ÍNDICE
CAPÍTULO I:
Introducción…………………………………………………………2
1.1 Concepto de RSU
………………………………………..……………………..2
1.2 Contexto de la gestión de RSU en Galicia…………………….………………..2
1.3 Composición de los
RSU………………………………………………………..4
1.4 Fracción organica de los residuos munipales
(FORM)………………………….5
CAPÍTULO II: Tipos de
compostaje………………………………………………….8
2.1. Compostaje
aerobio………………………………………………………………8
2.1.1. Introducción y descripción de
proceso…………………………………8
2.1.2. Parametros de
proceso……………………………………………………9
2.1.3. Sistemas de
compostaje…………………………………………………13
2.2. Compostaje
anaerobio……………………………………………………………
18
2.2.1.
Introducción…………………………………………………………….18
2.2.2.Aspectos químicos del
proceso………………………………………….18
2.2.3 Digestión anaerobia de los
RSU………………………………………23
2.3.4
Biogas……………………………………………………………………27
2.3.
Vermicompostaje………………………………………………………………….31
2.3.1. Descripción del
proceso…………………………………………………31
2.3.1. Analisis
químico…………………………………………………………32
CAPÍTULO III: Evaluación de la calidad del
compost………………………………34
3.1 Concepto de calidad del
compost……………….………..……………………34
3.2 Parametros de valoración del
compost………….……………………………36
CAPÍTULO IV: Descripción de la planta de
Nostian…….………………………….44
4.1
Introducción…………………………………….……………………………44
4.2 Tratamiento de la materia
inorganica………………………..……………….44
4.3 Tratamiento de la fracción
organica….………………………………………46
4.4 Instalaciones auxiliares…………………………………………………………52
CAPÍTULOV:
Bibliografía…………………………………………………….…55
1. INTRODUCCIÓN
1.1 Concepto de RSU
Se define como
residuo todo aquel material procedente de la actividad humana que es
considerado inservible después de haber desempeñado una función
y que debe ser eliminado. Según la legislación española
(Ley 10/1998 de Residuos), se clasifican como
residuos sólidos urbanos aquellos que sean generados en los domicilios
particulares, comercios, oficinas o servicios así como los que sean generados en otros lugares
pero que por sus características sean similares a los anteriores.
También se incluyen como
RSU los animales domésticos muertos, los muebles, enseres y
vehículos abandonados y la grava y escombros procedentes de obras de
construcción o reparación menores. Son excluidos expresamente de
la categoría de los RSU aquellos residuos que tengan la
consideración de peligrosos según la normativa legal.
1.2 Contexto de la gestión de RSU en Galicia
La gestión de los residuos sólidos urbanos (RSU) constituye ya
desde hace años uno de los principales problemas derivados del estilo de vida
propio de las sociedades de países desarrollados. El crecimiento
económico y el aumento de los niveles de consumo vinieron
acompañados de la generación de ingentes cantidades de residuos a
las que conviene dar un tratamiento adecuado. Por otra banda, la toma de
conciencia por parte de la sociedad respecto a la necesidad de una
gestión de recursos mas racional y eficiente y respecto del deber
de mantener un medio ambiente cuidado e saludable, invita a explorar nuevas
alternativas de gestión ytratamiento de RSU que prioricen la
recuperación y reciclaje de materiales y que minimicen el impacto de los
residuos sobre el entorno.
La sociedad gallega no es tampoco ajena a este problema y así es que en
los últimos años la gestión de los RSU viene
presentandose en Galicia como uno de los grandes retos en materia
medioambiental y al que conviene hacer frente de cara a alcanzar unos niveles
de calidad ambiental, y por tanto de calidad de vida, que sean satisfactorios.
El Plan de Xestión de Residuos Municipais de Galicia 2007-2017
presentado por la Xunta de Galicia da paso a una nueva situación en la
gestión y tratamiento de los RSU en Galicia, siguiendo la línea
estratégica marcada por el VI Programa Marco de la Unión Europea
en materia de Medio Ambiente, “Uso y gestión sustentables de los
recursos naturales y de los residuos”, que recoge los principios antes
citados resumiéndolos en un único objetivo basico:
desligar la tasa de producción de residuos de la tasa de crecimiento
económico.
En la actualidad la gestión de RSU en Galicia pasa por un momento de
redefinición de sus estrategias de actuación. La principal planta
de tratamiento de residuos de Galicia consiste en una instalación de
incineración con generación de electricidad, gestionada por la
empresa mixta “Sociedade Galega do Medio Ambiente”, SOGAMA, situada
en el lugar de Morzós del ayuntamiento de Cerceda. Esta planta lleva
funcionando mas de una década, ya que comenzó su actividad
en 1998, pero desde hace algunos años debe afrontar una situación
de completa saturación da su capacidad de tratamiento queobliga a
depositar en un vertedero el excedente de residuos que no puede asimilar.
El principal problema en la gestión de la planta de SOGAMA viene dado
por la centralización en sus instalaciones del tratamiento de un 85% de
los RSU generados en Galicia, que, ademas de contribuir a la
saturación de la planta, supone un gran coste energético y una
significativa cantidad de emisiones de CO2, debido a la necesidad de
transportar los residuos desde practicamente todas comarcas de Galicia
hasta esa única planta.
Como alternativa a la planta de SOGAMA, en el año 1999 el ayuntamiento
de la ciudad de A Coruña y varios otros ayuntamientos de su comarca se
decidieron por implantar en el lugar de Nostian del ayuntamiento de A
Coruña, una nueva planta de tratamiento en la que se opta por aplicar un
proceso de digestión anaerobia para la fracción organica
de los RSU (la FORM).
El modelo de tratamiento seguido en la planta de Nostian implica la
separación en origen y recogida diferenciada de la FORM que una vez en
la planta es sometida primeramente a una fase de pretratamiento mecanico
para ser después enviada a un proceso de biometanización mediante
digestión anaerobia. Posteriormente a la fracción metanizada se
le aplica un proceso de compostaje aerobio para su conversión en abono.
Este modelo de planta responde al concepto que se dio en denominar planta de
tratamiento mecanico – biológico de RSU. La
denominación hace referencia a la existencia en la planta de dos bloques
de operaciones bien diferenciados: un primero bloque de operaciones
físicas destinadas a separar y clasificarlos residuos en las diferentes
fracciones que los componen, recuperando todos aquellos materiales aptos para
reciclaje, y en segundo lugar un tratamiento biológico destinado a
valorizar la fracción de residuos organicos (FORM) previamente
separada en las operaciones anteriores. Este tratamiento puede consistir bien
en una digestión anaerobia, bien en un compostaje aerobio o bien en un
modelo mixto con ambos tratamientos como
el que se aplica en Nostian.
Este tipo de plantas constituyen uno de los métodos de tratamiento de
RSU que mejores resultados esta a proporcionar en cuanto a eficacia y
rendimiento, sobre todo cuando el proceso se basa en la biometanización
mediante digestión anaerobia. Con los tratamientos mecanico
– biológicos pueden obtenerse como productos finales un biogas
con un rico contenido en metano que lo hace apto para ser empleado como
combustible, así como una fracción variable de compost apto para
ser empleado como abono para cultivos. Este modelo de tratamiento tuvo su
origen sobre todo en Alemania a partir de los años 70, y en la
actualidad existen ya numerosos ejemplos en varios países como para que sea
considerada una tecnología consolidada.
Aun así, las plantas de tratamiento mecanico –
biológico de RSU no estan exentas de problemas. El proceso
industrial concreto de tratamiento mecanico – biológico
adoptado en la planta de Nostian fue el denominado proceso
“Valorga”. Este proceso implementa una digestión anaerobia
de los residuos que implica trabajar con corrientes
acuosas con un alto contenido en sólidos (sobre un 30%). Como resultado dela
digestión anaerobia se produce una cantidad considerable de lodos
digeridos que son enviados al proceso de compostaje.
Sin embargo, tras varios años de funcionamiento de la planta de
Nostian se comprueba que no se han podido alcanzar unos resultados
plenamente satisfactorios debido principalmente a la deficiente
separación de la materia organica con la que se alimenta el
proceso, la cual provoca que la calidad de los productos obtenidos sea inferior
a la esperada; especialmente la del compost, que no cumple con las
especificaciones requeridas para ser empleado como abono, impidiendo su
comercialización como tal. Ademas se ven dificultadas las labores
de operación y control de la planta, situación agravada
también por la saturación que la misma comenzó a sufrir
ante el aumento de la cantidad de residuos recibida.
1.3 Composición de los RSU
La cantidad y sobre todo la composición de los RSU varían
constantemente en función de muy diversos factores: tipo de
población del territorio (rural o
urbano), nivel de vida de la población, clima, época del año,
actividades económicas predominantes, habitos sociales, etc. Se
hace difícil, pues, hablar de una composición “media”
de los residuos. Por lo tanto, es fundamental disponer de datos
estadísticos fiables sobre la composición de los RSU de cara a la
implementación de programas de gestión eficaces.
Desafortunadamente, en Galicia
no se dispone todavía de una base de datos estadísticos sobre RSU
suficientemente completa. A pesar de esto, en la grafica de la figura
1.1 se presenta el analisis de la composición global de losRSU
generados en Galicia en la actualidad, basada en los datos de recogida
existentes y en las cantidades de entrada a las diferentes plantas de
tratamiento existentes:
Fig.1.1: Composición de los RSU en Galicia
Fuente: PXRMG 2007-2017
Este analisis es coincidente con los datos típicos de
composición de residuos que adoptan recogerse para los países
mas desarrollados de la UE. Si bien la materia organica
constituye todavía y con diferencia el mayor componente de los RSU,
indicativo de un nivel de vida no muy alto y de una forma de vida
predominantemente rural, cada vez es mas significativa la presencia de
los envases de diferentes materiales (papel, cartón, plastico,
vidrio, metales) característicos del modo de vida asociado al medio
urbano.
Este analisis de la composición de los RSU no es suficiente para
caracterizar todos los materiales presentes en los RSU, dado que es demasiado
genérica. A partir de estos datos y según la bibliografía
disponible en materia de composición de RSU se elabora el
analisis de la tabla 1.1, en la cual se recogen de forma individualizada
algunos componentes que antes no aparecían especificados:
TABLA 1.1: Composición detallada de los RSU
COMPONENTE | PORCENTAJE |
MATERIA ORGANICA | 41,63% |
PAPEL + CARTÓN | 17,65% |
PLASTICO | 10,72% |
VIDRIO | 6,35% |
METALES FÉRREOS | 3,00 % |
METALES NO FÉRREOS | 1,00 % |
TÉXTILES | 5,50% |
GOMAS + CUERO | 1,20% |
MADERA | 1,00% |
INERTES + OTROS | 7,54% |
VOLUMINOSOS | 4,22% |
ESPECIALES | 0,19% |
TOTAL | 100% |
Otras clasificaciones mas detalladas aunserían precisas a la hora
de plantear actuaciones específicas sobre alguno de los componentes
individuales de los RSU. Un ejemplo de esto sería clasificar los
diferentes tipos de plastico (PVC, PET, PP, PE, etc.).
Como es sabido,
la recogida de los residuos se realiza de forma diferenciada mediante la
recogida selectiva. La población dispone de diferentes colectores, en
cada uno de los cuales deposita una fracción diferente de los residuos
facilitando después el tratamiento específico de cada una de
ellas. Actualmente los programas de recogida selectiva aplicados en Galicia son los
referidos al vidrio, papel y cartón y envases (comprendiendo latas,
envases tipo “tetra brik” y plasticos). Estos materiales son
enviados tras su separación y selección a los centros de
tratamiento específicos de cada caso, principalmente plantas de
recuperación y reciclaje. Así pues, la planta de Nostian
estara destinada a la recepción de los residuos procedentes de la
recogida general no selectiva, ocupandose concretamente de la
valorización de la materia organica presente en los mismos. Sobre
esta fracción de materia organica se ofreces a
continuación una información mas detallada.
1.4 Fracción organica de los residuos municipales (FORM)
La planta de Nostian sirve para el tratamiento de la fracción
organica contenida en los RSU, denominada FORM, “fracción
organica de los residuos municipales”, que constituira la
alimentación para el proceso de digestión anaerobia. Como ya se vio antes, esta fracción constituye
aproximadamente algo menos de la mitad del
total de los RSU (41,63 %), aunqueesta proporción tiende a aumentar en
las zonas rurales así como
a disminuir en las zonas urbanas. La FORM se compone de aquellos materiales
organicos que pueden ser facilmente degradados
biológicamente por microorganismos: fundamentalmente restos de alimentos
y también residuos de jardinería y plasticos
biodegradables. Nótese que no todos los materiales considerados
organicos desde un punto de vista químico forman parte de la
FORM, debido a sus características de degradación
biológica: así, el papel, la madera, los materiales textiles, los
plasticos y otros residuos son incluidos en otras categorías de
RSU. Actualmente esta fracción no es recogida de forma diferenciada en
Galicia (excepto en aquellos ayuntamientos adscritos a plantas de tratamiento
que sí se ocupan específicamente de la FORM), formando parte de
la fracción Resto, pero es previsible que en el futuro sea introducida
su recogida selectiva.
La recogida y tratamiento diferenciados de la materia organica
constituye en la actualidad uno de los aspectos esenciales de muchos sistemas
de gestión de RSU. De hecho, analizando el problema con una perspectiva
mas histórica se encuentra que este no es en absoluto un aspecto
novedoso dentro de la gestión de residuos, dado que desde siempre la
población ha sido consciente de la necesidad de restituir la materia
organica al medio natural de donde procede, principalmente en forma de
abonos y fertilizantes, cerrando así su ciclo de vida. En tiempos
mas modernos, la recogida selectiva de la FORM cobra importancia por
causa de varios factores:
* Mejora de la calidad delos residuos:
El hecho de mezclar la materia organica con otros materiales en el
proceso de recogida afecta a la calidad tanto de la materia organica
como de los otros componentes. Las distintas sustancias “se
contaminan” mutuamente, reduciendo la eficacia de posteriores procesos de
reciclaje o valorización. Esta situación se agrava a causa del alto contenido en
agua de la materia organica, causante de la formación de
lixiviados, actividad de organismos patógenos, etc. Una buena
separación en origen de la materia organica permitira la
obtención posterior de productos de mayor “pureza”, tanto
organicos coma inorganicos. Ademas se vera
facilitado el trabajo de separación y acondicionamiento realizado manual
e mecanicamente en las plantas de tratamiento de RSU.
* Reducción de los residuos en vertederos:
La Directiva 1999/31 de la Unión Europea impone una limitación en
la materia organica enviada al vertedero, que sera como maximo una
tercera parte de la materia organica generada en total. Esto implica la
necesidad de aplicar nuevas alternativas de gestión de la misma.
* Alternativa a la incineración de la FORM:
El elevado contenido en agua de la materia organica reduce notablemente
el rendimiento energético de su incineración. Normalmente, es
preciso eliminar esta humedad mediante un proceso de secado previo a la
incineración que consume una cantidad considerable de energía.
Ademas las moléculas presentes en los tejidos organicos,
especialmente si van acompañadas de sales inorganicas son
susceptibles de dar lugar durante la incineración a
compuestostóxicos que deberan ser depurados antes de la
emisión de los gases de escape a la atmosfera, encareciendo el proceso
global.
Se justifica así la creciente importancia que estan ganando los
métodos de tratamiento y valorización de la materia
organica, consistentes fundamentalmente en el compostaje aerobio o la
metanización anaerobia de la misma, que seran tratados mas
adelante en este trabajo.
2. TIPOS DE COMPOSTAJE
2.1 Compostaje aerobio
2.1.1 Introducción y descripción de proceso
Se define el compostaje como
la descomposición biológica y estabilización de sustratos
organicos, a temperatura termófila, para producir un producto
final, estable, libre de patógenos y semillas de plantas, que se
denomina compost.
El compost es un producto similar al humus estabilizado, que no desprende malos
olores y es beneficioso para el crecimiento de plantas. Consta de sustancias
minerales y humus (mat. organico complejo).
Las aplicaciones del
compost varían en función de su calidad. Las aplicaciones
mas comunes del compost son como abono y fertilizante
de suelos destinados al cultivo de vegetales. Otra aplicación para
compost de menor calidad es como
relleno de vertederos. Se hablara con mas detalle de esto en el
apartado 3.1.
Cuando una materia organica se oxida por microorganismos, una
porción de la energía liberada es capturada y usada para la
síntesis de nueva materia celular. Cuando los microorganismos mueren el
material celular se convierte en alimento para otros microorganismos y tiene
lugar una nueva transformación en dióxido de carbono, agua y nuevamateria
celular. Este proceso se va repitiendo hasta que la porción de materia
organica remanente es muy resistente al ataque microbiano. A medida que
avanza el proceso de compostaje, los compuestos organicos mas facilmente
biodegradables van oxidandose y gradualmente van siendo reemplazados por
materiales húmicos cada vez menos biodegradables. Los compuestos
mas estables que quedan después del compostaje son todavía
degradables, pero a una velocidad mucho mas pequeña comparada con
la velocidad de degradación inicial. Por esta razón algunos
autores huyen de los términos ‘estabilización de la materia
organica’ y ‘materia organica estabilizada’, y
prefieren emplear las palabras ‘descomposición’ o
‘degradación’; el producto final no es una materia
organica totalmente estabilizada, sino un material analogo al
‘humus’ del suelo, capaz de seguir evolucionando y, en esa
evolución, suministrar nutrientes al sistema suelo-planta.
La reacción principal del proceso es la siguiente:
bacterias
Materia organica + O2 −−−−−−>
células nuevas + CO2+ H2O + NH3+ SO42-
aerobias
El proceso de compostaje consta de cuatro fases, las tres primeras son de
descomposición, y la cuarta es un periodo de maduración.
* Fase mesófila
* Fase termófila
* Fase de enfriamiento
* Maduración
Fase mesófila. La masa vegetal esta a temperatura ambiente y los
microorganismos mesófilos se multiplican rapidamente. Como consecuencia de la
actividad metabólica la temperatura se eleva y se producen acidos
organicos que hacen bajar el pH.
Fase termófila. Cuando sealcanza una temperatura de 40 ºC, los
microorganismos termófilos actúan transformando el
nitrógeno en amoníaco y el pH del medio se hace alcalino. A los 60 ºC
estos hongos termófilos desaparecen y aparecen las bacterias
esporígenas y actinomicetos. Estos microorganismos son los encargados de
descomponer las ceras, proteínas y hemicelulosas.
Fase de enfriamiento. Cuando la temperatura es menor de 60 ºC, reaparecen
los hongos termófilos que reinvaden el mantillo y descomponen la
celulosa. Al bajar de 40 ºC los mesófilos también reinician
su actividad y el pH del
medio desciende ligeramente.
Fase de maduración. Es un periodo que requiere meses a temperatura
ambiente, durante los cuales se producen reacciones secundarias de
condensación y polimerización del humus.
Los objetivos del
compostaje son:
* Transformar materiales organicos biodegradables en un material
biológicamente estable, y en el proceso reducir el volumen original de
los residuos.
* Destruir patógenos, huevos de insectos y otros organismos no deseables
que pueden estar presentes en los RS.
* Retener el maximo contenido de nutrientes (nitrógeno,
fósforo y potasio).
* Elaborar un producto que se pueda utilizar para soportar el crecimiento de
plantas y como
enmienda de suelo.
2.1.2 Parametros de proceso
* Temperatura
* Humedad
* O2
* Relación C/N
* pH
* Composición bioquímica y textura.
Temperatura
La temperatura es, simultaneamente, causa y efecto del proceso de compostaje. Es un efecto en
cuanto que su elevación se debe a la acumulación de calor
generado porlos microorganismos encargados del proceso y, al mismo tiempo, causa porque
determina el tipo de actividad metabólica en cada momento. Debido a que
la elevación de temperatura es consecuencia de la acumulación de
calor generado metabólicamente por los microorganismos aerobios, es un
parametro muy usado para estimar si el proceso esta teniendo
lugar de forma adecuada.
Al iniciarse el proceso de compostaje, la temperatura se eleva a medida que va
aumentando el número de microorganismos mesófilos estimulado por
la elevación de temperatura; esta elevación de temperatura puede
llegar hasta niveles inhibidores para estos microorganismos y surge, en su
lugar, una población microbiana termófila, que sigue dando lugar
a nuevas elevaciones de temperatura, hasta que a temperaturas muy altas la
actividad metabólica, incluso termófila, empieza a disminuir. Si
en esta fase se alcanzan temperaturas superiores a 60 grados inhiben la
actividad biológica pero mejoran las condiciones higiénicas del compost.
A continuación, a medida que disminuye la cantidad de materiales
biodegradables la temperatura va descendiendo hasta practicamente la
ambiente y empieza la última fase, de maduración caracterizada
por una gran lentitud de los procesos que en ella se desarrollan.
Humedad
Los microorganismos requieren una cierta cantidad de agua para su metabolismo;
ademas, el agua es necesaria para el transporte de los alimentos y
materiales de desecho; en otras palabras, la velocidad de la
descomposición biológica de la materia organica debe venir
influida por la humedad.
Sin embargo,mientras que un bajo contenido de humedad priva a los
microorganismos del
agua necesaria para su metabolismo y una humedad demasiado elevada puede dar
lugar a indeseables fermentaciones anaerobias, al ocupar el agua todos los
poros y no dejar espacio para el aire.
Se han realizado muchos experimentos para determinar el nivel de humedad
óptimo. De todos ellos se pueden extraer las siguientes conclusiones:
a) La actividad biológica se reduce mucho cuando el contenido de humedad
es inferior al 30%. Se ha puesto de manifiesto que la velocidad del proceso de
compostaje de materiales con contenidos de humedad de 20-25% era menor del 15%
de la velocidad a la que tenía lugar el proceso cuando los niveles de
humedad eran mayores.
b) El óptimo nivel de humedad depende mucho de la estructura del material que se desea compostar; lo fundamental es
que en su interior sea posible la existencia del aire suficiente para satisfacer las
necesidades de oxígeno de los microorganismos implicados.
La humedad ha de tener un valor mínimo del
20% estando el valor óptimo e un 50-60% Como ya se ha comentado por debajo de estos
valores disminuye la actividad metabólica.
Si la humedad esta en valores superiores a 50-60%, el agua llena los
huecos interparticulares e impide el acceso de O2, Disminuye la T. Se producen
condiciones anaerobias. Se forman malos olores.
Oxígeno
Para llevar a cabo el proceso de compostaje (proceso aerobio, por
definición) es imprescindible asegurar la presencia de la necesaria
cantidad de oxígeno. Si no hay oxígeno suficiente, los
microorganismosaerobios son sustituidos por los anaerobios con la consiguiente
producción de malos olores y detención del proceso de compostaje.
Existen diferentes formas de suministrar el oxígeno que necesitan los
microorganismos aerobios. En unos sistemas este suministro se lleva a cabo por
volteo o agitación del
material y, en otros, a través de equipos de ventilación que
funcionan bien mediante succión, bien mediante introducción
forzada de aire. El valor óptimo de oxígeno se suele situar ente
un 15-20% v/v. y se produce inhibición de oxígeno cuando
éste<10% v/v. En la figura 2.1 se indica la evolución de las
necesidades de aireación durante el proceso de compostaje.
Fig.2.1: Evolución del
oxígeno durante el compostaje
Relación C/N
Es una medida de las condiciones bioquímicas óptimas y esta se da
en una relación C/N=30. Así se asegura una cantidad de N
suficiente para la síntesis celular y no es tan elevada como para producir amoníaco.
El compostaje tiene lugar hasta una relación C/N=20.
Si C/N>30 no hay suficiente N para la síntesis celular y el proceso
se ralentiza por tener que pasar los microorganismos por ciclos sucesivos de
consumo de C, síntesis celular, muerte y descomposición
En la tabla 2.1 se indica la relación carbono/nitrógeno en
algunos materiales residuales
TABLA 2.1: Relación carbono/nitrógeno
Material | % Nitrógeno (seco) | Relación C/N |
Restos de pescado | 6,5-10 | - |
Estiércol | 2,15 | 14-1 |
Restos de la cocina | 2,0 | 55-1 |
Algas marinas | 1,92 | 19-1 |
Paja de trigo | 0,32 | 128-1 |
Serrín triturado | 0,25 | 200-1 |Serrín entero | 0,11 | 510-1 |
Residuos de comida | 2,0-3,0 | 15-1 |
Basura en conjunto | 0,5-1,4 | 30/80-1 |
Madera | 0,07 | 700-1 |
Papel | 0,2 | 170-1 |
Hierba cortada | 2,2 | 20-1 |
Hierbas | 2,0 | 19-1 |
Hojas | 0,5.1,0 | 40/80-1 |
Restos de fruta | 1,5 | 35-1 |
Lodos activados | 5,6 | 6-1 |
Lodos digeridos | 1,9 | 16-1 |
pH
El pH también influye sobre el proceso de compostaje, debido,
principalmente, a su acción sobre la actividad de los microorganismos.
En general, los hongos toleran un amplio rango de pH (de 5 a 8), mientras que
las bacterias se caracterizan por un margen mas estrecho (de 6 a 7,5).
Sin embargo, a veces, según algunos autores, las limitaciones son
debidas a que, cuando el pH alcanza determinados valores, precipitan algunos
nutrientes esenciales para los microorganismos responsables del proceso.
El pH desciende en los primeros días hasta 5 por la producción de
acidos organicos. En la fase termofílica se reconsumen los
acidos producidos y el pH sube.
En la figura 2.2 se indica la variación de pH y temperatura a lo largo del proceso.
Fig.2.2: Variación de pH y temperatura en el compostaje
Composición bioquímica
La composición influye en el proceso siendo unos compuestos mas
facilmente biodegradables que otros.
Compuestos facilmente biodegradables: son plantas, lodos depuradora,
residuos de alimentos.
Compuestos de biodegradación lenta: paja, madera, hojas, residuos de jardín,
papel (elementos con alto contenido en lignina).
Textura
La textura tiene influye sobre el proceso debido a que en función deella
los microorganismos tienen mayor accesibilidad y facilidad para la
degradación. Según como
sea la textura varía también la retención de humedad y
oxígeno, con las consecuencias que esto supone que ya han sido vistos en
los apartados anteriores.
2.1.3 Sistemas de compostaje
Normalmente los sistemas de compostaje se clasifican en función de si
son abiertos o cerrados, aunque también existen otras clasificaciones en
función de si son estaticos o dinamicos, grado de
intensidad u otros conceptos.
Sistemas abiertos
* Hileras volteadas tradicionales
* Pila estatica aireada
Hileras volteadas tradicionales
* Se separan los elementos no biodegradables o de biodegradación lenta.
* Los RSU se disponen en pilas triangulares alargadas (hileras) sobre una
superficie dura.
* Cancha de compostaje de superficie asfaltica o de arcilla compactada.
* Pilas de desechos (techadas) que permiten un adecuado nivel de control de
humedad y aireación.
* Altura recomendable entre 1 y 1.8 m como
valores mínimos y maximos de las pilas. Puede trabajarse con
alturas de 2 a 2.3 m.
* Ancho en la base recomendable entre 2.4 y 3.6 m. Generalmente la
sección es trapezoidal con un talud de 30º en relación con
la vertical. Puede operarse con 4.5 a 5 m de anchura.
* Volteo de las pilas manual o mecanizado una o dos veces por semana durante un
período de compostaje de 4 a 5 semanas. Emisiones de olores.
* Maduración o curado durante 2 a 8 semanas mas, en hileras
abiertas para asegurar su total estabilización.
Fig.2.3: Compostaje mediante hileravolteada
Pila aireada estatica
* Los RSU se disponen en pilas (1-2 m altura, 3-4 m ancho, 20 m longitud) sobre
suelos con sistemas de ventilación por tubos perforados.
* Se airea a intervalos regulares.
* Normalmente se proporciona a cada pila un inyector de aire individual para un
control mas eficaz de la aireación.
* La operación de inyección de aire normalmente esta
controlada por un cronómetro, o en algunos sistemas, por un ordenador
que controla un perfil de temperatura específico.
* Cuando se van a deshidratar fangos deshidratados de aguas residuales
procedentes de plantas de tratamiento, se precisa algún dispositivo que
esponje el fango para mantener la adecuada porosidad del residuo en el compostaje. También
sirven para absorber humedad en exceso.
* Tiempo de bioconversión de 3 a 4 semanas.
* El sistema es mas facil de controlar y la calidad del compost es
mas uniforme.
Fig.2.4: Compostaje mediante pila aireada estatica
Sistemas cerrados (reactores)
* Verticales
* Horizontales
Verticales
* Periodo de fermentación 2 – 7 días
* Capacidad de 20 – 40 toneladas, divididas en pisos, cada uno de ellos
con una capacidad igual al volumen diario de alimentación
* La alimentación se efectúa por la parte superior del reactor
donde es convenientemente humedecida
* Cada día la alimentación desciende un piso y en cada uno de
ellos se airea adecuadamente.
* Durante la bioconversión se produce un aumento de densidad,
disminución de volumen y reducción en peso de un 20 %.
* El final de la maduración seefectúa al aire por espacio de un
mes
* El sistema suele ser mecanicamente complejo, las torres pueden llegar
a tener nueve metros de altura con un volumen que oscila entre los 1000-3000
m3.
Fig.2.5: Torre vertical de compostaje
Horizontales
* Periodo de fermentación 15-30 días.
* La carga de materiales se produce a lo largo de la longitud de la unidad.
* La profundidad no puede exceder de tres metros.
* La altura y el ancho estan en torno a los 3-4 y 5-6 metros, siendo la
longitud variable según las necesidades.
* Es posible controlar el proceso y alcanzar rapidamente una temperatura
óptima.
Fig.2.6: Sistema cerrado horizontal de compostaje
TABLA 2.2: Comparación de los sistemas de compostaje abierto y cerrado
CARACTERÍSTICAS GENERALES | SISTEMAS DE COMPOSTAJE |
| ABIERTO | CERRADO |
Duración del proceso | 12 a 14 semanas | 8 a 10 semanas |
Superficie necesaria | 0,4 a 0,6 m2/t | 0,3 a 0,5 m2/t |
Coste de inversión inicial | Menor | Mayor |
Coste de explotación | Menor | Mayor |
Consumo energético | Menor | Mayor |
Eficiencia de control de emisión de olores | Buena | Muy buena |
TABLA 2.3: Duración mínima del proceso de compostaje
SISTEMA TECNÓLOGICO |
FASE | Descomposición | Abierto | Cerrado | Cerrado |
| Maduración | Abierto | Abierto | Cerrado |
DURACIÓN | Descomposición | 6 semanas | 10-14 días | 10-14
días |
| Maduración | 6-8 semanas | 6-8 semanas | 4-6 semanas |
| TOTAL | 12-14 semanas | 8-10 semanas | 6-8 semanas |
2.2 Compostaje anaerobio
2.2.1 Introducción
La digestiónanaerobia es un proceso bioquímico que aprovecha la
capacidad que poseen ciertos grupos de microorganismos (bacterias) de degradar
moléculas organicas complejas en ausencia de aire como parte de
su actividad metabólica. El resultado del proceso es la descomposición de
las cadenas carbonadas presentes en las moléculas organicas
iniciales dando lugar a sustancias gaseosas, fundamentalmente metano, CH4, y
dióxido de carbono, CO2. En menor proporción se produce
también la degradación de los otros compuestos típicos de
la materia organica: el nitrógeno organico se reduce a
nitrógeno amoniacal, N-NH4+, y el azufre y los sulfatos se reducen a
sulfuro de hidrógeno, H2S y en menor medida a otros sulfuros.
La reacción principal del proceso es la siguiente:
bacterias
Materia organica + H2O −−−−−−>
células nuevas + CO2+ CH4 + NH3+ SH2
anaerobiassaas
No podría considerarse que mediante la digestión anaerobia haya
obtención de compost en un sentido estricto del término, pero aun
así, el material sólido residual que se extrae de los digestores
posee unas características físico-químicas muy similares a
las del compost obtenido mediante compostaje aerobio y puede destinarse a los
mismos usos que este.
Este material va a estar compuesto fundamentalmente de: sustancias que se
resistieron a la digestión por los microorganismos (DQO refractaria;
sobre todo sustancias fibrosas de origen vegetal como celulosa y lignina), restos de los
propios microorganismos creados en el digestor, sustancias minerales y una
cantidad variable de agua retenida (sobre un 60%). Es inevitable
queestén también presentes sustancias contaminantes y tóxicas
procedentes del
resto original, especialmente metales pesados. Es preciso minimizar presencia
de estos compuestos, de lo contrario el material obtenido no podra ser
aplicado a cultivos. También debe ser suprimida mediante tratamiento
térmico toda presencia de agentes patógenos.
2.2.2 Aspectos químicos del
proceso
Se trata de un proceso complejo en el que se suceden diversas reacciones
encadenadas llevadas a cabo por un grupo de bacterias diferente en cada caso,
estando la actividad de todos los microorganismos estrechamente
interrelacionada. Todas las reacciones forman parte da actividad
bioquímica propia del
metabolismo de los microorganismos. Dentro del metabolismo se distinguen dos
grupos principales de reacciones. Por una banda el catabolismo, que consiste en
la transformación química de la materia organica en
productos finales con liberación de energía en el proceso que es
consumida por los propios microorganismos. Por otra banda el anabolismo, que
corresponde a la utilización de la materia organica para el crecimiento
de los microorganismos consumiendo energía.
En la digestión anaerobia, la mayor parte de la materia organica
(mas del 90% de la DQO) es consumida por las reacciones propias del
catabolismo de los microorganismos, que son las que llevan a la formación
del metano, mientras que el resto del sustrato se emplea en las reacciones de
anabolismo, que conducen al aumento de la biomasa y en último
término a la formación del lodo residual. Este reparto contrasta
con el que se da en lasfermentaciones aerobias, donde las reacciones oxidativas
propias del catabolismo atañen sólo al 50% de la DQO influyente,
siendo el otro 50% destinado al anabolismo, lo cual se traduce finalmente en
una mayor cantidad de lodo residual. A cambio, esto implica tasas de
crecimiento de los microorganismos mucho mas lentas en el proceso
anaerobio que en el aerobio, lo cual supone un problema en el momento del arranque del
proceso cuando aun no se dispone de una cantidad de biomasa significativa y
estabilizada. El uso de inóculos adecuados durante el arranque del digestor es clave
para el éxito de la operación.
Lo mas habitual es distinguir dentro del proceso global cuatro grandes
fases de reacciones sucesivas:
1) Fase hidrolítica:
Esta es una fase previa que implica la fragmentación de las
macromoléculas que forman los polímeros organicos
(glicógeno, amidón, proteínas,) en sus monómeros
constituyentes mediante la acción de enzimas (celulasas, lipasas,
proteasas,) producidas por bacterias hidrolíticas que son anaerobias
facultativas, como por ejemplo Cellulomonas sp. Como es sabido, la
reacción de hidrólisis en medio acido tiene lugar cuando
las moléculas de agua polarizadas actúan como nucleófilos
sobre los atomos de carbono que forman los grupos carbonilo de los
polímeros organicos rompiendo los enlaces poliméricos y
dando lugar a monómeros con grupos carboxilo acidos. Un ejemplo
sencillo, la hidrólisis de un éster:
R1-COO-R2 + H2O ↔ R2-OH (alcohol) + R1-COOH (acido)
La función de las enzimas hidrolíticas es actuar como catalizadores
de la reacción creando el medioacido necesario para el progreso
de la misma.
En caso de que la materia organica alimentada al sistema esté
formada por sustratos poliméricos complejos, tales como las fibras vegetales, las encimas
hallaran mas dificultades en realizar su acción
hidrolítica, reduciendo la velocidad de reacción global.
Así, la fase hidrolítica se convierte en la etapa limitante del proceso. Esta es una
situación frecuente en caso de la digestión anaerobia de FORM, ya
que el sustrato de partida es sumamente variado. De ahí que se indique
en estos casos la conveniencia de llevar a cabo la fase de hidrólisis
previamente al proceso principal de digestión anaerobia y separada de
éste, a fin de conservar unas condiciones óptimas para su desenvolvimiento.
2) Fase acidogénica:
En esta segunda fase las moléculas organicas sencillas obtenidas
en la etapa anterior (glícidos, aminoacidos y acidos
grasos) son descompuestas por un grupo de bacterias fermentativas anaerobias
facultativas (Clostridia sp., Lactobacillus sp., etc.) para dar lugar a
acidos grasos volatiles (AGV): acidos lactico,
butírico, propiónico, acético, fórmico y
también a alcoholes como
el etanol. Incluso algunas moléculas seran totalmente
descompuestas en dióxido de carbono e hidrógeno.
Simultaneamente las aminas procedentes de los aminoacidos
seran reducidas a amoníaco y amonio. El mecanismo de las
reacciones es basicamente semejante al de una fermentación
acida. A modo de ejemplo se muestra la fermentación de la glicosa
para dar lugar a acido butírico o a acido acético:
C6H12O6 + 2 H2O → CH3CH2CH2COO - + 2 HCO3- + 3 H++ 2 H2
C6H12O6 + 4 H2O → 2 CH3COO - + 2 HCO3- + 4 H+ + 4 H2
El conjunto de reacciones transcurre en general rapidamente y en este
punto del proceso el pH bajara significativamente: se bien las bacterias
hidrolíticas comienzan a actuar con un pH próximo a 7-7,4, en
esta etapa del proceso dicho pH se sitúa en un entorno de 6.
3) Fase acetogénica:
Seguidamente la fermentación de los compuestos intermedios acidos
formados en la acidogénesis continúa para dar lugar
principalmente a la formación de acido acético, que se
suma a los acetatos ya producidos antes. El conjunto de bacterias capaces de
efectuar estas reacciones son genéricamente denominadas
acetógenas. Entre las bacterias acetógenas destacan aquellas que
ademas del acido acético
liberan hidrógeno como resultado de la
descomposición de los acidos grasos volatiles, conocidas como “bacterias
acetógenas produtoras obligadas de hidrógeno”
(Syntrophomonas sapovorans, Syntrophobacter wolinii, Syntrophus buswellii,;
no se conecen muchas mas). Siguiendo con el ejemplo anterior se muestra
la fermentación del acido butírico:
CH3CH2CH2COOH + 2 H2O → 2 CH3COOH + 2 H2
Paralelamente a estas reacciones, otras bacterias continúan oxidando los
AGVs completamente dando CO2 y H2, que a su vez son recogidos por otras
bacterias acetógenas denominadas bacterias homoacetogénicas
(Clostridium aceticum, Acetobacterium wooddii), para formar acido acético
por otra vía:
H2O + CO2 ↔ HCO3- + H+
4 HCO3- + 2H+ + 9 H2 ↔ 2 CH3COOH + 8 H2O
También se da en esta fase la reducción de los sulfatos presentes
en la materiaorganica para dar lugar a acido sulfhídrico
por parte de bacterias anaerobias sulfato-redutoras (Desulfovibrio sp.) que
emplean el acetato, los AGVs o el hidrógeno como sustrato donante de
electrones:
CH3COOH + SO42- → 2 CO2 + H2S + 2 OH-
4 H2 + SO42- → H2S + 2 H2O + 2 OH-
En general las reacciones de producción de acido acético
con liberación de hidrógeno, que son las mayoritarias, consumen
energía. La posibilidad de desarrollo de estas reacciones reside en la
relación de simbiosis de las bacterias acetógenas productoras de
hidrógeno con los organismos metanógenos consumidores de hidrógeno
de la etapa siguiente. El resultado es que la presión parcial de H2 se
mantiene a un nivel bajo en todo el sistema y el balance energético
resulta favorable. Para que esto suceda debe
existir una gran proximidad entre los diferentes microorganismos, siendo una
situación óptima aquella en la que se forman en el digestor
agregados de biomasa en asociación simbiótica.
4) Fase metanogénica:
Por último, la fase que cierra el proceso de digestión es aquella
donde se produce el metano que constituye el biogas. Los microorganismos
metanógenos estan comprendidos dentro do reino de las
arqueobacterias, antes englobado dentro del
dominio de las procariotas junto con las eubacterias (las bacterias propiamente
dichas) pero en la actualidad son consideradas organismos diferentes de las
bacterias que constituyen su propio dominio biológico, el dominio de las
arqueas (Archeae). Todos son anaerobios estritos (de hecho la presencia de
oxígeno inhibe su crecimiento) y producen metano como resultadode su metabolismo, en el que el
carbono hace de receptor de electrones. A pesar de la limitación de la
exposición al aire y de su metabolismo poco común los
metanógenos estan presentes por toda la natureza y su actividad
supone el paso final de la degradación de
la materia organica dentro del
ciclo de carbono.
Existen dos formas principales de realizar la metanogénesis. La
mayoritaria en la digestión anaerobia es la realizada por los organismos
acetoclastas: Methanosarcina sp., Methanosaeta sp. Consiste en la
descomposición del acetato formado anteriormente para dar metano y
dióxido de carbono:
CH3COOH + H2O → CH4 + HCO3- + H+ ↔ CH4 + CO2 + H2O
La otra vía principal de metanogénesis es la reducción del
CO2 usando el hidrógeno como donante de electrones, realizada por
arqueobacterias metanogénicas hidrogenófilas (Methanobacterium
sp., etc.):
4 H2 + CO2 → CH4 + 2 H2O
El ritmo de crecimiento de los organismos metanógenos es
considerablemente mas lento que el de las bacterias responsables de las
otras fases, precisamente porque dedican casi toda su actividad
metabólica a la producción de metano. Por esto la fase
metanogénica es la otra fase limitante de la digestión anaerobia
junto con la hidrólisis. De esta manera, el nivel de actividad de los
metanógenos esta muy influenciado por el pH del medio. Si hasta ahora el pH en el
digestor permanecía en un rango acido, resulta que los
microorganismos metanógenos precisan para mantener un nivel de actividad
óptimo un pH superior, entre 6,5 y 7,5. Si el ritmo de consumo del
acido acético y de los otros acidos organicospor
parte de los metanógenos no es suficiente como para mantener el pH
dentro de los niveles tolerables puede darse un fenómeno de
acidificación, en caso de no ser controlado a tiempo, produciría
la interrupción total de la actividad bioquímica en el digestor y
por tanto de la producción de biogas, dando lugar al colapso
total del proceso. Incidentes de este tipo constituyen una de las causas
mas habituales de fallos en digestores anaerobios. En todo caso, las
variaciones de pH pueden ser amortiguadas gracias al efecto regulador de los
equilibrios constituidos por NH3 / NH4+ y CO2 / HCO3-.
A modo de resumen se muestra la figura 2.7 que recoge el proceso completo
incluyendo la distribución de la materia organica a lo largo del mismo:
Fig.2.7: Esquema de la digestión anaerobia
Ademas del pH, existen otros parametros de concentración
de especies químicas que deben ser controlados dentro del
digestor para asegurar un correcto funcionamiento del sistema. El mas destacado es la
concentración del
amonio, NH4+. Todo el nitrógeno contenido en la materia organica
alimentada al digestor, fundamentalmente en las proteínas, es reducido a
amonio o a amoníaco. A concentraciones altas, el amonio resulta
tóxico para los microorganismos. La concentración umbral causante
de la toxicidad se estable en 3000 mg/L. Pero ademas, dependiendo del nivel de pH
existente, existira también una cierta cantidad de
amoníaco, que guarda una relación de equilibrio química
con su acido conjugado, el amonio. La toxicidad del amoníaco es mucho mas
elevada, no pudiendo superarse el umbral deconcentración de 100 mg/L en
el digestor. De todas formas, en el rango de pH en el que funciona el digestor
el amonio es la especie predominante y la que presenta mayor riesgo.
Otro compuesto a tener en cuenta es el acido sulfhídrico. Se ha
visto que este acido se forma por la reducción del azufre organico en la etapa
acetogénica. Ademas de los problemas de corrosión y olores
que provoca, este compuesto también es tóxico paral os
microorganismos, fijandose la concentración maxima
admisible en 150 mg/L.
Por último, hay que indicar que la presencia de otros compuestos
químicos como
metales pesados, detergentes o antibióticos también puede causar
inhibición de los microorganismos responsables de la digestión.
2.2.3 Digestión anaerobia de los RSU
Descripción del proceso
Las primeras plantas de tratamiento mecanico-biológico de RSU
aparecieron a partir de los años 70, mayormente en Alemania. En la
actualidad es una opción de tratamiento de RSU bastante extendida en
Europa occidental y con perspectivas de crecimiento futuro, motivado por la
conveniencia de implementar un modelo de gestión específico para
la FORM, como se ha visto en el punto 1.3 de este trabajo. En relación
al producto de salida, se distinguen dos tipos de proceso: los que producen
compost mediante compostaje aerobia, y los que producen biogas mediante
digestión anaerobia. La obtención de biogas por
digestión anaerobia ofrece una serie de interesantes ventajas
técnicas sobre el compostaje y sobre otros procesos de tratamiento de
residuos:
* El balance energético es positivo, ya que el biogas
seraempleado como combustible con potencial energético que
compensa al consumido en su producción; de forma que la digestión
anaerobia constituye en conjunto un proceso generador neto de energía,
contrariamente al compostaje, que se trata de un proceso consumidor neto de
energía.
* La elevada humedad contenida en los RSU no supone ningún problema para
la digestión anaerobia, mas bien todo lo contrario: es precisa
para el buen funcionamiento del
proceso. Como se ha visto, en los procesos
térmicos la humedad supone un problema y debe ser eliminada, así como en el compostaje
donde la humedad debe permanecer en un intervalo determinado que hay que
controlar.
* La implantación industrial del
proceso es sencilla: no se trabaja con presiones elevadas ni con grandes
temperaturas y las necesidades de espacio son menores que en otros procesos (en
el compostaje se precisan grandes superficies de apilamiento).
Dentro de los procesos de digestión anaerobia de RSU, existe una amplia
variedad de posibilidades de configuración del proceso. A continuación se
discutiran las opciones posibles atendiendo las variables mas
significativas del
proceso: contenido en agua, número de etapas y temperatura.
* Contenido de agua: digestión húmeda o seca
Dependiendo del contenido de la proporción de agua de la
suspensión que se alimente al digestor, se distinguen dos tipos de
digestión: húmeda, hasta 15% de sólidos totales (ST) y
seca por arriba de esa proporción hasta un maximo de un 40% de
ST. A continuación se exponen los pros y contras en la tabla 3.3:
TABLA 2.4: Pros y contras dela digestión húmeda y seca
| DIGESTIÓN HÚMEDA | DIGESTIÓN SECA |
VENTAJAS | * Mayor eficacia del proceso: mayor producción de
biogas con mayor contenido en CH4 * Mayor flexibilidad del sistema y
posibilidad de absorber fluctuaciones imprevistas | * Menor consumo de agua *
El menor volumen de agua implica menor coste de las instalaciones |
DESVENTAJAS | * Mayor volumen de agua residual a tratar * Sedimentaciones no
deseadas en los tanques y conducciones | * Mayor volumen de lodos residuales a
tratar * Proceso mas difícil de controlar |
* Número de etapas: digestión mono o dupla-etapa
Tradicionalmente la digestión anaerobia se viene realizando en una sola
etapa, con un único digestor donde tienen lugar todas las fases del
proceso bioquímico. Sin embargo ya se indicó la posibilidad de
que la fase hidrolítica de la digestión sea significativamente
mas lenta que las demas debido a la presencia de sustratos
complejos difíciles de descomponer. Por otra banda la otra etapa
limitante del
proceso, la metanogénesis, puede verse seriamente afectada en caso de
que el pH baje a un nivel demasiado acido para los microorganismos. La
posibilidad de dividir el proceso en dos etapas permite realizar la
hidrólisis junto con acidogénesis de forma separada en un entorno
acido que facilite la acción de los microorganismos, pasando
después la alimentación a un digestor secundario donde sucede el
resto do proceso, acetogénesis y metanogénesis, en un ambiente
químico menos acido mas adecuado para la acción de
los metanógenos. El resultado es un mejorfuncionamiento del sistema que permite
una mayor eliminación de DQO y admite cargas mayores en el sistema, característica
muy útil en el caso de la digestión de RSU. El control del sistema es mejor y
existe poco riesgo de caída de la producción de biogas por
acidificación. A cambio, este sistema tiene el inconveniente de que
tiene que afrontar unos costes de construcción y operación
mayores dada la necesidad de instalar mas equipamientos de sistemas de
control.
* Rango de temperatura: digestión mesófila o termófila
La fermentación anaerobia es un proceso que transcurre a temperatura
ambiente. Pero cuando se aumenta la temperatura del recipiente de digestión, la
actividad metabólica de los microorganismos implicados en las reacciones
aumenta considerablemente hasta alcanzar un nivel óptimo
característico de cada especie. Existen dos rangos de temperatura óptimos
para realizar la digestión anaerobia, dependiendo de las especies de
microorganismos que mejor se adapten a cada uno de ellos. El rango
mesófilo se sitúa entre 35 e 40ºC. El rango termófilo
por su lado va de 55ºC hasta 70ºC. El rango termófilo tiene a
su favor el hecho de que la velocidad de las reacciones es mas
rapida, implicando tiempos de residencia mas cortos. La alta
temperatura ayuda también a la destrucción de microorganismos
patógenos, elemento interesante de cara a la estabilización del residuo sólido
digerido. Por contra, el de la digestión termófila es considerado
un proceso mas inestable que la digestión mesófila, que
cuenta sobre todo con el beneficio que supone el menor consumo de
energía, sobre todoen países de clima frío. La
operación a temperaturas menores también implica un gasto menor
en la instalación, ya que las infraestructuras destinadas a la
producción, intercambio y conservación de calor seran
mas sencillas.
Postratamiento
Después de la digestión anaerobia las plantas de tratamiento
mediante digestión anaerobia cuentan con una tercera fase de operaciones
destinadas al acondicionamiento y disposición final de los productos
obtenidos de la misma, tanto los deseados como
los no deseados. Se distinguen tres productos: el biogas, que sera
acondicionado para su combustión, los lodos digeridos, que seran
acondicionados para su conversión posterior en compost y el efluente
líquido que sera enviado a tratamiento. Cada uno de estos
productos seguira su propia línea de proceso, que se describe a
continuación.
Acondicionamiento y uso del biogas
El destino mas habitual del
biogas producido en las plantas de digestión anaerobia suele ser
su combustión dentro de la propia planta con el propósito de
producir energía: fundamentalmente electricidad, pero también
calor. De momento existen pocas experiencias industriales donde el
biogas sea comercializado para darle un uso fuera de la planta de
producción.
Para que el biogas pueda ser alimentado como combustible a un motor debe pasar antes
por algunas etapas de acondicionamiento. El objetivo de estas operaciones
previas es esencialmente retirar del
biogas aquellas sustancias que son perjudiciales para los equipos e
infraestructuras que posteriormente alojaran el biogas o que no
deben ser emitidas a atmosfera porser contaminantes. Los compuestos
químicos sobre los que se actúa principalmente son el sulfuro de
hidrógeno y el vapor de agua, ambos incorporados al biogas
durante la digestión anaerobia y la razón de hacerlo es por causa
de la acción corrosiva de la que son responsables estos compuestos,
mas grave cando actúan juntos. De hecho, si el sulfuro de
hidrógeno reacciona con vapor agua puede producirse acido
sulfúrico que supone un problema mayor que el del sulfuro de hidrógeno por
sí solo.
Para eliminar el sulfuro de hidrógeno
se vienen desarrollando diversos métodos basados en diferentes
técnicas: filtros, absorción con agua o NaOH, tratamientos
biológicos, De momento la solución mas empleada es la
absorción en filtros basados en hierro. El método mas
sencillo es cargar el filtro con limaduras de hierro. La reacción
esperada con sulfuro de hidrógeno sería la siguiente:
Fe + H2S → FeS + H2
Sin embargo, la experiencia muestra que esta reacción es muy inviable en
la practica. La situación cambia en caso de que el hierro
esté oxidado, porque esto potencia significativamente la captura del
azufre:
FeO + H2S ↔ FeS + H2O
Fe2O3 + 3 H2S ↔ Fe2S3 + 3 H2O
Por tanto, es aconsejable que las limaduras de hierro que se introduzcan en el
filtro estén oxidadas o mejor aún, utilizar directamente
óxido de hierro en pastillas, que es la opción escogida. La
reacción es ligeramente endotérmica, pero teniendo en cuenta que
el biogas entra al filtro procedente del digestor a 35ºC, no debería
de haber problema en este sentido. Por otro lado, para el desarrollo de la
reacción seprecisa un ambiente húmido que sera
proporcionado por el vapor de agua presente, aunque no puede haber una
condensación generalizada porque se mojarían las pastillas
perdiéndose superficie de reacción.
En el instante en que todo el óxido de hierro del
filtro sea consumido y se pierda la capacidad filtrante, el filtro puede ser
regenerado haciendo circular a través del mismo una corriente de aire. El
oxígeno reaccionara con las pastillas invirtiendo el proceso:
2 FeS + O2 ↔ 2 FeO + S
Fe2S3 + 3/2 O2 ↔ Fe2O3 + 3 S
La regeneración debera tener lugar aproximadamente una vez cada
mes. El azufre elemental se ira acumulando en el filtro de forma que
reducira la superficie disponible del
material filtrante por lo que este debera ser renovado mas o
menos cada tres meses.
En cuanto al vapor de agua, este ira condensando a medida que el
biogas se vaya enfriando desde la salida del digestor. Para
conseguir una condensación completa y recoger el agua líquida se
instalan en los puntos bajos de la conducción trampas de agua.
Una vez que el biogas complete estas etapas de depuración,
sera almacenado temporalmente en un gasómetro a la espera de ser
alimentado a los motores de combustión interna. La combustión del metano
generara una energía que sera aprovechada para la
producción de electricidad, que a su vez servira para cubrir las
necesidades de la propia planta. En caso de que haya algún excedente se
vendera para consumo exterior, incorporandose a la red de distribución
general. El resto de la energía sera producida en forma de calor.
Parte de ese calor sera absorbido porel agua del
circuito de refrigeración del motor,
que sera utilizada después como
fluido calefactor para elevar la temperatura de la suspensión acuosa de
materia organica a 40ºC antes de su entrada al digestor secundario.
El resto de calor sera absorbido por los gases de escape del motor. En principio
no se prevé ninguna recuperación de esa energía para usos
dentro de la planta, pero sería interesante buscar alguna
aplicación externa en la que emplear ese calor residual:
calefacción de núcleos de población, generación
industrial de vapor para alguna de las empresas próximas, etc. Este uso
adicional contribuiría a aumentar el rendimiento energético global
del proceso.
Por último, hay que indicar que el aire ambiental procedente de la nave
de proceso donde se encuentran todas las instalaciones de la fase de
pretratamiento sera el que se utilice para la combustión del
biogas en los motores. Así se cumple de una forma sencilla con la
necesidad de depurar ese aire de sustancias contaminantes o causantes de olores
desagradables antes de que sea emitido de vuelta a la atmósfera.
Acondicionamiento de los lodos digeridos
Como residuo de la digestión anaerobia se obtiene un lodo compuesto por
un 73% de agua y un 27% de sólidos totales: materia organica no
digerida, restos de microorganismos y sales minerales. Estos lodos
deberan ser aptos para su transformación posterior en compost. La
única operación a la que seran sometidos los lodos antes
de ser entregados a una empresa gestora es su deshidratación. Se reduce
el contenido en agua del 73% inicial a un 30%,
un valor adecuadopara la manipulación y transporte del material. El equipo típico para
llevar a cabo la deshidratación de los lodos es el filtro prensa.
Recogida del efluente líquido
Conjuntamente con los lodos, el otro subproducto obtenido de la
digestión anaerobia es un efluente formado por la mayor parte del agua
empleada como disolvente de la materia organica junto con una serie de
sustancias residuales de la digestión anaerobia disueltas o suspendidas
en ese agua: materia organica no digerida, sustancias minerales
procedentes de la materia organica o del resto de los residuos,
partículas de materiales procedentes de los RSU (plasticos,
textiles,); pero sobre todo el compuesto mas problematico
presente en el efluente es todo el amonio generado en la digestión
anaerobia a partir del nitrógeno organico. En efecto, la
significativa presencia de amonio en las aguas residuales procedentes de la
digestión anaerobia constituye uno de los inconvenientes mas
graves que se le pueden atribuir a este proceso. Asimismo, la digestión
anaerobia tiene también poco efecto sobre la remoción de
fósforo y en la destrucción de agentes patógenos, que
también estaran presentes en el efluente.
Este efluente sera conducido desde los reactores hasta un tanque
pulmón, donde se mezcla con el flujo de agua procedente del circuito de
intercambio de calor entre los motores de combustión y la corriente de
la digestión anaerobia. También se recoge en este tanque
pulmón al agua obtenida de la deshidratación de los lodos. Con la
mezcla de todas las corrientes
se consigue diluir el amonio y el resto desustancias. Parte de esa agua
almacenada en el tanque pulmón sera reutilizada como agua de proceso para la dilución
de los residuos que entran al mismo enviandose para eso al tanque de
separación en agua. Esta recirculación es una practica
habitual en plantas de este tipo de cara a reducir el consumo de agua. El resto
del agua
residual suele ser enviada al tratamiento en una EDAR cercana.
2.2.4 Biogas
Origen y composición
Se denomina comúnmente biogas al gas obtenido de la
degradación de la materia organica, por la acción de
microorganismos en condiciones anaerobias, es decir, en ausencia de
oxígeno. El biogas es típicamente producido a partir de
residuos organicos tales como
aguas residuales, lodos de depuradora, estiércol, purín o coma en
este caso, la fracción organica de los RSU; aunque también
puede ser producido partiendo de biomasa o de vegetales recolectados para la
causa.
En un ambiente anaerobio, la materia organica sufre un proceso semejante
a la fermentación debido a la presencia de microorganismos que se nutren
de la misma. Después de una serie de reacciones químicas que se
van sucediendo en varias fases, el resultado final es la descomposición
de las macromoléculas basadas en cadenas carbonadas que forman la
materia organica, principalmente en dos compuestos gaseosos: metano, CH4
y dióxido de carbono, CO2. Compuestos gaseosos tales como NH3, H2S, H2O y otros pueden
también estar presentes en menos proporción. Las sustancias y los
valores típicos de la composición del biogas se resumen en
la siguiente tabla:
TABLA 2.5: Composición típica del biogasCOMPUESTO |
CONCENTRACIÓN |
CH4 | 45-70 % |
CO2 | 25-55 % |
H2O | 0-10 % |
N2 | 0,01-5 % |
O2 | 0,01-2 % |
H2 | 0-1 % |
H2S | 10-30000 mg/m3 |
NH3 | 0,01-2,5 mg/m3 |
Los restos de sulfuro de hidrógeno, de amoníaco y de otros
compuestos contaminantes que puedan estar presentes en el biogas
deberan ser retirados de este antes de su distribución mediante
algún sistema de purificación de gases.
Aplicaciones
El alto contenido en metano del biogas
posibilita que pueda ser empleado como
combustible. La opción mas típica en plantas de
tratamiento de FORM es la combustión del biogas en motores de
combustión interna con el propósito de generar electricidad,
debido a que no requiere una purificación exhaustiva del biogas
antes de que sea apto para este uso. Sin embargo, el campo de aplicaciones del biogas es mas amplio y en la actualidad
se estan desarrollando experiencias relativas a nuevas aplicaciones
alternativas del
biogas. Una de las mas extendidas y, si cuadra la mas
antigua de todas, consiste en la producción y uso doméstico del biogas como
combustible para cocinas o para calefacción. Esta función del biogas viene ganando mucha popularidad entre
la población rural de países en vías de desarrollo como la India,
donde constituye una alternativa barata y competitiva a otras fuentes de
energía mas difíciles de obtener en estos lugares. A
escala industrial, el biogas aspira a convertirse en un sustituto
valido del gas natural en aquellas
aplicaciones donde este es habitual, como
el uso en calderas para calefacción. En este aspecto conviene
señalar quela utilización de biogas presenta ventajas e
inconvenientes. Entre los inconvenientes destacan, por un lado, el menor
contenido energético del biogas
respecto al gas natural: el poder calorífico inferior del gas natural suele estar entre 31-41
MJ/m3, mientras que para el biogas es de 22-29 MJ/m3, alrededor de un
30% menos (para el metano puro este valor es de 35,2 MJ/m3). Por otro lado, el
proceso de licuación del biogas es algo mas costoso que el
del gas natural debido a la presencia do CO2, que ademas puede resultar
corrosivo en combinación con el vapor de agua. Esto obliga a someter al
biogas a una serie de procesos de depuración mas complejos
que eliminen no sólo el H2S, NH3, vapor de agua y otros compuestos
corrosivos, sino también que rebaje el contenido de CO2 (el cual
contribuira también a elevar el poder calorífico del biogas). Ante
esta situación, el objetivo mas practico es conseguir un
biogas con una calidad suficiente como
para ser incorporado en la red de distribución de gas natural junto con
éste.
Sin embargo, una ventaja significativa del
biogas sobre el gas natural esta en el hecho de poseer un mejor
valor de número de metano. El número de metano es un
parametro empleado para caracterizar el comportamiento detonante de los
gases combustibles en motores de combustión, analogo al
índice de octanos de las gasolinas. Para
el biogas el número de metano se sitúa alrededor de 130,
siendo de 85-90 para el gas natural (el valor de referencia es de 100, que
corresponde al metano puro). La diferencia a favor del biogas se explica por la
proporción de CO2 quecontiene. Actualmente se considera que el
número de metano es un parametro a tener en cuenta mas
importante que el poder calorífico cuando se evalúa la calidad de
un combustible. Esto le abre al biogas unas perspectivas muy
interesantes como combustible valido para
ser empleado en motores de combustión interna o mismamente en
células de combustible, sirviendo así como medio de propulsión de
vehículos.
Fig.2.8: Autobús urbano en Berna (Suiza) propulsado por biogas
Propiedades
En la tabla 3.4 se especifican las propiedades y características
generales del
biogas. Deben tomarse como datos orientativos, ya que variaran en
función de la composición del biogas obtenido en cada
caso, en este ejemplo se considera una composición de 55 a 70% de CH4,
45 a 30% de CO2 y restos de otros gases:
TABLA 2.6: Características típicas del biogas
Densidad(P=1 atm, T=25ºC) | 1,2 kg/m3 |
Presión crítica | 75-89 bar |
Temperatura crítica | -82,5ºC |
Poder calorífico | 22-29 MJ/m3 |
Nº metano | 130 |
Temperatura de ignición | 650-750ºC |
Límites de explosión | 6-12% biogas en aire |
Propiedades organolépticas | Olor a huevos podridos si contiene
mercaptanos, inodoro en caso contrario |
2.3 Vermicompostaje
2.3.1 Descripción del proceso
Se entiende por vermicompostaje las diversas operaciones relacionadas con la
cría y producción de lombrices epigeas (de superficie, con ciclos
de vida distintos a las vistas comúnmente en los jardines) y el
tratamiento, por medio de éstas, de residuos organicos para su
reciclaje en forma de abonos y proteínas. Este abono, de muy
buenacalidad, se denomina humus de lombriz o lombricompuesto.
Este humus se produce de la digestión de materiales organicos por
parte de las lombrices y posee altas propiedades como
mejorador de las propiedades físicas del
suelo, tales como:
permeabilidad, retención de humedad e intercambio catiónico.
Es una tecnología basada en la cría intensiva de lombrices para
la producción de humus a partir de un sustrato organico. Es un
proceso de descomposición natural, similar a otros compostajes, en el
que el material organico, ademas de ser atacado por los
microorganismos (hongos, bacterias, actinomicetos, levaduras, etc.) existentes
en el medio natural, también lo es por el complejo sistema digestivo de
la lombriz.
El humus de lombriz esta compuesto principalmente por carbono,
oxígeno, nitrógeno e hidrógeno, encontrandose
también una gran cantidad de microorganismos. Las cantidades de estos
elementos dependeran de las características del sustrato utilizado en la
alimentación de las lombrices.
Favorece la formación de micorrizas, acelera el desarrollo radicular y
los procesos fisiológicos de brotación, floración,
madurez, sabor y color. Su acción antibiótica aumenta la resistencia de las plantas al ataque de plagas y
patógenos así como la resistencia a las
heladas.
La acción del humus de lombriz hace
asimilable para las plantas nutrientes como
fósforo, calcio, potasio, magnesio, y también micro y
oligoelementos. Como
tiene pH neutro puede utilizarse sin contraindicaciones, ya que no quema las
plantas, ni siquiera las mas delicadas.
Entre otras características lalombriz (Eisenia Foetida) contribuye a la
regulación del equilibrio acido
- basico, tendiendo a neutralizar los valores del
pH del suelo.
Estas y otras particularidades inherentes al proceso digestivo de la lombriz,
hacen que el producto por ella elaborado tenga una acción como enmienda,
fertilizadora y fitosanitaria muy superior a un compost. También tiene
un mayor tiempo de elaboración.
Las especies de lombriz mas frecuentemente utilizadas para la
lombricultura son Eisenia foetida, Lumbricus rubellus, Eisenia Andrei, Eisenia
hortensis, Lumbricus castaneus éstas se encuentran comúnmente por
toda Euroasia y en la actualidad se an vuelto especies cosmopolitas en tierras
organicas ricas, especialmente en vegetación en
descomposición, compost y montones de estiércol.
El humus de lombriz es un abono rico en fitohormonas, sustancias producidas por
el metabolismo de las bacterias, que estimulan los procesos biológicos
de la planta. Estos agentes reguladores del
crecimiento son:
* La Auxina, que provoca el alargamiento de las células de los brotes,
incrementa la floración y la cantidad y dimensión de los frutos.
* La Gibberelina, favorece el desarrollo de las flores,
aumenta el poder germinativo de las semillas y la dimensión de algunos
frutos.
* La Citoquinina, retarda el envejecimiento de los tejidos vegetales, facilita
la formación de los tubérculos y la acumulación de
almidones en ellos.
El vermicompost cumple un rol trascendente al corregir y mejorar las
condiciones físicas, químicas y biológicas de los suelos,
de la siguiente manera:
*Incrementa la disponibilidad de nitrógeno, fósforo, potasio,
hierro y azufre.
* Incrementa la eficiencia de la fertilización, particularmente
nitrógeno.
* Estabiliza la reacción del
suelo, debido a su alto poder de tampón.
* Inactiva los residuos de plaguicidas debido a su capacidad de absorción.
* Inhibe el crecimiento de hongos y bacterias que afectan a las plantas.
* Mejora la estructura, dando soltura a los suelos pesados y compactos y
ligando los sueltos y arenosos.
* Mejora la porosidad y, por consiguiente, la permeabilidad y ventilación.
* Reduce la erosión del
terreno.
* Incrementa la capacidad de retención de humedad.
* Confiere un color oscuro en el suelo ayudando a la retención de
energía calorífica.
* Es fuente de energía, la cual incentiva a la actividad microbiana.
* Al existir condiciones óptimas de aireación, permeabilidad, pH
y otros, se incrementa y diversifica la flora microbiana.
A pequeña escala, el vermicompostaje es una forma noble de convertir los
'desechos' de la cocina en abono de alta calidad, sobre todo si el
espacio es reducido.
2.3.2 Analisis químico
Los valores de los parametros del
analisis químico pueden variar mucho en función del material empleado
para hacer el vermicompostaje. Por otra parte, al tratarse de un producto
natural no tiene una composición química constante. En la
siguiente tabla se muestran los valores mas típicos:
TABLA 2.7: Valores típicos del vermicompost
Materia organica | 65-70% | pH | 6,8-7,2 |
Humedad | 40-45% | Carbono organico |14-30% |
N2 | 1,5-2% | Calcio | 2-8% |
P2O5 | 2-2,5% | K2O | 1-1,5% |
Relación C/N | 10-11 | Acidos húmicos | 3,4-4% |
Flora bacteriana | 2x106 colonias/g | Magnesio | 1-2,5% |
Sodio | 0,02% | Cobre | 0,05% |
El humus de lombriz resulta rico en elementos nutritivos, rindiendo en
fertilidad de cinco a seis veces mas que con el estiércol
común.
Los experimentos efectuados con vermicompost en distintas especies de plantas,
demostraron el aumento de la calidad y cantidad de las cosechas en
comparación con la fertilización con estiércol o abonos
químicos.
3. EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL COMPOST
3.1 Concepto de calidad del
compost
El concepto de calidad es difícil de definir ya que ha de tener en
cuenta múltiples aspectos y, ademas, puede ser siempre muy
subjetivo.
Siempre debería considerarse la calidad del compost a partir de aquellas
características que resulten de aplicar un tratamiento respetuoso con el
medio ambiente, acorde con una gestión racional de los residuos y que
tenga como objetivo fabricar un producto destinado para su uso en el suelo o
como substrato.
Dentro de los niveles de calidad deben o pueden establecerse distintas
exigencias según el mercado al que vaya destinado; pero siempre
habra unos mínimos a cumplir para cualquier aplicación. Es
necesario definir una calidad general del
compost (de acuerdo con los usuarios potenciales) y ademas establecer
unos parametros diferenciados para usos diversos, sin querer significar
esta afirmación que los maximos permitidos de contaminantes se
puedan sobrepasar según el destino.
La calidaddel compost viene determinada por la suma de las distintas
propiedades y características. Los criterios relevantes en la
evaluación de la calidad son: destino del
producto, protección del entorno,
requerimientos del
mercado.
Los productores de compost encuentran ciertas normas innecesariamente
restrictivas y los usuarios puede ser que innecesariamente permisivas; no
siempre tienen que coincidir la exigencia de los usuarios del
compost con las de la sociedad y del
entorno.
Un compost de calidad tendra salida, podra aplicarse aunque
debera en muchos casos competir con otros materiales (de mejor o peor
calidad). debido a la gran variedad de productos compostables y de mezclas
posibles se puede obtener compost con calidades y posibilidades de uso muy
diversos.
La estrategia para conseguir una determinada calidad no puede separarse de un
planteamiento global de la gestión de los residuos. Debe desarrollarse
el mercado del
compost a la vez que la conciencia de calidad.
Si se quiere potenciar el uso del compostaje y
del compost, las plantas de tratamiento han de
tener como uno de los objetivos primordiales la
obtención del
compost, no sólo el tratamiento de residuos. No obstante, en la
realidad, no se composta para obtener un determinado producto si no que se
gestiona/trata un/os residuo/s con la intención de evitar problemas
ambientales y, secundariamente, obtener un producto final (compost);
ademas, esto se lleva a cabo, muchas veces, ignorando los fundamentos
biológicos del proceso y obviando la relación entre control del
procesos y calidad del producto obtenido.Los requerimientos de calidad deben ir
dirigidos a conseguir:
* Aspecto y olor aceptables
* Higienización correcta
* Muy bajo nivel de impurezas y contaminantes
* Nivel bueno de componentes agronómicamente útiles (MO estabilizada
y fitonutrientes)
* Cierta constancia de características
Y todo ello, procurando aprovechar al maximo la potencialidad de los
materiales iniciales, evitando todas las posibles vías de
contaminación durante el proceso, la generación excesiva de rechazo,
así como el consumo superfluo de energía.
Al plantear las características finales óptimas para un compost
es difícil establecer niveles para el contenido en MO y nutrientes, ya
que dependen mucho de los materiales tratados, En la mayoría de normativas
o legislaciones, frecuentemente, sólo se fijan los contenidos en metales
pesados, siendo poco exigentes en los parametros mas
agronómicos. La calidad del
compost viene determinada por la suma de las distintas propiedades y
características. En cualquier caso debe hablarse de:
* Calidad física: granulometría, capacidad de retención de
agua, humedad, presencia de partículas extrañas, olor.
* Calidad química, en la que aparecen tres vertientes: contenido y
estabilidad de la materia organica, contenido y velocidad de
mineralización de los nutrientes vegetales que contenga y presencia de
contaminantes inorganicos u organicos.
* Calidad biológica: presencia de semillas de malas hierbas y
patógenos primarios y secundarios.
Podría también valorarse otros aspectos como calidad ambiental en las plantas,
seguridad delos trabajadores y de los futuros usuarios, etc.
También debe controlarse el funcionamiento y los rendimientos de las
plantas de compostaje, así como
la adecuación de la maquinaria. En la actualidad algunas plantas de
compostaje siguen no funcionando bien y otras se estan construyendo por
considerarse políticamente correcto, pero no por un real convencimiento
y preocupación por conseguir que sean rentables (ambiental y económicamente).
Dentro de los niveles de calidad también deberan establecerse
distintas exigencias según el mercado al que vaya destinado; pero
siempre habra unos mínimos a cumplir para cualquier
aplicación. Es necesario definir una calidad general del compost y, ademas, establecer
unos parametros diferenciados para usos diversos, sin querer significar
esta afirmación que los maximos permitidos de contaminantes se
puedan sobrepasar según el destino (Figura 3.1).
Fig.3.1: Aplicaciones del
compost en función de su calidad
En general, se considera necesario establecer los contenidos maximos
permitidos de contaminantes para proteger el suelo de una excesiva
contaminación. Como
resultado de esta consideración, todas las legislaciones contemplan y
fijan unos niveles de metales pesados permitidos, que varían
ampliamente.
Se considera que la finalidad de una normativa sobre calidad del
compost debe ir mucho mas alla que evitar una excesiva
contaminación del
suelo. El concepto de “excesiva” es subjetivo, y por lo tanto
peligroso, y no toma en consideración la característica principal
del compost, a saber: el compost como un producto que
aporta unaserie de efectos beneficiosos al suelo y los cultivos. Hay normativas
como la austríaca que se preocupa de que el compost produzca beneficios
a los cultivos; otras que pretenden proteger al suelo de una aplicación
excesiva de nutrientes (danesa) y otras como la española actual que se
ciñe simplemente a evitar la “contaminación excesiva”
por metales, también, aunque con mas restricciones, va en este
sentido la legislación de la UE.
3.2 Parametros de valoración del compost
Puede hacerse un listado amplio de parametros a determinar en muestras
de compost, puede indicarse cuales se consideran mas importantes y por
qué, pero no para todos se puede dar un intervalo de valores adecuados o
unos contenidos maximos o mínimos. El compost no es como un fertilizante
mineral en que se pueden dar valores concretos para contenidos de N, P2O5 o
K2O. En cualquier caso, al escoger los parametros que pueden interesar o
dar mas información ha de hacerse teniendo en cuenta la
viabilidad de la aplicación y, no olvidando, que cualquier
interpretación de la composición de un compost precisa unos
conocimientos del tratamiento a partir del que se ha obtenido
el producto. Debera preguntarse si al controlar el producto final
también se esta controlando el proceso.
Las principales aplicaciones del compost son como abono y fertilizante
de suelos destinados al cultivo de vegetales. Sin embargo, un compost destinado
a este uso debe cumplir con unos requirimentos de calidad e higiene en su
composición, que se resumen en la tabla 3.1, extraída del Real
Decreto 824/2005, sobre productos fertilizantes:Tabla 3.1:
Características exigidas al compost
Materia organica total | 40% |
Humedad | entre 30 e 40% |
Relación C/N | ≤ 20 |
Nitrógeno organico | 85% do N total |
Granulometría | 90% ≤ 25 mmPedras e grava: 5% ≤ 5
mmImpurezas: 3% ≤ 2 mm |
Microorganismos patógenos | Salmonella | ausente en 25 g de produto
elaborado |
| Escherichia coli | NMP (nº mas probable) < 10001 g produto
elaborado |
Metales pesados | mg/kg materia seca |
Cd | 3 |
Cu | 400 |
Ni | 100 |
Pb | 200 |
Zn | 1.000 |
Hg | 2,5 |
Cr (total) | 300 |
Cr (VI) | 0 |
El compost que se obtiene en la Planta de Nostian no siempre cumple con estas
características debido al elevado número de impurezas que tiene
por lo que no puede ser comercializado como abono. Por lo tanto su principal
destino son los vertederos, donde se usa
como relleno.
Podríamos hablar de otros parametros como: estudio de extractos acuosos, CIC,
cromatografía, contenido en acidos organicos
volatiles, etc., pero se han escogido los que mas se utilizan en
nuestro centro. En cualquier caso, no todos deben determinarse, pero si escoger
aquellos que den la información mas necesaria. Interesa pocos
parametros y lo mas sencillos posibles para favorecer que sean
aplicados.
Humedad
Contenidos bajos favorecen el transporte, pero dificultan el manejo y la
aplicación por el polvo que se origina, a la vez que puede esconder una
baja estabilidad del
compost. Ademas, probablemente una humedad muy baja puede haber
provocado un incompleto desarrollo del
proceso.
Granulometría
Esta muy relacionada con elaspecto y la facilidad de manejo y puede
condicionar su uso. Este parametro es particularmente importante cuando
el destino del
material vaya a ser el de substrato. En ciertos casos una granulometría
muy fina, ademas de dar problemas en la utilización (exceso de
polvo), puede ser debida a un tratamiento de molturación final para
“esconder” cierto tipo de impurezas.
Cuantificación de los contaminantes físicos y tamaño
Al realizar la granulometría es importante ver y cuantificar las
impurezas (plasticos, vidrios, partículas metalicas) que
aparecen en las distintas fracciones. Informa de la mala calidad de los
materiales iniciales (en el caso de RM y restos vegetales (RV) indica una
incorrecta recogida selectiva en origen o una mala separación en
planta). Afecta al aspecto y a la aceptación. También, una gran
cantidad de impropios en los materiales de entrada, provoca que las distintas
zonas de la planta de tratamiento estén 'sobreocupadas' por
materiales sin ninguna utilidad. El contenido en determinados contaminantes
físicos entraña peligros en su utilización.
Densidad real y aparente
Parametro de interés general para el transporte y manejo del compost y con interés particular para el
calculo de la porosidad y de su uso como substrato. Puede estar relacionado con
los materiales tratados y con la manera en que se ha desarrollado el proceso.
Test de autocalentamiento
El seguimiento de la temperatura a lo largo del compostaje es una de las mejores maneras
de controlar el proceso, siempre que se sepan interpretar los cambios. Cuando
finaliza la fase demaduración, se espera que la temperatura del material alcance
niveles cercanos a los ambientales; si el material no esta madurado
completamente puede ser que no presente temperaturas elevadas, por distintas
razones: humedad muy baja, poca cantidad de material. Si una pequeña
cantidad de este material, no suficientemente estabilizado, se mantiene en
condiciones de humedad adecuadas en un espacio aislado, como puede ser un vaso DEWAR, puede alcanzar
cierta temperatura por autocalentamiento en un determinado intervalo de tiempo.
Es un parametro muy utilizado para medir el grado de estabilidad aunque
esta sometido a muchos errores debido a las distintas maneras de
preparar y manejar las muestras; debe tenerse en cuenta la cantidad de muestra,
su humedad y porosidad entre otros aspectos.
Cuando se aplica a muestras inmaduras puede dar resultados muy erróneos
ya que puede que la temperatura no aumente debido a que aparecen
rapidamente condiciones anaeróbicas dentro del termo.
pH y Conductividad eléctrica (CE)
Comúnmente, estos parametros reciben poca atención desde
el punto de vista de aplicación, pero es importante tenerlos en cuenta
desde el punto de vista de proceso a lo largo del cual sufren variaciones. pH's
acidos indicaran condiciones anaerobias y pH muy altos
estan relacionados con el contenido en nitrógeno amoniacal y
carbonatos solubles. La CE es elevada en general en materiales compostados
(excepto en el caso de haber compostado RV solo), pero también valores
excesivamente elevados pueden relacionarse con un mal control del proceso, con materiales contaminados o
conriegos excesivos con lixiviados o con aguas salinas.
Materia organica total y resistente
Tiene sentido aplicar el compostaje a materiales con proporciones elevadas de
MO. El contenido final sera la consecuencia del valor inicial de MO, de su
degradabilidad y de la transformación que haya sufrido durante el
tratamiento. Resulta fundamental examinar, en un compostaje, los contenidos
inicial y final de materia organica para tener idea de la
transformación sufrida por el material. Es un parametro
importante en caso de aplicación en el suelo ya que: 1) incidira,
de forma global, sobre todas las propiedades del suelo (físicas, químicas y
biológicas); y 2) favorecera, al mismo tiempo, los ciclos
geoquímicos. En caso de ser utilizado como substrato, la M.O. influira
así mismo sobre sus propiedades físicas; indispensable conocer
también su estabilidad.
Intentar valorar la estabilidad o la transformación sufrida por un
residuo sólo por el contenido final de MO es totalmente inadecuado, si
no se conocen los valores de partida
Materia organica resistente
Es un parametro que fue inicialmente utilizado en la
caracterización química de las turbas.
Indica el porcentaje de materia organica resistente (MOR) a la
hidrólisis acida y se acostumbra a expresar respecto a la materia
organica total, denominandose Grado de estabilidad (GE). Es de
esperar que al avanzar el compostaje se eleve su contenido, ya que aumenta la
cantidad de productos resistentes a la hidrólisis, por incremento
relativo, en el caso de ligninas, y por formación de nuevas sustancias
estables.
El valor quealcanza en los productos finales del
compostaje da información muy valiosa sobre el comportamiento del compost al ser
aplicado y por tanto de los usos mas adecuados.
No olvidar que el uso de compost, desde el punto de vista de
conservación del suelo, tiene como finalidad mejorar el contenido en MO
(con todas las ventajas que lleva implícitas como evitar la
erosión, incrementar la capacidad de retención de agua o
contribuir a la mejor captación de CO2) y esto se consigue si la MO que
se aplica presenta una tasa de mineralización baja (es resistente).
También un compost estable, difícil de degradar, liberara
mas lentamente los fitonutrientes, hecho que en el caso del N contribuira
a reducir el peligro de contaminación de aguas.
Nitrógeno Kjeldhal
Existe la posibilidad de determinarlo sobre muestra húmeda o seca, con
lo que la información que facilita es distinta. Determinado sobre
muestra húmeda indica, a la vez, el contenido en nitrógeno en
forma organica y amoniacal; determinado sobre muestra seca informa
mayoritariamente sobre el contenido en nitrógeno organico. Es un
parametro que se valora mucho al aplicar el compost en agricultura,
desde diferentes puntos de vista: el económico, el energético y
el ecológico. Es discutible si es un parametro al que se le deba
exigir un contenido mínimo ya que depende del
tipo de materiales que se composten; pero si se estan compostando
materiales ricos en nitrógeno debera controlarse a lo largo del proceso (figura 9) porque su pérdida indica un
mal manejo del
compostaje.
Nitrógeno no hidrolizable
La determinación de laMOR permite determinar paralelamente el llamado
NnH (nitrógeno organico resistente a la hidrólisis) que
sera difícilmente mineralizable. Se puede considerar un buen
índice de la calidad del
compost y ademas aporta información importante de cara a su
aplicación. En un buen proceso de compostaje, sus niveles deben
incrementarse. Puede expresarse como porcentaje del nitrógeno
organico total (NnH/Norg).
Relación C/N
Es un parametro ampliamente usado, pero debe ponderarse correctamente,
teniendo siempre presentes otros aspectos del compost analizado. Equivocadamente se
considera que el compost esta maduro si el cociente C/N se acerca a 10;
este valor es el que presenta la materia organica estabilizada de un
suelo que no tiene porque corresponder al que presente la MO estabilizada de un
compost. Es necesario conocer la relación C/N inicial en los residuos a
compostar puesto que nos dara una idea de la velocidad del proceso y de la posibilidad de
pérdidas de nitrógeno.
Contenidos en nitrógeno mineral (amoniacal y nítrico)
Es importante su evolución a lo largo del proceso y sus contenidos finales. El
N-NH4 puede ser alto al inicio, según los materiales tratados, e
incrementar en parte de la fase termófila, pero si la mezcla inicial y
el desarrollo del proceso son correctos debe disminuir por diversas razones y,
a su vez, incrementar el contenido en N-NO3 durante la última fase de
maduración, si se han mantenido las condiciones aerobias. Da
información de cómo se ha realizado el compostaje y de las
posibles pérdidas de N.
Contenido en nutrientes vegetales yasimilabilidad.
Interesa conocer qué nutrientes contiene el compost, si estan
equilibrados y si son o no facilmente asimilables. En general no se dan como exigencia de calidad, sino que corresponden a las
determinaciones que han de facilitarse al usuario para poder hacer un uso
correcto del
producto.
Contaminantes inorganicos
Respecto a los contaminantes inorganicos (metales pesados), existe mucha
información bibliografica (origen, fitotoxicidad,
acumulación) y, ademas, resultan mas faciles de
determinar que los organicos.
La recogida conjunta de todos los componentes de la basura incrementa el
contenido final de los metales pesados por dos vías: la directa por
mezcla de pequeñas partículas que no son separadas durante la
selección y el afinado realizados en las plantas; y la
'disolución' provocada por las condiciones acidas que
se crean en determinadas condiciones de almacenaje, debido a las
características de la fracción organica. Como
el contenido en metales del
compost de RM disminuye al aplicar la recogida selectiva consideramos que la
mejor manera de evitar este tipo de contaminación, es fabricar compost
de RM solamente en el caso de establecer y realizarse en condiciones correctas
la recogida selectiva en origen.
En el caso de compostar lodos de depuradora sólo deberan
aceptarse aquellos que contengan niveles muy bajos de metales (no olvidar que a
lo largo del
proceso se concentran relativamente). Es importante ser estricto en estos
aspectos para obtener productos de mejor calidad y proteger el suelo, pero
también para obligar a los generadores de aguasresiduales, a controlar
mucho los vertidos.
Si un compost contiene metales pesados, aunque una buena parte no sea
asimilable por la planta rapidamente, quedaran en el suelo
acumulados y cuando varíen las condiciones (pH, presencia de sustancias
complejantes, CIC,) pueden pasar a disposición de las plantas.
Contaminantes organicos.
Este es el aspecto menos estudiado en composts debido tanto a la gran
diversidad de compuestos organicos con posibilidad de encontrarse en los
materiales iniciales (RM, lodos, RV), como a la dificultad y coste de los
métodos analíticos a emplear. Éstos contaminantes
Indice de germinación
Las pruebas de germinación son las mas utilizadas por su
simplicidad, y ademas son relativamente faciles de interpretar.
El test de germinación puede realizarse con extractos de compost
obtenidos por diversos métodos (distintas relaciones muestra/extractante
y distintas temperaturas), lo que dificulta la comparación de resultados
y el establecimiento de normas. Se aplica el extracto obtenido a semillas de
Lepidum sativum y se compara con un testigo en agua destilada. Se determinan
las diferencias de germinación y de crecimiento de radículas. Los
resultados pueden verse influidos por la salinidad y la presencia de
componentes fitotóxicos (amoniaco, acidos volatiles). El test
de germinación mas utilizado es el test de Zucconi, aunque
sería conveniente buscar tests alternativos o complementarios. En
plantas de compostaje alemanas se realizan ademas otros dos tipos de
test: uno para determinar la germinación de semillas de malas hierbas y
otro decrecimiento con cebada (poco afectada por la salinidad pero muy sensible
a los posibles componentes fitotóxicos que puedan aparecer a lo largo del compostaje).
La germinación de semillas de malas hierbas es una prueba a realizar en
las mismas plantas de compostaje y sirve para determinar la
higienización del
producto. Se realiza sobre el material sólido bajo ciertas condiciones
de humedad, temperatura e iluminación.
Incubaciones/respirometrías/estudios de mineralización
Son pruebas biológicas que pueden realizarse sobre el producto aislado,
mezclado con un 'diluyente' inerte o con suelo, dependiendo del tipo de
información que se pretenda obtener: grado de estabilidad, toxicidad,
velocidad de mineralización. Las pruebas realizadas con mezclas de
suelos pueden facilitar una información mas completa y sobre
distintos aspectos, pero presenta la problematica de la falta de
repetitividad y reproducibilidad (al variar el tipo de suelo con que se
mezcla).
Crecimiento vegetal
Este tipo de pruebas, muy interesantes y apropiadas para realizar en las mismas
plantas de compostaje, pueden tener distintos objetivos:
- Mostrar posibles problemas de toxicidad
- Mostrar problemas de falta de estabilidad y de inmovilización de
nitrógeno
- Servir de prueba demostrativa para los posibles usuarios
Deben definirse bien las condiciones de trabajo (posibles mezclas del compost,
riego, temperatura, iluminación…) para comparar resultados en el
tiempo y permitir establecer valores límite en las producciones. También
es interesante escoger adecuadamente el tipo de materialvegetal a usar.
Control de patógenos
El compost debe ser también examinado en los aspectos relacionados con
la salud de las personas, animales y vegetales
Durante el compostaje se alcanzan temperaturas elevadas que
practicamente pueden asegurar la desaparición de patógenos
animales y vegetales, siempre que se asegure que toda la masa ha alcanzados
estas temperaturas. En la bibliografía y en las normativas se hallan
referencias a la necesidad de que se hayan alcanzado temperaturas de 55ºC
durante un cierto tiempo.
Aunque practicamente se tenga la seguridad de la higienización es
muy aconsejable realizar determinaciones de organismos indicadores como pueden ser la
Salmonella y el Escherichia coli.
El mayor riesgo detectado en plantas de compostaje esta relacionado con
la aspiración de “polvo organico” que afecta
principalmente a personas con problemas respiratorios o bajas de defensas. Para controlarlo es importante mantener siempre la
humedad adecuada en el material que se voltea, criba o aplica, y tomar las
precauciones adecuadas.
………………………………………………………
4. DESCRIPCIÓN DE LA PLANTA DE NOSTIAN
4.1 Introducción
Como ya se comentó en el apartado 1.2 la planta de Nostian esta
basada en el proceso Valorga. En este proceso los residuos son tratados en
función de su naturaleza. Por un lado, los residuos inorganicos
son tratados en su correspondiente area donde se obtiene como productos diferentes
envases que son enviados a empresas de transformación. Por el otro lado,
los residuos organicos son sometidos a un tratamiento anaerobio en el
que se obtiene comoproductos compost y biogas que servira para
suministrar electricidad a la propia planta.
Fig.4.1: Diagrama del proceso de tratamiento de residuos de la planta de
Nostian
4.2 Tratamiento de la materia inorganica
Playa de hormigón
A su llegada a la planta los residuos de los contenedores de envases y otros
residuos son depositados en la playa de hormigón, una explanada
habilitada para funcionar como almacén temporal. El personal de la
instalación elimina los residuos voluminosos para evitar su entrada en la línea de
selección.
El empleo de este tipo de explanadas constituye la forma mas habitual de
almacenamiento de residuos sólidos en las plantas de tratamiento de RSU.
De esta forma pueden absorberse las fluctuaciones propias del ritmo de generación de la basura
y alimentar al tratamiento con un flujo constante de residuos. Conviene tener
en cuenta que la recogida de RSU no suele ser diaria en muchos casos: es claro
que la cantidad de entrada de residuos a la planta no sera la misma
cuando corresponda a la recogida de una ciudad que cuando corresponda a la
recogida de localidades de menor población. Asimismo, la
generación de basura varía cada día en función del calendario: no
sera la misma en días laborables que en días festivos, ni
en inverno igual que en verano, por poner algunos ejemplos. La capacidad de
almacenamiento de la explanada debe permitir, pues, la operación del proceso con un
cierto margen de seguridad, sin que la planta llegue a verse saturada. En este
caso, se establece una capacidad total de almacenamiento de los fosos de un
volumenaproximadamente correspondiente a la entrada de residuos media de dos
días de trabajo.
La explanada se encuentra bajo cubierta cerrada, para evitar problemas de
olores y vuelo de objetos debido al viento.
Nave de tratamiento de la fracción inorganica
Después de ser descargado en la playa de hormigón los residuos
pasan a la nave de tratamiento.
El material se introduce en una cinta transportadora, donde se retira la
llamada fracción gruesa (textiles, electrodomésticos,..).
A continuación, se abren las bolsas y su contenido es tratado por
operarios de forma manual según los diferentes tipos de residuo. Primero
se eliminan las bolsas mediante un sistema de aspiración
neumatica que las traslada a una tolva; después, se selecciona
todo el papel y el cartón. La selección de los envases de
plastico se realiza según su composición (PVC, PET,
HPDE,…). El vidrio se clasifica en último lugar para facilitar
así su identificación.
Todas las fracciones ya separadas pasan a través de tolvas
metalicas hasta los silos de almacenamiento, donde las cintas
transportadoras los conducen hasta una prensa de materiales.
Los envases de hojalata, aluminio,… son clasificados por equipos
automaticos en el exterior de la cabina principal de selección.
Todos los materiales clasificados son prensados según el tipo para
facilitar su transporte.
Una vez separados, clasificados y embalados, los distintos elementos
recuperados son enviados a las empresas que daran a cada producto una
nueva vida, con el consiguiente ahorro en el consumo de materias primas.
Fig.4.2: Vista de la nave detratamiento de la fracción inorganica
de la planta de Nostian
4.3 Tratamiento de la fracción organica
Foso de recepción
A su llegada a la planta los residuos de los contenedores de residuos
organicos son depositados en un foso de recepción excavado en el
terreno, que cumple la función de almacén temporal.
Al igual que la playa de hormigón el foso se encuentra siempre bajo
cubierta cerrada para evitar problemas de olores y vuelo de objetos. En el
fondo del
foso existe un drenaje de líquidos, pues es frecuente la
aparición de lixiviados. La cantidad de lixiviados sera mayor
cuanto mayor sea el contenido en humedad de los RSU, y en el caso de lugares de
clima húmedo como Galicia, este contenido de humedad puede llegar a ser
muy alto, sobre todo en días de lluvia.
Fig.4.3: Vista de la nave de tratamiento de la fracción
inorganica de la planta de Nostian
Nave de recepción, triaje y trituración
Después de ser descargado en la playa de hormigón los residuos
pasan a esta instalación donde se preparan los restos organicos
para las fases de tratamiento biológico, que permitiran la
producción de gas y la elaboración de compost.
Los residuos descargados en el foso de recepción son trasladados por un
puente–grúa de once toneladas de capacidad a la línea de
pretatamiento mecanico, cuya misión es eliminar de la
fracción organica aquellos elementos que no deben entrar en el
proceso biológico. Plasticos, botes metalicos, etc., son
eliminados de forma automatica por un conjunto de equipos
mecanicos. De estos equipos el mas importante son los separadores
magnéticos.
Estosaparatos estan siempre presenten en las plantas de tratamiento de
residuos gracias a la facilidad con la que pueden capturar los materiales
férreos de entre los residuos. El separador consiste simplemente en una
fuente magnética, que puede ser un iman permanente o un
electroiman (en este caso un iman permanente porque aunque tiene
mayor coste el consumo de energía del
separador es menor que en otro caso) alrededor del cual gira una cinta continua a una
cierta velocidad. El separador se coloca suspendido de una estructura de acero
por encima de la cinta transportadora por la que circulan los residuos. Debido
a la fuerza de atracción magnética, los materiales
férricos son impulsados hacia arriba siendo capturados por la cinta
continua. Cuando la cinta continua cambia de dirección los materiales
pegados a ella se despegan impulsados por la fuerza centrífuga. El
separador magnético esta colocado en posición
perpendicular a la cinta transportadora de residuos de forma que los residuos
atrapados por el separador abandonan la corriente de residuos lateralmente,
yendo a caer finalmente a un contenedor colocado para esa labor bajo el extremo
de descarga del
separador magnético.
Después de la separación de los elementos no organicos
unas cribas continuas, rotatorias, separan tres fracciones: la de menor
tamaño se envía a la fermentación anaerobia, la de
tamaño medio se utiliza en la fermentación aerobia y la de mayor
tamaño se rechaza y, empacada en balas, se destina al depósito.
En la nave se encuentra también la instalación de
trituración de voluminosos, neumaticos y madera,encargada de reducir el volumen de
estos residuos y prepararlos para su posterior envío a las empresas de
recuperación.
Fig.4.4: Vista del interior de la nave de recepción, triaje y
trituración de la planta de Nostian
Tanques de digestión anaerobia
El tratamiento biológico de la fracción organica comienza
con su introducción en los biodigestores anaerobios. La
instalación cuenta con cuatro biodigestores. Cada uno es un cilindro de
hormigón de 4500 metros cúbicos de capacidad, revestido con una
chapa de aislamiento, y dentro del
que se realiza la fermentación anaerobia de los restos organicos.
El resultado de la fermentación es un gas de orden biológico,
denominado biogas, y cuyo componente principal es el metano.
La materia organica permanece entre 20-30 días en los
biodigestores. Durante este tiempo el residuo se mezcla reinyectando desde su
base el propio biogas generado en la fermentación.
Fig.4.5: Vista de un tanque de digestión anaerobia de la planta de
Nostian
Nave de desecación
El fin de esta instalación es eliminar el exceso de agua que se produce
durante la biofermentación anaerobia del residuo organico. Los lodos que
vienen de los digestores se espesan y son secados mediante filtro prensa. Este
filtro consiste en un conjunto de placas de tejido filtrante alineadas y
separadas entre si por marcos, de forma que entre cada pareja de placas
continuas quede libre una camara de filtración. El lodo es
bombeado al filtro prensa y distribuido en cada una de las camaras de
filtración. La presión fuerza al líquido a atravesar la
placa filtrante,siendo evacuado por un canal existente en cada placa del otro lado de la superficie del filtro. Con el paso del
tempo la torta de filtrado va aumentando de gruesos y por tanto aumenta la
presión en las camaras de filtrado que a su vez obliga al agua a
seguir pasando a través de la torta y del filtro. Esta presión puede llegar
a ser de 30 bar, pero las placas se mantienen apretadas unas contra otras
gracias a un varios cilindro hidraulico. Finalmente cuando la
camara de filtrado no admite mas volumen de torta, se corta el
paso del
lodo. La torta formada en cada camara caera fuera del filtro, siendo
recogida en un contenedor o cinta transportadora. Una vez limpio, el filtro
esta listo para cerrarse y comenzar un nuevo ciclo de operación.
Los filtros prensa cuentan con la ventaja de que tienen un coste reducido en
relación a su capacidad de filtración. Permiten disponer de una
gran superficie de filtrado en un espacio mas bien reducido. El uso de
estos equipos es ademas sencillo, tanto en operación de filtrado como para mantenimiento.
Fig.4.6: Vista de la nave de desecación de la planta de Nostian
Biofiltro
Los procesos de manipulado de la materia organica se realizan en el
interior de naves en depresión, sistema que permite la captación
de aire y polvo en suspensión y su envío al biofiltro.
Este novedoso equipamiento consiste en un sistema de eliminación de
olores y polvo en suspensión, mediante el paso del aire por una
camara de productos vegetales (corteza, madera…), sobre la que se
desarrollan, de forma natural, microorganismos que de un modo
totalmenteecológico realizan un proceso que, de otra manera,
requeriría del empleo de mas costosos y complicados procesos
mecanicos y químicos.
Fig.4.7: Vista del
biofiltro de la planta de Nostian
Nave de fermentación aerobia
El residuo organico deshidratado procedente de la digestión
anaerobia realizada en los biodigestores es descargado en la nave de compostaje
aerobio. Se deposita formando pilas que son aireados con la acción un
volteador automatico de gran capacidad.
La nave, mientras dura el proceso de fermentación aerobia, permanece
cerrada, y el aire interior es extraído con un turboventilador, capaz de
renovar la atmósfera interior dos veces y media cada hora.
Fig.4.8: Vista de la nave de
fermentación aerobia de la planta de Nostian
Area de refinado: retirada de elementos impropios
Terminada la fase de maduración aerobia (15-20 días), el residuo
se ha transforma en una enmienda organica denominada compost.
Finalmente se traslada a la estación de afino, donde se eliminan los
inertes que aun pueda presentar y se seleccionan las granulometrías para
su posterior comercialización. El compost adquiere las condiciones
físicas óptimas para su comercialización.
Fig.4.9: Vista del area de refinado de la planta de Nostian
4.4 Instalaciones auxiliares
Almacén de biogas
El biogas es extraído de los digestores y enviado a un
gasómetro, depósito cuya función es regular el flujo de
alimentación de la central.
Fig.4.10: Vista del almacén de biogas de la planta de
Nostian
Planta de cogeneración
El biogas producido en la fermentación anaerobia es
extraído delos cuatro biogestores y trasladado a la planta de
cogeneración, donde se emplea como combustible en cinco motores
generadores de electricidad.
De toda la energía producida, unos 6 MW, el 30% se emplea para abastecer
todos los equipos eléctricos de la instalación y el excedente se
comercializa a la red eléctrica.
Fig.4.11: Vista de la planta de
cogeneración de la planta de Nostian
Almacén temporal y depósito de rechazos
Una pequeña proporción de los residuos que entran en la Planta no
pueden ser recuperados o reciclados. Para esta
mínima fracción para la que actualmente no existen procesos
adecuados de tratamiento se ha previsto su almacenamiento temporal.
Una prensa reduce su volumen antes de ser enviados al depósito de
rechazos, situado en las proximidades de la Planta y construido de acuerdo con
la normativa vigente de vertederos (Directiva 1999/31/CE del Consejo, de 26 de
abril de1999, relativa al Vertido de Residuos). Tanto las paredes como el fondo
estan impermeabilizados (bentonita, polietileno, geotextil, lecho
granular) y dotados de una red de captación de lixiviados y gases. Los
lixiviados seran conducidos a la planta de tratamiento de aguas y los
gases al sistema de producción de biogas. Los residuos
actualmente son enviados a Sogama para su incineración.
Depuradora de aguas residuales
En la planta se generan aguas residuales en diferentes procesos (lixiviados del
depósito de rechazos, excedentes en la deshidratación de la
materia organica, aguas de limpieza, etc.). Antes de ser vertidas a la
red de saneamiento de la ciudad, estas aguaspasan por la depuradora del
complejo, en la que se someten a una combinación de tratamientos
físicos y biológicos que eliminan su potencial contaminante.
Oficinas y Mantenimiento
En este edificio se hallan las dependencias de gestión de la planta,
así como los laboratorios destinados al analisis, estudio y
control de los parametros físico químicos del compost
obtenido y los efluentes. También se sitúan los talleres de
mantenimiento de la maquinaria y los vestuarios para el personal.
Fig.4.12: Vista del edificio de oficinas y mantenimiento de la planta de
Nostian
5. BIBLIOGRAFÍA
* Compostaje de residuos sólidos urbanos en bruto: producción y
analisis de compost.
Mato de la Iglesia, Salustiano.
* Utilización de compost en los sistemas de cultivo hortícola.
Stoffella, Peter J.
* Compostaje.
Madrid, Mundi Prensa, 2008.
* Compostaje y vermicompostaje de estiércol de vacuno.
Lazcano Larkin, Cristina.
* Calidad del compost: Influencia del tipo de materiales tratados y de las
condiciones del proceso
Soliva, Montserrat y López, Marga
Escola Superior d’Agricultura de Barcelona. UPC
* Tratamiento de residuos. Tema 3. Tratamiento biológico.
Rouco Vilar, Almudena.
Vigo, EUITI, 2008.
* Red Permacultura
https://www.redpermacultura.org
* Xunta de Galicia
https://www.xunta.es
* Concello de A Coruña
https://www.coruna.es
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[ 1 ]. Dentro de la fracción Envases ligeiros estan comprendidos
los metales y los plasticos.
