SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADO DEL RELLENO SANITARIO PARQUE AMBIENTAL LOMA DE LOS COCOS

VICTORIA ALEJANDRA ARELLANO PÁJARO

Momento Individual

UNIVERSIDAD DE MANIZALES FACULTAD DE CIENCIAS CONTABLES, ECONÓMICAS Y ADMINISTRATIVAS

MAESTRÍA EN DESARROLLO SOSTENIBLE Y MEDIO AMBIENTE BARRANQUILLA – ATLÁNTICO

2015

RESUMEN En el presente ensayo, se pretendió proponer un sistema de tratamiento de lixiviado que trate la totalidad del lixiviado generado en el relleno sanitario Parque Ambiental Loma De Los Cocos y que a la vez cumpla con la norma de vertimiento y de reúso vigente de Colombia.

Para la obtención de los resultados trazado se efectuó una identificación de los datos relevantes para el diseño de un sistema de tratamiento de lixiviado, se efectuó un análisis de la características puntuales del lixiviado del relleno sanitario y por último, se propuso un sistema de tratamiento que permitiera el reuso del agua.

Para la elaboración del documento se utilizó primordialmente, las caracterizaciones al lixiviado efectuada en el 2014, lamentablemente estas no incluyen todos los parámetros de control que menciona el artículo 14 de la resolución 631 de 2014, se analizó 2 propuestas de sistemas de tratamiento propuestas a la empresa Caribe Verde S.A. E.S.P. (empresa operadora del relleno sanitario) e información bibliográfica sobre sistemas de tratamientos de lixiviado.

De acuerdo a la información obtenida, se identificó el sistema de osmosis invers, como un sistema de tratamiento que permite la obtención de un efluente con alta calidad, que permite la utilización del lixiviado tratado para riego de vías y jardines, sin necesidad de un tratamiento adicional, no obstante, en el documento también se mencionan algunos aspectos a tener en cuenta ante el uso de este sistema, como el tratamiento del rechazo o concentrado que puede representar el 35% del lixiviado tratado y los altos costos de inversión.

INTRODUCCIÓN Uno de los problemas más importantes que aqueja a la humanidad son los generados por la gestión inadecuada de los residuos sólidos, la cual ocasiona deterioro a la calidad ambiental y representa un riego sanitario a las personas expuestas a estos, principalmente por transmisión de enfermedades a través de vectores o de exposición directa.

Una de las técnicas de disposición final de residuos sólidos ordinarios ampliamente aceptada es la técnica de relleno sanitario, la cual a groso modo, se basa en efectuar enterramiento de los residuos de una forma técnica y ambientalmente controlada. Las actividades generales que se efectúan en un relleno sanitario corresponde a:

1. Actividades de adecuación: en donde se desarrolla el movimiento de tierra, impermeabilización, construcción de vías, chimeneas y filtros.

2. Actividades de disposición final: realizando actividades tales como la recepción de los residuos, disgregación de los residuos, compactación de los residuos y cobertura

3. Actividades de Mantenimiento: corresponde a las actividades de sustento del relleno sanitario, siendo las más relevantes la extracción de material de cobertura, mantenimiento de vías, manejo de lixiviado y biogás.

4. Actividades de clausura: correspondiente básicamente a la capa de cobertura final

Si bien es aparentemente una técnica de bajo costo, esta tiene asociada múltiples impactos ambientales productos de la ejecución de las actividades de disposición final, las cuales pueden generar afectación a la población circunvecina al relleno sanitario, entre los impactos ambientales más relevantes están: manejo de lixiviado, generación de biogás, olores y demanda de terreno.

Con respecto a los lixiviados de rellenos sanitarios, estos son reconocidos como de difícil tratamiento por la diversidad de sustancias que pueden tener, además, la determinación de un sistema de tratamiento no ha podido generalizarse como en algunos procesos industriales, por la gran variación considerable de los componentes de los mismos, entre uno y otro relleno, esto dado por la incidencia del clima, la operación del relleno sanitario y la dependencia a las característica físico químicas de los residuos sólidos dispuestos en el relleno sanitario.

En el presente trabajo, se efectuara una propuesta de sistema de tratamiento de lixiviado, que permita darle reúso al lixiviado que se generan en el relleno sanitario Parque Ambiental loma de los Cocos, el cual, recibe principalmente los residuos generados en el distrito de Cartagena de Indias.

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo general Proponer un sistema de tratamiento de lixiviado que trate la totalidad del lixiviado generado en el relleno sanitario Parque Ambiental Loma De Los Cocos que cumpla las normas de vertimiento y de reúso de Colombia.

1.2. Objetivos específicos

Realizar una identificación de los datos relevantes para el diseño de un sistema de tratamiento de lixiviado en el relleno sanitario

Analizar las caracterizaciones efectuada por la compañía al lixiviado en el año 2014.

Proponer un sistema de tratamiento de lixiviado viable que permita el uso del agua tratada para el riego de vías.

2. MARCO TEÓRICO Y DISCUSIÓN

2.1. DESCRIPCIÓN DEL LIXIVIADO DEL RELLENO SANITARIO PARQUE AMBIENTAL LOMA DE LOS COCOS

El Parque Ambiental Loma de los Cocos cuenta con un área de 63.87 hectáreas, de las cuales 41,47 hectáreas serán ocupadas por residuos sólidos domiciliarios, teniendo una vida útil de 20 años, la cual empezó a contar desde el año 2005. A corte del 2014 en el relleno sanitario se disponen 1.125 toneladas por día de residuos sólidos ordinarios teniendo un área intervenida de 15 hectáreas.

Los lixiviados que se generan por la descomposición natural de los residuos en el Parque Ambiental, son recolectados por medio de una red de filtros de fondo que se construyen en la fase de adecuación de los módulos de disposición; filtros perimetrales que colectan el lixiviado de los taludes perimetrales de la masa dispuesta de residuos; y bombas neumáticas que extraen lixiviado de forma activa de la masa de residuos. Los lixiviado generado por los residuos son conducidos a cinco piscinas de almacenamiento (llamadas pondaje) la cuales tienen en total una capacidad de almacenamiento de 16.569 m3, de estas piscinas solo dos, son receptoras, es decir, que tiene descarga directa de lixiviado recibiendo entre las dos un caudal promedio de 1,1 l/s de lixiviado, mientras las otras tres, son catalogadas como piscinas de emergencias, en donde se deposita lixiviado cuando el límite permitido en las piscinas receptoras es sobrepasado. (Caribe Verde S.A. E.S.P., 2014)

Foto 1 Filtro Colector de fondo de lixiviado

Fuente: Caribe Verde, 2014

Foto 2 Piscinas de almacenamiento de lixiviado

Fuente: Caribe Verde, 2014

De acuerdo a las caracterizaciones físicas químicas efectuadas en el 2014 por laboratorios acreditados, al lixiviado que llega a las piscinas receptoras del relleno sanitario parque ambiental loma de los cocos, tiene las siguientes características:

Tabla 1 Caracterización físico química de lixiviado del relleno sanitario Parque Ambiental Loma de los Cocos – periodo 2014

Parámetro ENERO-14 ABRIL-14 JULIO-14 Limite máximo

Res. 631 de 2015

PONDAJE I

PONDAJE IV

PONDAJE I

PONDAJE IV

PONDAJE I

PONDAJE IV

Aceites y Grasa mg/l

21,5 9,25 6,5 <LD 12,5 12,25 20

Alcalinidad mg/l 4372 7889,4 8040,65 6268,15 9706,85 8284,85 Análisis y reporte

Aluminio mg/l 5 11,9 <LD <LD <LD 0,4 3

Amonio mg/l 387,4 1349 1343 723 1772 1329,5 -

Cadmio mg/l 0,032 0,044 <LD <LD 0,026 0,031 0,05

Cloruros mg/l 3148 4484 4682,65 2875,05 4658,6 5952,2 500

Cobre mg/l 10,43 14,15 <LD 0,046 <LD <LD 1

Conductividad mS/cm

15,88 28,3 26,9 24,7 27,9 27,2 -

Cromo mg/l 0,054 0,053 0,153 0,147 0,261 0,283 0,5

DBO5 mg/l 450 18450 212,5 1190 794 990 800

DQOmg/l 13272,6 32951,8 4446 6530,1 8050 7750 2000

Hierro mg/l 1,84 32,35 1,089 2,55 1,33 1,18 3

Magnesio mg/l 233,6 1361,3 945,7 1319,8 43,31 59,41 Análisis y reporte

Mercurio mg/l 6,98 26,6 <LD <LD <LD <LD 0,02

pH 8,57 8 8,26 8,64 8,29 8,45 6- 9

Plomo mg/l <LD <LD <LD <LD 0,275 0,225 0,2

Sodio mg/l 4305 4725,4 4685,5 3243,6 962,3 998,3 -

SD mg/l 9867,5 27727,2 14061,2 15982,5 14647,5 15680 -

SST mg/l 95 520,45 37 246 82,5 188,7 400

SSV mg/l 99 266,6 36 179 67,5 150 -

ST mg/l 13412,5 48918,7 15118 16839 26224 16305 -

Tensoactivo mg/l 226,00 206,80

7,50 37,68 57,80 58,70 -

Zinc mg/l 0,095 0,43 0,061 0,209 0,375 0,459 3

Fuente: Caribe Verde, 2014

Es importante menciona, pondaje I recibe el lixiviado generado por la zona más antigua del relleno sanitario, mientras que el pondaje IV recibe de la zona más joven y actualmente activa, además que las caracterizaciones efectuadas por la compañía no posee todos los parámetros de referencia contenidos en el artículo 14 de la resolución

631 de 2014, faltando datos de solidos sedimentables, compuestos semivolatiles fenólicos, fenoles, SAAM, hidrocarburos totales, cianuro total, sulfatos, arsénico, bario niquel y plata.

2.2. SISTEMA DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADO A CONSIDERAR

Dada la gran variación que puede haber en la calidad de los lixiviados, hay muchos sistemas de tratamientos que pueden tenerse en cuenta para llevar el lixiviado a la calidad de vertimiento bajo la luz de la resolución 631 de 2014. La gama varía desde sistemas físico químicos tradicionales hasta sistemas de oxidación avanzada, estando la viabilidad de uno u otro tratamiento muchas veces determinada por los costos de inversión y mantenimiento.

Tabla 2 comparación entre tecnologías para el tratamiento de lixiviados de acuerdo a su rendimientos de remoción

Fuente: Giraldo, 2001

Teniendo en cuenta la tabla anterior, y a pesar de la complejidad de la operación asociada a la misma, considero pertinente el uso de un sistema de membrana para el tratamiento del lixiviado, tratando el lixiviado por medio de una planta de osmosis inversa.

Los sistemas de osmosis inversa se fundamentan básicamente en el paso del agua de un medio concentrado a uno menos concentración, pasando el líquido por una membrana semi-permeable aplicando presión. Para el caso del tratamiento del lixiviado, este ingresaría a la planta la cual cuenta de dos salidas, una para el agua permeada a través de la membrana siendo baja en Sales que puede ser utilizada para distintos propósitos, por ejemplo desde una caldera, hasta en la industria farmacéutica; y otra para el Concentrado (Rechazo) que puede ser recirculado a la masa de residuos. (ver Imagen)

Ilustración 1 Esquema Sistema de Tratamiento de Lixiviados

Fuente: Viridian Colombia S.A.S, 2013

Los argumento que soporta la selección de un sistema de tratamiento de osmosis inversa para el Relleno Sanitario Parque Ambiental Loma De Los Cocos Son:

Debido diseño de la red de fondo de conducción de lixiviado, hay una variación considerable entre el lixiviado que llega al pondaje I y el lixiviado que llega al Pondaje IV, contando con lixiviado joven y maduro, los cuales poseen concentraciones diferentes, sobre todo la relacionada con DBO5 y DQO. En el caso de los sistemas de tratamientos físico químicos, esto demandaría homogenización del lixiviado y ante variaciones considerable en la calidad, habría que recalcular las cantidades de reactivos a aplicar; para el caso de los sistemas de tratamientos biológicos esto podría repercutir en la muerte de los microorganismos utilizados y además, de acuerdo a la bibliografía consultada estos sistemas por si solo no alcanzan los porcentajes de remoción requeridos, los cuales son superior al 94% del DBO5 y DQO. Los sistemas se osmosis al ser un tratamiento prácticamente físico, no habría una afectación a la calidad del efluente ante variaciones en la calidad de lixiviado, no obstante, si es importante mencionar que podría afectarse la cantidad de rechazo o concentrado, el cual en la condiciones actuales de lixiviado podría estar alrededor del 35%.

La calidad del efluente tratado, cumple con creces los requerimientos del artículo 14 de la resolución 631 de 2015 y la norma de reúso, permitiendo el uso para riego de vías y mantenimiento de jardines. Pudiendo reducir la concentración alta de cloruros que posee el lixiviado del relleno sanitario.

Aun con lo anteriormente mencionado, un aspecto que se debe estudiar con cuidado es el manejo del concentrado del sistema, el cual puede ser manejado a bajo costo por medios de lechos de secado y disposición final en el relleno (si la autoridad ambiental lo permite) con el riesgo de que a largo plazo se puedan generar problemas en la operación, debido a que este concentrado aumenta la concentración de cloruros del

lixiviado y su conductividad, haciendo que se aumente la generación de concentrado y después de cierto nivel de cloruros no es posible tratarlo con el sistema propuesto.

Otro aspecto importante de mencionar, es el costo de la inversión de una planta de tratamiento de Ósmosis inversa de dos fases, con una capacidad de 120 m3/día, construida en un contenedor de 40 pies, lista para instalar en sitio, oscila en quinientos veinte mil Euros (520.000 Euros) antes de IVA (C-DEG, 2015). De igual forma, a partir del nuevo marco tarifario emitido por la Comisión de Regulación de Agua Potable y Saneamiento Básico –CRA- resolución 720 de 2015, hay un pago a través de tarifa del tratamiento de lixiviado, teniendo este sistema de tratamiento el mayor pago.

CONCLUSIONES

Hay diversos sistemas de tratamiento de lixiviado, que permiten dar cumplimiento a la actual

norma de vertimiento y/o a la norma de reúso, un aspecto importante para la elección del

sistema pertinente es las características del lixiviado, condiciones climáticas, aspectos

constructivos del relleno sanitario y la vida útil del relleno. Para el caso del lixiviado del

Relleno Sanitario Loma De Los Cocos, este posee una concentración importante de cloruros

los cual lo hace un aspecto importante a considerar para la elección del sistema de

tratamiento más la predominancia de condiciones no biodegrable de acuerdo a la relación

DBO5/DQO, un aspecto favorable identificado es que de acurdo a la información reportada

en el año 2014, hay una baja concentración de metales pesados, al punto de que esos

parámetros cumplen con la norma de vertimiento.

Un sistema de osmosis inversa, al basarse en una separación física no tiene incidencia el

grado de biodegrabilidad del lixiviado, y de acuerdo a la bibliografía permitiría la obtención

de un efluente listo para ser usado en riego, no obstante se identificaron aspectos a

considerar que podrían verse como desventajas del sistema, como el porcentaje de rechazo,

el cual demandaría un tratamiento para ellos.

En cuanto a costos, es un sistema de costos de inversión elevado, con demanda de

importante de energía, aun así estos costos pueden ser recuperados a través de la tarifa de

aseo.

BIBLIOGRAFÍA

Caribe Verde S.A. E.S.P. . (2014). Historico de caracterizacion de lixiviado del relleno sanitario Parque Ambiental Loma De Los Cocos. Cartagena.

C-Deg S.A.S. (2015). Oferta para el tratamiento del lixiviado generado en el relleno sanitario Loma de los Cocos. Bogotá.

Giraldo, E. (2001). Tratamiento de lixiviados de rellenos sanitarios: Avances recientes. Revista de Ingeniería No. 14 Universidad De Los Andes, 44-55.

Viridian Colombia S.A.S. (2014). Propuesta técnica para el tratamiento de lixiviados con ósmosis inversa para Caribe Verde S.A. E.S.P. Bogotá.