TTO DE LIXIVIADOS

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JAIME CAYOTOPA TORRES MICROBIOLOGÍA DEL TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS DE UN RELLENO SANITARIO

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JAIME CAYOTOPA TORRES

MICROBIOLOGÍA DEL TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS DE UN RELLENO SANITARIO

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Enterrar los residuos sólidos urbanos ha sido, y es aún, la práctica más utilizada por las sociedades del mundo para su manejo.A pesar de la creciente conciencia mundial sobre la necesidad de Reducir, Rehusar y Reciclar los materiales que fluyen a través de la sociedad.

Una vez que se han enterrado los residuos sólidos es necesariominimizar los impactos de esta práctica. Para empezar, el agua que ha entrado en contacto con la basura recoge gran cantidad de las sustancias que originalmente

estaban dentro del residuo, quedando de esa manera altamente contaminada. Esta agua se denomina lixiviado, y es uno de los líquidos más contaminados y contaminantes que se conozcan.

INTRODUCCIÓN

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Los lixiviados pueden contaminar a su vez aguas subterráneas, aguas superficiales y suelos.

Por esta razón, y para evitar que esto ocurra, los rellenos sanitarios se impermeabilizan, se drenan apropiadamente y los lixiviados recogidos por estos drenes, se deben tratar.

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Es un líquido de color oscuro, mal oliente que se genera en la descomposición de la materia orgánica y en la infiltración del agua de lluvia arrastrando a su paso componentes disueltos, en suspensión, fijos o volátiles altamente contaminantes.

LIXIVIADO

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Existen numerosas caracterizaciones de los lixiviados todos coinciden en un alto poder contaminante:

Alto contenido de Materia orgánica

Alto contenido de N (Amian¡aco)

Alto contenido de Fósforo

Alta concentración de patógenos

Metales pesados

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Los lixiviados de los países en desarrollo presentan concentraciones mucho mayores de DBO, amoniaco y sustancias perceptibles que los países desarrollados, la diferencia se debe a los altos contenidos de materia orgánica fácilmente biodegradable (MOFBD).

Los lixiviados de las áreas de los rellenos sanitarios que han sido recientemente rellenadas producen un lixiviado altamente contaminante, denominado lixiviado joven, mientras que los rellenos que tienen unos años (lixiviado viejo) tienen bajos índices de contaminación

CALIDAD DE LOS LIXIVIADOS

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CARACTERÍSTICAS TÍPICAS DE LOSLIXIVIADOS DE RELLENOS SANITARIOS

Parámetros Unidad

   

DQO mg/l

DBO mg/l

Sólidos suspendidos mg/l

Coliformes NMP/100ml

Fósforo total mgP/l

Cadmio mgCd/l

Cobre mgCu/l

Fiero mgFe/l

Plomo mgPb/l

Mercurio mgHg/l

Zinc mgZn/l

Cianuro mgCN/l

Arsénico mgAs/l

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LIMITACIONES DE LIXIVIADOS JOVENES PARA SU TRATAMIENTO.

Los lixiviados presentan numerosos problemas que deben tenerse en cuenta al momento de seleccionar la tecnología de tratamiento.

Concentraciones de sales disueltas, y metales pesados son mucho mayores en un lixiviado joven, generando problemas de toxicidad

Concentraciones de agentes incrustantes como el hierro, el calcio el magnesio, generan grandes problemas prácticos pues taponan la mayoría de los conductos, tuberías, accesorios, válvulas, membranas, tanques, etc.

Presencia de amoniaco y metales afectan a los sistemas biológicos en la remoción de la DBO, y la presencia de DBO

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El pH bajo puede interferir con el funcionamiento de numerosas tecnologías para la volatización del amoniaco, asi como procesos biológicos como nitrificación o químicos como la oxidación de hierro.

El fósforo con frecuencia se encuentra insuficiente en los lixiviados jóvenes a la hora de la remoción de la DBO por procesos biológicos, lo que lleva a la necesidad de adicionar en el proceso.

La presencia de detergentes ocasiona formación de espumas dificultando la inyección de aire al agua para favorecer los procesos aerobios.

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PROCESOS DE CONVERSIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA.

HIDROLISIS ACIDIFICACION ACETOGENESIS METANOGÉNESIS

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En esta fase el material orgánico complejo insoluble es convertido mediante enzimas extracelulares, a otro de estructura menor y soluble (azúcar, aminoácidos, ácido grasos). Las enzimas son excretadas por bacterias fermentativas.

HIDROLISIS

Los compuestos solubles son convertidos a compuestos de estructura química más simple por bacterias fermentativas productoras de ácidos. Los principales productos resultantes y excretados, por ejemplo, ácidos grasos volátiles, alcoholes, ácido láctico, metanol, CO2, H2, NH3, H2S, así como biomasa nueva. La fermentación acidogénica es producida por un grupo diverso de bacterias, en su mayoría anaeróbias obligadas llamadas bacterias acidogénicas.

ACIDIFICACION

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En esta etapa, los productos formados en la acidogénesis son convertidos en acetato, hidrógeno y dióxido decarbono. Los compuestos de la fase de acidificación son utilizados por las bacterias acetogénicas que convierten la mayoría de los productos de la acidogénesis en ácido acético (CH3COOH), hidrógeno (H2) y CO2, compuestos que son los sustratos para la producción del metano.

ACETOGENESIS

Fase final de la descomposición anaeróbia, el ácido acético, H2, CO2, ácidofórmico y metanol están convertidos a metano y CO2 asi como nueva biomasa.La mayor parte del resto del metano es derivado del H2 y CO2.. Las bacterias que desarrollan esta reacción generalmente tienen una más alta tasa de crecimiento que aquellas utilizando acetato.En esta etapa, el gas metano es producido a partir del ácido acético o por reducción de dióxido de carbono con la utilización de hidrógeno, por bacterias Metanogénicas Acetotróficas e Hidrogenofilicas, respectivamente. Pequeñas cantidades de metano pueden ser producidas también a partir del ácido fórmico y metanol.

METANOGENESIS

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ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE LIXIVIADOS

PROCESOS ANAEROBIOS

PROCESOS AEROBIOS

SISTEMAS NATURALES

EVAPORACION

OTROS

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PROCESOS ANAEROBIOS

Se aplica en diversos tipos de tecnologías anaerobias, desde las mas simples lagunas anaerobias, hasta complicados

sistemas de lecho fluidizado (columna formada por partículas sólidas) pasando por filtros anaerobios y reactores UASB.

En términos de las reducciones de DBO se reportan muy altas eficiencias a cargas razonables. Usualmente se usan para llegar a niveles de tratamiento secundario, pero cuando se requieren eficiencias superiores se utilizan como pretratamiento, precediendo a sistemas aerobios como los lodos activados.

Sin embargo, existen varias precauciones que hay que tener en cuenta al aplicar este tipo de procesos, Los altos contenidos de

amoníaco y de minerales disueltos pueden generar problemas de toxicidad para los microorganismos.

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LAGUNAS ANAEROBIAS

Las lagunas anaerobias constituyen un proceso de tratamiento que opera bajo una condición de ausencia de oxígeno, se utilizan normalmente como primera fase en el tratamiento de aguas residuales y lixiviados, El objetivo primordial de estas lagunas es la reducción de contenido en sólidos y materia orgánica para un posterior tratamiento.

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REACTORES UASB

Tipo de biorreactor tubular que operan en régimen continuo y en flujo ascendente, es decir, el afluente entra por la parte inferior del reactor, atraviesa todo el perfil longitudinal, y sale por la parte superior. Son reactores anaerobios en los que los microorganismos se agrupan formando biogránulos densos, agregados que poseen buenas cualidades de sedimentación y no son susceptibles al lavado del sistema bajo condiciones prácticas del reactor.En los sistemas UASB pueden aplicarse mayores cargas orgánicas que en los procesos aerobios. Además, se requiere un menor volumen de reacción y de espacio, y al mismo tiempo, se produce una gran cantidad de biogás, y por tanto de energía.

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PROCESOS AEROBIOS

Los procesos aerobios al igual que los anaerobios han sido ampliamente estudiados para el tratamiento de los lixiviados de rellenos sanitarios. Existe experiencia con una gran variedad de tipos de sistemas, desde las tradicionales lagunas aireadas, hasta sofisticados sistemas que acoplan reactores biológicos con procesos de ultrafiltración con membranas.Se utilizan cuando se requiere obtener una baja concentración de DBO en los efluentes.Se usan preferencialmente como post tratamiento a los sistemas anaerobios, o para lixiviados viejos con bajos niveles de DBO.Por la naturaleza misma del proceso que se tiene, la operación

de un proceso aerobio requiere mayor capacidad técnica por parte del operador, al igual que mayor necesidad de mantenimiento de equipos.

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LAGUNAS AIREADASEstanque artificial al cual se llevan las aguas residuales para ser tratadas mediante un proceso biológico de tipo aerobio de descomposición de la materia orgánica, son de baja profundidad de 20 a 30cm.

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SISTEMAS NATURALES

Los sistemas naturales, lagunas y humedales artificiales, también se han propuesto como alternativas para el tratamiento de lixiviados. Tienen la ventaja de la simplicidad en su operación, y la posibilidad de lograr diferentesniveles de tratamiento, desde un pretratamiento, hasta un tratamiento terciario en caso de necesitarse.La principal desventaja que se tiene con estos sistemas es la cantidad de terreno que requiere para localizar los procesos.En el caso de los humedales artificiales, su aplicación altratamiento de los lixiviados es nueva, con experienciasen Estados Unidos y en Europa principalmente.

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EVAPORACION

Sistema nuevo de tratamiento de lixiviados, al igual que los humedales. En ella se utiliza la energía que se tiene en el biogás del relleno sanitario en evaporar el lixiviado por calentamiento. Permite lograr el control del total de emisiones de lixiviados del relleno sanitario, quedando un lodo que se dispone nuevamente en el relleno.Existe la necesidad de hacer un post-quemado de la mezcla gas-vapor de agua que sale del evaporador para lograr la destrucción de emisiones de COVs que se arrastran durante el proceso de evaporación.Por esta razón y por la necesidad de controlar las emisiones de COVs en los rellenos sanitarios el quemar el metano es cada vez más una práctica común en los países desarrollados. Una vez se ha quemado el metano, la energía para la evaporación se encuentra entonces disponible.

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GRACIAS POR SU ATENCION