Desechos -municipales--2010!!

6,794 views

Published on

Tratamiento de los desechos organicos

Published in: Education
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
6,794
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
6
Actions
Shares
0
Downloads
105
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Desechos -municipales--2010!!

  1. 1. Desechos Municipales - Definición También llamados residuos urbanos, son los desperdicios generados en: • Casas habitación • Comercios, establecimientos, industrias ligeras, edificios de oficinas, escuelas, hospitales y edificios de gobierno asentados en la misma demarcación • Mantenimiento y limpieza de vías y espacios públicos Son tanto sólidos como semisólidos • Materia biodegradable • Materiales reciclables • Materia inerte • Residuos compuestos • Residuos domésticos peligrosos y tóxicos Se recolectan • Vía tradicional → Servicio de Limpia delegacional, municipal: Camiones • Fracciones → Servicio de Limpia delegacional, municipal, empresas privadas Camiones acondicionados, depósitos diferenciados
  2. 2. Desechos Municipales Generación Mundial per cápita (2000)
  3. 3. Desechos Municipales – Generación Nacional Por entidad federativa (miles de toneladas)
  4. 4. Desechos Municipales – Nacional Generación, recolección y disposición final (miles de toneladas) (c) Acción de confinar permanentemente residuos en sitios e instalaciones cuyas características permitan prevenir su liberación al ambiente y las consecuentes afectaciones a la salud de la población y a los ecosistemas y sus elementos. (d) Se refiere al depósito permanente de los residuos en condiciones adecuadas para evitar daños a los ecosistemas o en tiraderos a cielo abierto con impactos negativos en la salud y al medio ambiente. (e) Son sitios que cuentan parcialmente con aplicación y vigilancia de las medidas necesarias para el cumplimiento de las disposiciones establecidas. (f) Lugar para la disposición final de los residuos sólidos que no cuenta con la infraestructura propia de un relleno sanitario, pero donde se dan las condiciones mínimas para la compactación y cobertura diaria de los residuos. (g) Se refiere a la basura generada no recolectada dispuesta por las diferentes fuentes de generación en tiraderos clandestinos, lotes baldíos o es quemada en los traspatios.
  5. 5. Desechos Municipales – Generación Nacional (miles de toneladas) Composición relativa de los DM en MX (2009) Residuos de comida, jardín y otros materiales orgánicos similares = 52.42% Papel, cartón y otros productos = 13.83% Plásticos, vidrios y metales = 20.20% Otros desechos = 13.55% Poder calorífico de los DM Oscila entre 4.2 hasta 21.2 MJ/kg dependiendo del contenido de humedad
  6. 6. Desechos Municipales - Aprovechamiento Fracción inorgánica Plásticos Vidrios Metales* Papel Cartón Otros Reutilización Reciclaje Fracción Orgánica Restos de comida Residuos de jardinería Materiales similares Biogás Procesos bioquímicos Incineración Bio-hidrógeno Fermentación Oscura Foto fermentación Tratamiento térmico Pirólisis Gasificación Ahorra más energía dado que evita la fabricación
  7. 7. Aprovechamiento - Incineración -Proceso en el que los DM son expuestos a una oxidación térmica controlada en un ambiente rico en oxígeno -Los incineradores son hornos o cámaras refractarias en las que se queman los DM (800 – 1000°C) -Los objetivos de la incineración de DM son: • Reducción de volumen (-90%) • Destrucción de constituyentes peligrosos • Desinfección y reutilización • Recuperación de energía La incineración produce:  CO2  SOx  NOx  Compuestos orgánicos persistentes  Cenizas volátiles  Residuos sin quemar
  8. 8. Aprovechamiento - Incineración Esquema básico de un incinerador basura-a-energía Proceso “energy-to-waste”
  9. 9. Aprovechamiento - Incineración -Incinerador con recuperación de energía estándar, en promedio el 35% del valor calorífico del residuo La incineración requiere de una corriente de residuos con alto valor calorífico:  Plásticos  Madera, papel, cartón Los incineradores con recuperación de energía consumen más energía de la que capturan:  El valor calorífico de la mayoría de los artículos es una pequeña fracción de la energía que tienen incorporada Mediante la incineración de los DM se pueden generar:  250 kWh/t - Sin tratamiento previo en plantas “Mass Burn” - control rudimentario de emisiones; grandes cámaras de combustión, baja intensidad de combustión  750 kWh/t - Secada y clasificada en sistemas de “lecho fluidizado” – reducción de tamaño; separación de materiales inertes; densificación
  10. 10. Aprovechamiento - Incineración Alrededor de 750 plantas de incineración de DM en todo el mundo  EE.UU.A - En la década de los 80’s se dio un auge en la instalación de incineradores; para finales de los 90’s, la industria de la incineración se encontraba virtualmente extinta  Japón – Más emplea incineradores de residuos. Las corporaciones y el gobierno japonés están todavía basados en una fuerte inversión en la industria de la incineración • Otros países: Dinamarca, Suecia, Suiza, Holanda, Francia, Alemania Los incineradores más avanzados tecnológicamente son sumamente caros  Desde USD$ 500 millones hasta USD$ 800 millones (cifras del 2005)  Equipamiento para controlar contaminantes  Costos de operación de los incineradores El mercado de incineración con recuperación de energía se ha contraído en el mundo:  Políticas tributarias que ya no favorece las inversiones en esta tecnología  Las reglamentaciones sobre energía y medioambiente  Problemas para el transporte de los residuos  Aumento de las protestas ciudadanas
  11. 11. Aprovechamiento - Pirólisis Descomposición termo-químico de los residuos  Elevadas temperaturas (400 – 800°C)  Sin oxígeno, de modo que  No hay combustión directa El calor requerido es proporcionado por  Combustibles tradicionales  Electricidad – plasma de alta temperatura (arco de plasma) Productos.-  Fracción orgánica combustible H2 – CO- CH4 - CO2  Fracción inorgánica Ceniza inerte (coque de pirólisis) En teoría, se evita la formación de sustancias tóxicas (dioxinas, furanos) NOx, SOx y otros gases Transformación de un sólido o líquido en una mezcla de gases combustibles  Oxidación parcial  Temperaturas altas (500 – 1,000°C) Productos gaseosos.-  H2 *  CO*  CH4 *  CO2  H2O  N2  Hidrocarburos superiores * Generación de vapor, turbinas de ciclo combinado, motores de combustión interna, celdas de combustible Comburente.-  Aire - Gas pobre CO+H2+N2 PC< 25% GN  Oxígeno - Gas de síntesis CO+H2+CH4 PC 25-40% GN Aprovechamiento - Gasificación
  12. 12. Aprovechamiento Pirólisis Aprovechamiento Gasificación
  13. 13. Aprovechamiento - Biogás Ocurre en forma espontánea en la naturaleza por la acción de ciertas bacterias • Gas de loa pantanos • Gas de los yacimientos petrolíferos • Gas producido en el tracto digestivo de animales Bacterias Metanogénicas ¡Biogá s ¡UPPS! Fermentación anaerobia
  14. 14. Aprovechamiento - Biogás Diagrama de flujo de la producción de biogás Composición típica del biogás empleando DM como substrato
  15. 15. Aprovechamiento - Biogás Composición típica Potencial estimado de producción de metano a partir de FORSM Digestor → 80 – 200 m3 /Ton-FORSM Composición del biogás: CH4 55 – 75 vol% CO2 25 – 45 vol% Vertedero → 0.2 m3 CH4/kg-DM Composición del biogás CH4 50 vol% CO2 45 vol% N2 3 vol% O2 1 vol% Otros 1 vol% PCS 22-30 MJ/Nm3 CH4 50-70% CO2 30-50% H2 O Saturado H2 0-2% H2 S 0-8% NH3 Trazas CO 0-1% N2 0-1% O2 0-1% Otros Trazas Potenciales de producción
  16. 16. Aprovechamiento - Biogás Usos • Puede ser utilizado en cualquier equipo comercial diseñado para uso con gas natural • Conectados a equipos que brindan como productos finales: calor, electricidad y un efluente sólido para usarse como fertilizante Cronología • 1776 – Se detecta la formación de un gas combustible sobre pantanos, lagos y aguas estancadas • 1859 – Construcción de la primera instalación de biogás a escala real • 1890 – Gran fosa séptica, en RU, de la cual se extraía biogás para alimentar la red de alumbrado público • 1939 – Durante la Segunda Guerra Mundial granjeros onstruyen digestores para alimentar tractores y generar electricidad Los países generadores de tecnología más importantes en la actualidad son: China, India, Holanda, Francia, Gran Bretaña, Suiza, Italia, EE.UU.A., Filipinas y Alemania
  17. 17. Aprovechamiento - Biogás • Proyecto de energía renovable que utiliza como combustible el biogás que se forma en un relleno sanitario ubicado en el Municipio de Salinas Victoria, Nuevo León • La composición del biogás es de aproximadamente 50% metano y 50% CO2 • Red de captación de biogás en un área del relleno sanitario equivalente a 80 has • La capacidad neta actual de la planta es de 12 MW. Se generaran cerca de 50,000 MWh por año para abastecer el 80% del alumbrado público de Monterrey • La energía eléctrica que se genera durante la noche es destinada al alumbrado público de 7 municipios del estado. Durante el día, la energía es suministrada al Sistema de Transporte Colectivo Metrorrey • Se dejan de consumir el equivalente a cerca de 1 millón de toneladas métricas de carbón
  18. 18. Aprovechamiento – Bio-Hidrógeno  Participan microorganismos como bacterias (fermentación oscura) y algas (foto-fermentación)  En la naturaleza, los organismos consumidores de H2 coexisten con los organismos productores de H2  Bacterias extremadamente termofílicas (>70 °C) presentan el mayor rendimiento de producción Fermentación Oscura Foto-fermentación Fermentación anaerobia
  19. 19. Aprovechamiento – Bio-HidrógenoDiagramadeflujodelaproducción de Bio-Hidrógeno
  20. 20. Aprovechamiento – Bio-Hidrógeno Tasas de producción de bio-H2 a partir de FORSM • Fermentación Oscura Cultivo mixto → 150 mL-H2/g-FORSM Composición del biogás: 60 vol% H2 30 vol% CO2 Foto-fermentación Ácidos orgánicos → 1.1 – 2.8 mol-H2/mol-substrato Composición del biogás: 80 - 90 vol% H2 10 - 20 vol% CO2 Usos del Bio-Hidrógeno PC: 140.4 MJ/kg-H2 Densidad (@ 21.1 °C y 1 atm): 0.083 kg/m3 Generación de energía → celdas de combustible, turbinas de gas, motor de combustión interna, calentamiento Aplicaciones industriales → fertilizantes, refinación de petróleo, metalurgia Combustible → vehículos, cohetes aeroespaciales
  21. 21. Aprovechamiento – Bio-Hidrógeno Planta de Bio-H2 para el abastecimiento del ECOVIA – C.U. • ECOVIA es un automóvil híbrido que funciona con baterías y celdas de combustible • Inicialmente, la planta será capaz de procesar hasta 1 ton. de residuos orgánicos generados en cafeterías y comedores de C.U. • Se estima que en C.U. se generan poco más de 46 Ton diarias de residuos orgánicos • Si se aprovechan oportunamente estos desechos, se evitaría la emisión de más de 9,200 m3 -CH4 equivalentes a 132 Ton métricas de CO2
  22. 22. Tratamiento térmico de los DM – Impacto ambiental -Genera químicos sintéticos denominados Compuestos Orgánicos Persistentes DIOXINAS Y FURANOS Tóxicos, persistentes, bioacumulables y se biomagnifican -Contaminación por metales pesados -Hidrocarburos halogenados, gases ácidos, SOx,, NOx, -Emisiones líquidas y cenizas contaminadas con tóxicos -Requieren un flujo permanente de DM -Pérdida del valor existente en los DM -Fomentan la producción de bienes desechables -Se libera a la atmósfera el carbono que se encuentra en los DM CH4 y CO2; aproximadamente 1 tCO2/t-DM “Se emiten más GEI por kW/h que los generados en las centrales termoeléctricas” Incineración
  23. 23. Tratamiento térmico de los DM – Impacto ambiental - Mínimas diferencias con la incineración convencional - Emiten sustancias tóxicas  Emisiones atmosféricas  Material particulado  Compuestos orgánicos volátiles  Metales pesados  Residuos sólidos  Agua residuales  Partículas ultra-finas o nanopartículas -La eficiencia energética de estas tecnologías es reducida en promedio un 20% -Necesitan mucha energía y deben emplear combustibles auxiliares -Se crea una demanda constante de residuos -Emiten CO2 y otros gases de efecto invernadero cuando se somete a combustión el syngas Pirólisis - Gasificación
  24. 24. Procesos bioquímicos – Impacto ambiental Digestores/Fermentadores  Se requiere suministrar energía adicional  Agitación/mezclado  Mantener la temperatura óptima  Generación de olores  Gran cantidad de materia fecal  Microorganismos infecciosos  Efluentes líquidos que requieren tratamiento especial Rellenos sanitarios  Afectaciones a la vegetación así como a edificaciones cercanas  Grandes extensiones  Generación de olores  Aparición de moscas, ratas  Eficacia y durabilidad de las geo-membranas  Cambios en la composición química del suelo  Rechazo social Presencia notoria de CO2 en la composición del biogás (50% vol.) Pueden ocurrir incendios y/o explosiones Al ser quemado el biogás, se libera CO2 al ambiente
  25. 25. Fermentación anaerobia – Impacto Ambiental El CO2 producto de la descomposición de materia orgánica presente en los DM proviene del carbono fijado por la masa vegetal Balance de CO2 neutro
  26. 26. Referencias  Arvizu, F. J. 2005. Estimación del recurso y prospectiva energética de la basura en México. Instituto de Investigaciones Eléctricas. Morelos, México  Campos, E., Elías, X. y Flotats, X. 2005. Tratamiento y valorización energética de residuos. Editor: Elías, X. Fundación Universitaria Iberoamericana Díaz de Santos, España  de Vrije, T. y Claassen, P. 2005. Bio-Methane & Bio-Hydrogen: Status and Perspectives of Biological Methane and Hydrogen Production. Editores: Reith, J., Wijffels, R. y Barten, Hidrógeno. Dutch Biological Hydrogen Foundation. Petten, Holanda  Gasificación, pirólisis y plasma. Nuevas tecnologías para el tratamiento de los residuos sólidos urbanos: Viejos riesgos y ninguna solución. 2010. Greenpeace Argentina. Campaña contra la contaminación. Ciudad de Buenos Aires, Argentina  Juárez, H. S. 2009. Producción de hidrógeno a partir de los residuos de C.U. como biocombustible del ECOVIA. Tesis de Licenciatura. Facultad de Ingeniería, UNAM. México, D.F., México  Kapdan, I. y Kargi, F. 2006. Bio-hydrogen production from waste materials. Enzyme and Microbial Technology, 38:569-582  Lay, J., Lee, Y. y Noike, T. 1999. Feasibility of biological hydrogen production from organic fraction of municipal solid waste. Water Res., 33:2579-2586  Tangri, N. 2005. Incineración de residuos: Una tecnología muriendo. GAIA. Alianza Global para Alternativas a la Incineración. Ciudad de Quezon, Filipinas
  27. 27. Sitios en Internet de las siguientes empresas e instituciones:  Bioenergía de Nuevo León S.A. de C.V.  Instituto Nacional de Estadística y Geografía  OCDE - Environmental Data Compendium 2002  Eionet - European Topic Centre on Sustainable Consumption and Production Referencias Elaboró: Sergio Juárez Hernández // Noviembre 2010 // México, D.F.

×