Tratamiento de Residuos Sólidos

Presentación del tema: "Tratamiento de Residuos Sólidos"— Transcripción de la presentación:

1 Tratamiento de Residuos Sólidos
Relleno Sanitario

2 Consideraciones generales

3 Definiciones Básicas Los vertederos son las instalaciones utilizadas para la evacuación, en los suelos de la superficie de la tierra, de los rechazos procedentes de los residuos sólidos. Relleno sanitario controlado se refiere a una instalación para la evacuación de RSM, diseñada y explotada para minimizar los impactos ambientales y sobre la salud publica. También se denomina como una unidad para la gestión de residuos sólidos. En Chile todos los instalaciones nuevas para evacuar RSM tienen que tipo relleno sanitario.

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7 Términos Importantes Vertido:
Proceso mediante el cual se depositan los residuos sólidos en un relleno sanitario, este proceso incluye la supervisión de flujos de residuos entrante, la colocación y compactación de los residuos, implantación de instalaciones para el control y la supervisión ambiental. Celda: Se utiliza para describir el volumen de material depositado en un relleno sanitario durante un periodo de explotación, generalmente un día. Una celda incluye: residuos sólidos depositados y la materia de cubrición.

8 Cubrición diaria: Consiste en 15 hasta 30 [cm] de suelo natural o materiales alternativos, que se aplican al final de cada periodo de operación. Los objetivos de la cubrición diaria son: Controlar el vuelo de materiales residuos. Prevenir la entrada o salida del relleno de vectores sanitarios. Controlar durante la operación la entrada de agua en el relleno.

9 Nivel: Capa completa de celdas sobre una zona activa del relleno sanitario. Una serie de niveles conforman un relleno sanitario. Berma o Terraza: Se utiliza cuando la altura del relleno sanitario excede los 125 [cm] a 2 [m]. Las bermas se utilizan para mantener la estabilidad de la pendiente del relleno sanitario, para la localización de los canales para el drenaje del agua superficial y para la localización de las tuberías de recuperación del gas del relleno.

10 Capa final de cubrición:
Se aplica a toda la superficie del relleno sanitario después de concluir todas las operaciones de vertido. La cubrición final consiste en múltiples capas de tierra y/o materiales como geomembranas diseñadas para facilitar el drenaje superficial, interceptar aguas filtrantes y soportar la vegetación superficial. Recubrimiento del relleno sanitario: Materiales (naturales y fabricados) que se utilizan para recubrir el fondo y en las superficies laterales del relleno sanitario. Están formados por capas de arcilla compactadas y/o geomembranas diseñado para evitar la migración del lixiviado y del gas.

11 Lixiviado: Es el liquido que se acumula en el fondo de un vertedero. Este liquido contiene diversos constituyentes derivados de la solubilizacion de los materiales depositados en el vertedero y de los productos de reacciones químicas y bioquímicas que se producen dentro del vertedero. Gas de vertedero: Es la mezcla de los gases que se encuentran dentro de un vertedero. La mayor parte del gas esta formado por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2).

12 Instalaciones para el control del vertedero:
Se incluyen recubrimientos, sistemas para la recogida y extracción del lixiviado, sistemas de extracción y recogida del gas vertedero, capas diarias y finales de cubrición. Supervisión Ambiental: Son las actividades asociadas a la recogida y análisis de muestras de agua y aire, que se utilizan para supervisar el movimiento de gases y del lixiviado del relleno sanitario.

13 Clausura del relleno sanitario:
Son los pasos que se deben seguir para cerrar y asegurar la zona del relleno sanitario una vez completada la fase de operación del relleno. Mantenimiento postclausura: Son las actividades asociadas con la supervisión y mantenimiento a largo plazo del relleno sanitario completado, normalmente 30 a 50 años.

14 Exposición general de la planificación, diseño y explotación de vertederos
Los elementos principales que se deben considerar son: Trazado y diseño de vertederos. Explotación y gestión de vertederos. Reacciones que se producen en los vertederos. Gestión de gases de vertederos. Gestión del lixiviado. Supervisión ambiental. Clausura y mantenimiento postclausura del vertedero.

15 Esquema de operaciones y procesos en rellenos

16 Preparación de la zona de vertido
Primer paso: Preparación de la zona para la construcción del vertedero. Se debe modificar el drenaje para canalizar la escorrentía fuera de la zona elegida. Otra tareas son la construcción de las vías de acceso (carreteras), instalaciones de pesaje, además de la delimitación de la zona con vallas.

17 Segundo paso: La siguiente fase es la excavación y preparación del fondo del vertedero y de las superficies laterales, se debe tener especial cuidado con las precipitaciones. La excavación se lleva a cabo gradualmente. La zona de trabajo inicial se excava hasta la profundidad diseñada, y se almacena el material excavado para su utilización posterior. La zona aireada y el equipamiento para supervisar las aguas subterráneas se instala antes de colocar el recubrimiento.

18 El fondo del vertedero se prepara para proporcionar drenaje para el lixiviado y se instala un recubrimiento de baja permeabilidad. Las instalaciones de recogida y extracción del lixiviado se localizan dentro o encima del recubrimiento (se extiende por las paredes escavadas laterales). Para la recuperación del gas en el fondo del vertedero, se pueden instalar zanjas horizontales. Para minimizar el escape de gases (COV), se aplica un vacío y el aire se aspira. Posteriormente el gas se quema en condiciones controladas.

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23 Colocación de residuos
Tercer paso: Los residuos se colocan en celdas, los residuos depositados en cada periodo de operación conforman una celda individual. Los residuos depositados por los vehículos de recogida y transferencia se esparcen en capas de [cm] y se compactan. Las alturas de las celdas varían de 240 a 360 [cm], la superficie de la celda se cubre con una capa delgada de tierra u otro material (15-30 [cm]). Para la recuperación del gas se construyen zanjas horizontales en las áreas ya cubiertas , en estas zanjas se cubren con grava y se instalan tubos de plástico perforados.

24 Vista en sección de un vertedero sanitario controlado

25 Cuarto paso: La cubrición final se diseña para minimizar la filtración de la precipitación atmosférica y para conducir el drenaje fuera de la sección activa del vertedero. Cuando han finalizado todas las actividades asociadas con el relleno se arregla la superficie y se mejora con la instalación de una cubierta final.

26 Gestión postclausura Quinto paso:
La supervisión y mantenimiento del vertedero una vez cerrado debe continuar por unos 30 a 50 años (plazo por ley contemplado en la legislación norteamericana). De sebe arreglar y mantener la superficie del vertedero para aumentar el drenaje, que se mantengan y operen los sistemas de lixiviados y del gas y que se supervise constantemente la detección de posibles focos de contaminación.

27 Desarrollo y clausura de un vertedero
Excavación e implementación del recubrimiento del vertedero

28 Vertido de residuos sólidos en el vertedero

29 Sección del vertedero clausurado

30 Métodos de vertido Los principales métodos para el vertido de RSU son:
Celda/Zanja. Zona. Vaguada/Depresión.

31 Método celda/zanja excavada:
Este método es ideal para zonas donde se dispone de una profundidad adecuada de material de cubrición y donde el nivel freático no se encuentra cerca de la superficie. Los residuos se colocan en celdas o zanjas excavadas en el suelo, la tierra excavada sirve para la cubrición final o diaria. Las celdas o zanjas se revisten con membrana sintética o con arcilla de baja permeabilidad, para limitar el movimiento de los gases y lixiviados.

32 Método de celda/zanja excavada

33 Método en zona: Este método se utiliza cuando el terreno es inapropiado para la excavación de celdas o zanjas. Se utilizan en zonas de alto nivel freático. La preparación del lugar implica la instalación de un revestimiento y de un sistema de control de lixiviados.

34 Método en zona

35 Método de vaguada/depresión:
Se utilizan como zonas de vertido vaguadas, barrancos y fosas de relleno suplementarios y canteras. Las técnicas de colocación y compactación de residuos varían según la geografía del terreno, las características del material de cubrición disponible, la hidrología y geometría del lugar. El relleno se comienza por la cabeza de la vaguada y se termina por la boca, para prevenir la acumulación de agua en la parte de atrás del vertedero.

36 Método de vaguada/depresión

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38 Consideraciones en la localización de Vertederos

39 Los factores que hay que tomar en cuenta para la localización de un vertedero son:
Distancia de transporte. Restricciones en la localización. Cantidad de terreno disponible. Acceso al lugar. Condiciones y topografía del lugar. Condiciones climatológicas. Hidrológia del agua superficial. Condiciones geológicas e hidrológicas. Condiciones ambientales locales. Usos potenciales del lugar tras la clausura.

40 Distancia de transporte:
Este parámetro afecta significativamente al diseño y la operación global de un sistema de gestión de residuos. Lo ideal son tener distancias mínimas. Pero lo mas usado son las grandes distancias. Restricciones en la localización: Hace referencia a los lugares donde se pueden situar los vertederos. Existen restricciones para la ubicación cerca de aeropuertos, terrenos aluviales, zonas húmedas, zonas con fallas conocidas, zonas de impacto sísmico y zonas inestables.

41 Disponibilidad de terreno:
En los lugares potenciales de ubicación, es importante asegurar que hay suficiente terreno disponible. Acceso al lugar: Como los vertederos están alejados de las carreteras existentes, esta la necesidad de construir carreteras de acceso, otra alternativa es el uso de ferrocarriles. Condiciones de uso de suelo y topografía: El material extraído en la etapa de construcción del vertedero, debe ser estudiado con el fin de conocer sus características geológicas e hidrológicas, con el fin de utilizar este material como material de cubierta

42 Condiciones climatológicas:
Hay que tener en cuenta las condiciones climatológicas del lugar en la evaluación de lugares potenciales. Un tiempo húmedo hará necesario el uso de lugares de vertido separados. La forma y fuerza del viento también deben considerarse cuidadosamente. Hidrología de aguas superficiales: Conocer la hidrología local de las aguas superficiales es muy importante para determinar las características del drenaje natural y de escorrentía, otro parámetro importante es la inundación.

43 Condiciones geológicas e hidrológicas:
Se necesitan datos sobre estos factores para valorar la contaminación potencial del lugar propuesto y establecer lo que hay que hacer en el lugar para asegurar que le movimiento de lixiviado o de los gases procedentes del vertedero no dañaran la calidad de las aguas. Condiciones ambientales locales: Operación con precauciones y teniendo cuidado en ruidos, olores, polvo, residuos volantes, impacto visual, vectores sanitarios, entre otros.

44 Uso final de vertederos llenos:
Una de las ventajas de un vertedero es que una vez completado, queda disponible para otros usos una superficie de terreno bastante grande

45 Problemas mayores de los rellenos sanitarios
Asentamiento Tratamiento de lixiviados Control de gases

46 Asentamiento de vertederos
Se produce cuando el material orgánico se descompone y pierde peso en forma de componentes gaseosos y lixiviados. Otra causa es la sobrecarga producida por la adición de niveles y la entrada y salida de agua del vertedero. Las consecuencias del asentamiento son: Roturas en la superficie y en la cobertura. Roturas y desplazamiento de las instalaciones de para la recuperación del gas. Interfiere en el uso final del vertedero después de su clausura.

47 Parámetros a considerar
Efecto de la descomposición de residuos: La descomposición de los componentes orgánicos ocasionan la perdida de alrededor de un 30 a 40% del total de la masa original, con esto se genera una perdida de volumen, esta puede ser rellenada con nuevos residuos, colocando un segundo nivel de residuos. Después de cerrar el vertedero, se seguirá perdiendo peso y volumen.

48 Efecto de la presión por la sobrecarga:
El peso especifico del material dispuesto en el vertedero aumentara con el peso del material colocado encima. Por lo tanto el peso especifico en un determinado nivel dependerá de la profundidad del nivel. El peso especifico máximo de los residuos sólidos en un vertedero bajo presión por sobrecarga variara de 1100 a 1300 [kg/m3] Se utiliza la siguiente relación para estimar: SWp = Peso especifico de un material residual a una presión [kg/m3] SWi = Peso especifico compactado inicial de residuos [kg/m3] p = Presión por sobre carga [kg/m2] a = Constante empírica [kg/m2] b = Constante empírica [m3/kg]

49 La compactación inicial. Las características de los residuos.
Extensión del asentamiento: Depende de: La compactación inicial. Las características de los residuos. El grado de descomposición. La altura del vertedero lleno. Según los estudios aproximadamente el 90% del asentamiento final se produce durante los primeros 5 años.

50 Asentamiento superficial de vertederos compactados

51 Lixiviado

52 Rotura de tuberia de lixiviado

53 Tratamiento de lixiviado
Mas simple: Lagunas de evaporación: DQO/DBO5 es reducido por procesos biológicos en la laguna Solidos de sedimentan Solidos devueltos al relleno sanitario

54 Tratamiento de lixiviado
Convencional 1. Sedimentación en tanques 2. Tratamiento biológico controlado (por ejemplo por lodo activado) 3. Solidos son digerido por procesos anaerobios

55 Tratamiento de lixiviado
Modernos Convencional Tratamiento con membranas (NF y RO) para remover N, P, AOX

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58 Gases

59 Tratamiento de gases Mas simple: Ventiladores
Evitar acumulación de gases en el relleno Pequeños rellenos (poco gas) Gas sale directamente al ambiente

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61 Tratamiento de gases Convencional: Antorchas
Gas se quema in-situ (cuando sale del relleno) Antorcha se mantiene con el flujo de gas Gas de combustión sale directamente al medio ambiente

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64 Tratamiento de gases Moderno: Producción de energía eléctrica
Gas se colecta Gas se quema controlado y la energia se recupera

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66 Energía del gas de relleno sanitario
350 a 600 Btu/ft3 – 12 a 17 MJ/m3 Aprox. la mitad del gas natural. Relleno sanitario de personas: Planta de generación de energía de 1-3 MW Energía para 1000 – 2000 casas Volumen de gas: m3/kg residuos biodegradable

67 Low-grade LFG fuel - Utilization of LFG as a low-grade fuel typically requires minimal processing, involving condensate removal chamber(s) as part of the LFG collection system and moisture knockout pots to reduce the amount of moisture in the gas stream. Medium-grade fuel - Additional gas treatment devices are used to extract more moisture (with contaminants) and finer particulate matter. The process typically involves compression and refrigeration of LFG and/or chemical treatment or scrubbing to remove additional moisture and trace gas compounds such as mercaptans, sulfur compounds, siloxanes, and volatile organic compounds. High-grade fuel - Utilization of LFG as a high-grade fuel involves extensive gas pretreatment to separate the carbon dioxide and other major constituent gases from the methane and to remove impurities including mercaptans, sulfur compounds, hydrogen sulfide and volatile organic compounds, and gas compression to dehydrate the gas.

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