligrosos Aquellos residuos sólidos peligrosos que tienen tendencia a disolverse en agua o a volatilizarse (por ejemplo, metales pesados solubles en agua, solventes orgánicos volátiles) deben ser estabilizados adecuadamente.

EFLUENTES LÍQUIDOS Los efluentes líquidos son fundamentalmente las aguas de abastecimiento de una   población, después de haber sido impurificadas por diversos usos. Desde el punto de vista de su origen, resultan de la combinación de los líquidos o desechos arrastrados por  el agua, procedentes de las viviendas, instituciones y establecimientos comerciales e industriales, más las aguas subterráneas, superficiales o de precipitación que pudieran agregarse. Todas estas aguas afectan de algún modo la vida normal de sus correspondientes cuerpos receptores. Cuando este efecto es suficiente para hacer que los mismos no sean susceptibles de una mejor utilización, se dice que están contaminados. Fuentes de contaminación del agua Las aguas residuales pueden tener los siguientes orígenes: Agrícola ganadero: Son el resultado del riego y de otras labores como limpieza ganadera, que pueden aportar al agua grandes cantidades de estiércol y orines (materia orgánica, nutrientes y microorganismos). Uno de los mayores problemas es la contaminación con nitratos.

Origen Doméstico: Son las que provienen de núcleos urbanos. Contienen sustancias   procedentes de la actividad humana (alimentos, deyecciones, basuras, productos de limpieza, jabones, etc.). Origen pluvial: Se origina por arrastre de la suciedad que encuentra a su paso el agua de lluvia. Origen industrial: Los procesos industriales generan una gran variedad de aguas residuales, y cada industria debe estudiarse individualmente. Contaminantes del agua Físicos: Fenómenos físicos que aparecen por episodios de contaminación (Aspecto, color, olor, turbidez, sabor, temperatura, conductividad). Químicos: Según su naturaleza química pueden ser inorgánicos u orgánicos. Biodegradables: Transformables por mecanismos biológicos que pueden conducir a la mineralización. - Persistentes: No sufren biodegradación en un medio ambiente en particular o bajo un conjunto de condiciones experimentales específicas. - Recalcitrantes: intrínsecamente resistentes a la biodegradación. Biológicos: Los microorganismos son los causantes de la contaminación biológica de las aguas. Estos pueden ser patógenos, inocuos o de gran utilidad para la autodepuración. Fuentes de contaminación del agua Fuentes localizadas: vertido de residuos a una masa de agua receptora en un lugar  específico, por ejemplo, a través de una alcantarilla o algún tipo de salida de un sistema cerrado. Fuentes no localizadas (dispersas): contaminación de una masa de agua receptora   procedente de fuentes dispersas en la cuenca hidrográfica, como ocurre en el caso de cursos de agua de lluvia que fluye a un curso de agua. Las fuentes no localizadas reciben también el nombre de aguas ³difusas´, aunque el término de fuentes dispersas es quizá más descriptivo.

Fuentes intermitentes: contaminación procedente de un punto o una fuente que sólo se descarga en determinadas circunstancias, como, por ejemplo, en condiciones de sobrecarga. Ejemplos típicos de estas fuentes son los desbordamientos de aguas residuales durante períodos de lluvias fuertes.

Tratamiento de Efluentes Líquidos Es el conjunto de los procesos destinados a alterar las propiedades o la composición física, química o biológica de los efluentes líquidos, de manera que se transformen en vertidos inocuos más seguros para su transporte, capaces de recuperación y almacenaje, o más reducidos en volumen. Clasificación de los contaminantes y sus métodos de tratamiento A fin de interpretar fácil y adecuadamente los procesos anteriormente mencionados, resulta conveniente establecer una clasificación general de los contaminantes y sus tratamientos asociados:

Tratamiento de aguas residuales Pasos de tratamiento: En el tratamiento de aguas residuales se pueden distinguir hasta cuatro etapas que comprenden procesos químicos, físicos y biológicos: Tratamiento preliminar, destinado a la eliminación de residuos fácilmente separables y en algunos casos un proceso de pre-aireación. Tratamiento primario que comprende procesos de sedimentación y tamizado. Tratamiento secundario que comprende procesos biológicos aerobios y anaerobios y físico-químicos (floculación) para reducir la mayor parte de la DBO. Tratamiento terciario o avanzado que está dirigido a la reducción final de la DBO, metales pesados y/o contaminantes químicos específicos y la eliminación de patógenos y parásitos

Muchas industrias deberán emplear varios procesos de depuración para ajustarse a la calidad requerida para su vertido. Los procesos se pueden clasificar en: 1. Procesos Físicos 2. Procesos Químicos 3. Procesos Biológicos Residuos líquidos de origen industrial Las aguas residuales generadas en la actividad industrial (RIL) incluyen: o Aguas de enfriamiento o Aguas de procesos o Aguas de lavado de equipos o Aguas servidas Sistemas de tratamiento de residuos líquidos Sedimentación primaria Flotación por aire disuelto Equipo para la depuración: Flotación por aire disuelto. Tratamiento secundario Organismos Aeróbicos: Son aquellos que requieren oxígeno para llevar a cabo sus reacciones metabólicas. Generan CO2 como subproducto. Organismos Anaeróbicos: Son aquellos que crecen en ausencia de oxígeno. Generan CO2, CH4 y compuestos orgánicos de bajo peso molecular como subproductos. Tratamiento terciario Sistemas biológicos para la eliminación de nitrógeno: El amonio puede ser transformado en nitrato, utilizando bacterias nitrificantes en medio aeróbico; el nitrato puede ser eliminado en una etapa posterior.

Oxidación avanzada: Permite eliminar compuestos orgánicos tóxicos, compuestos cromóforos u otros compuestos orgánicos no biodegradables: Se pueden utilizar agentes oxidantes tales como ozono o peróxido de hidrógeno. Carbón activado La adsorción en carbón activado se utiliza para eliminar metales, compuestos orgánicos, y cromófobos. El contaminante se adsorbe en la superficie del carbón; sin embargo, ello resulta en un residuo sólido que debe ser tratado. Precipitación química: La precipitación química en el tratamiento de aguas residuales implica la adición de compuestos químicos para alterar el estado físico de compuestos disueltos y de sólidos suspendidos, y facilitar la separación sólido/líquido.