El objetivo de este artículo es describir y evaluar el proyecto de reducción del impacto por olor mediante el diseño, instalación y puesta en marcha de una barrera osmogénica a través de un sistema de pulverización de productos específicos, en un centro de tratamiento mecánico-biológico de residuos.
Estos productos específicos contienen grupos que son hidrófobos, que consisten en cadenas de hidrocarburos largas, con propiedades que les permiten formar grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas que impiden que las moléculas malolientes (moléculas osmogénicas) puedan llegar a ser detectadas por el olfato humano y, a pesar de seguir presente en el aire, deja de oler.
J. Vicente Alfanjarín
Director Técnico DEPLAN, S.L. (j.vicente@deplan.es)
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
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Cita: J. Vicente, 2017, Evaluación de un Sistema de neutralización de olores mediante barrera osmogénica, IV Conferencia Internacional sobres gestión de Olores y COVs en el Medio Ambiente, Valladolid, España, www.olores.org
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ISBN: 978-84-697-7359-8
Palabras clave: pulverización – barrera osmogénica – vertedero – boquillas – desodorizante - SCADA
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Resumen
El objetivo de este artículo es describir y evaluar el proyecto de reducción del impacto por olor mediante el diseño, instalación y puesta en marcha de una barrera osmogénica a través de un sistema de pulverización de productos específicos, en un centro de tratamiento mecánico-biológico de residuos.
Estos productos específicos contienen grupos que son hidrófobos, que consisten en cadenas de hidrocarburos largas, con propiedades que les permiten formar grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas que impiden que las moléculas malolientes (moléculas osmogénicas) puedan llegar a ser detectadas por el olfato humano y, a pesar de seguir presente en el aire, deja de oler.
Las dimensiones del área a tratar han requerido un diseño adecuado de los equipos y configuración a utilizar, mediante 2 equipos de alta presión completamente automatizados, con tratamiento de descalcificación previo del agua y filtro UV y equipados con sistema anti-congelación individual.
Asimismo, ambas máquinas han sido conectadas mediante sendos cuadros externos al sistema SCADA de la planta, equipada de estación meteorológica, para una mejor gestión de la instalación y ahorro de producto.
Finalmente se midió la concentración de olor, mediante olfatometría dinámica (EN13725), en varias muestras recogidas para evaluar los productos neutralizantes mediante barrera osmogénica a utilizar.
1. Introducción
La planta de tratamiento mecánico-biológico de residuos recibe unas 1.000 Tn/día de la fracción orgánica y resto, además de envases (papel y plástico). El centro produce un impacto por olor en municipios próximos ubicados entre 4 y 6 km de distancia, principalmente en la dirección O-E y O-N. Asimismo, se dispone de un estudio previo de olfatometría dinámica (EN13725) realizado por Odournet donde se constata que el área de afectación abarca como principales receptores las poblaciones situadas hacia el este, el noreste y el norte de la planta.
Del estudio olfatométrico previo también se constata que las principales fuentes de olor es la balsa de lixiviados (40%), emisiones de biogás de vertedero (23%) y planta de compostaje (12%). Inicialmente se decide actuar sobre el edificio de recepción en foso y la era de compostaje mediante la instalación de una barrera osmogénica mediante 2 líneas de pulverización.
Esta tecnología incluye la pulverización de productos específicos capaces de formar grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas creando una barrera osmogénica que se ha demostrado como una técnica eficaz en el abatimiento de olores.
Asimismo, ambas líneas fueron conectadas mediante sendos cuadros externos al sistema SCADA de la planta equipado de estación meteorológica, para una mejor gestión de la instalación y ahorro de producto.
Finalmente se midió la concentración de olor, mediante olfatometría dinámica (EN13725), en 8 muestras recogidas para evaluar 2 productos neutralizantes mediante barrera osmogénica.
2. Materiales y métodos
2.1. Barrera Osmogénica
La Barrera Osmogénica se genera mediante la dilución en agua de productos específicos. Estos productos contienen grupos que son hidrófobos, que consisten en cadenas de hidrocarburos largas, con propiedades que les permiten formar en el agua grandes agregados moleculares de varios tipos llamados micelas.
Estos productos no son enmascarantes o perfumes desodorizantes. Los procesos que tienen lugar, dan como resultado que las moléculas odoríferas son eliminadas de manera total del aire sin necesidad de reacción química, debido al hecho de que quedan atrapadas y ancladas por atracción electrostática en el interior de nanoestructuras en el medio acuoso (micelas), que impiden que la molécula maloliente pueda llegar a ser detectada por el olfato humano y, a pesar de seguir presente en el aire, deja de oler.
Según Reglamentación (CE) núm.1272/2008 y las sucesivas modificaciones e integraciones, de clasificación, etiquetado y envasado de sustancias y mezclas químicas (CLP), los productos suministrados contienen una sustancia pura clasificada considerada como irritante: el alcohol etoxilado, de la cual no había ninguna indicación de riesgo prevista para ella hasta ahora considerando las concentraciones presentes, pero según la nueva clasificación de la ECHA (Agencia Europea de Sustancias y Mezclas Químicas) el producto suministrado debe incorporar el pictograma de irritante.
Es importante considerar que la clasificación de sustancias peligrosas hace referencia al producto concentrado que nunca se usa y por tanto no aplica a su dilución en agua que es como se utiliza, según concentraciones indicadas en el boletín técnico. El producto se usa diluido en agua en una solución de 0,2-0,4 % y por tanto no tiene efecto sobre la emisión de TOC de la planta.
La barrera osmogénica no sólo previene de la difusión de olores, sino que también controla y limita la presencia de micro partículas de polvo y agentes microbiológicos.
2.2. Sistemas de pulverización
El diseño y la utilización de materiales, equipos y componentes en este tipo de instalaciones es fundamental para obtener una elevada eficiencia a un coste razonable. Por eso, Se debe tener en cuenta los siguientes aspectos:
- Adecuada micronización: para asegurar una mayor superficie de contacto.
- Difusión estratégica: para que se pueda cubrir toda el área de tratamiento
- Tiempo de contacto: contacto real con las moléculas malolientes
- Consumo producto: que permitan que el sistema permanezca a bajo coste.
Los equipos HPS EVO de LABIOTEST proporcionan una presión adecuada de pulverización y una gestión y automatización eficiente de la instalación. Dicha pulverización a alta presión garantiza que la nebulización creada se mantenga en el aire debido al mínimo tamaño de gota y por tanto, no afecta a la generación de mayor lixiviado tanto en los fosos como en la era de compostaje.
2.3. Instalación realizada
El proyecto incluye un sistema de pulverización con 2 líneas independientes y equipos HPS EVO 4 y HPS EVO 15 que gestionan 25 y 110 boquillas a lo largo de 600 m de tubería, en el edificio de recepción en foso y la era de compostaje (de 23.000 m2 de superficie cubierta en la parte superior) respectivamente.
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| Fig.1: Esquema de instalación de tubería de pulverización |
Previo a la instalación de la barrera osmogénica, se ha instalado un cable de acero necesario para fijar la tubería y las boquillas de pulverización a la altura y orientación necesaria.
La Instalación de la barrera osmogénica en los fosos se realizó en la parte interior, bajo la viga central del edificio de descarga de residuos, a unos 5 metros de altura aproximada.
La Instalación de la barrera osmogénica en la planta de compostaje se ha realizado en la parte cubierta del borde exterior del tejado, sobre uno 10 m de altura.
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| Fig. 2. Instalación barrera osmogénica en los fosos de recepción de residuos y era de compostaje |
La tubería se ha instalado desde el HPS EVO 15 (start point) hasta la era de compostaje donde se le ha dado una configuración de bucle cerrado para garantizar la presión en la tubería, debido a su extensión.
2.3. Equipamiento especial utilizado
Cada uno de los sistemas HPS EVO incluyó un caudalímetro que permite calcular el consumo de agua y producto remotamente, así como una unidad anti-congelación individual que detenga el sistema cuando la temperatura sea bajo cero.
Por último, se instaló un descalcificador para el agua de entrada y un esterilizador de rayos UV dado que el agua suministrada no estaba clorada.
2.4. Conexión con el sistema SCADA propiedad del cliente
La propiedad dispone de un sistema de supervisión y adquisición de datos SCADA al que se conectaron los equipos HPS EVO mediante una señal libre de potencial, para un mejor control de la instalación. Ambos sistemas HPS EVO, a través de un cuadro de control externo, se implementaron con las siguientes señales para poder controlar desde el SCADA: Señal ON/OFF de cada sistema / Alarma general en caso de falta de agua, falta de producto, funcionamiento de las unidades anti-congelación / Señal del caudalímetro.
Asimismo, dicho SCADA también se alimenta de la estación meteorológica existente en la planta, de manera que el funcionamiento de la instalación de neutralización de olores vendrá dado por los siguientes parámetros previamente definidos: Temperatura/ Velocidad del viento /Dirección del viento.
3. Resultados y discusión
3.1. Análisis olfatométrico realizado
El análisis consistió en un muestreo de las emisiones de olor, análisis olfatométrico y evaluación de los resultados. Se eligió la olfatometría dinámica según norma UNE-EN13725:2004 para comprobar la efectiva reducción del nivel de olor de las emisiones en la planta.
Para llevar a cabo la evaluación, se recogieron 8 muestras para evaluar 2 productos desodorizantes de LABIOTEST S.r.l. (OWD y ODOR COVER). Para el test, se acopió una pila de compost fresco representativo de la era de fermentación y se preparó el ensayo mediante un túnel de viento y una cámara de calma.
El túnel de viento permite recoger muestras de una fuente de contaminación de área donde no hay un flujo canalizado, como las pilas de residuo sólido de la era de compostaje.
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| Fig. 3: Ensayo mediante túnel de viento y cámara de calma |
A la salida del túnel de viento, el aire se contamina de sustancias gaseosas odoríferas debido al contacto con la superficie de emisión. Entonces se introduce dentro de la “cámara de calma”. En esta cámara, se nebulizan en diferentes diluciones en agua de los productos neutralizantes OWD y ODOR COVER. La cámara permite el suficiente tiempo de contacto del aire contaminado con los productos neutralizantes a evaluar.
Las conclusiones del informe fueron que el producto OWD era el que alcanzaba un mejor resultado con el 78% de eficiencia en la reducción de olor. Se adjuntan resultados en las siguientes tablas:
| Tabla 1: resultados de concentración de olor de las muestras con el producto OWD | ||||||||||||||||||
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| Tabla 2: resultados de concentración de olor de las muestras con el producto ODOR COVER | ||||||||||||
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3.2. Explotación de la planta
El coste de mantenimiento del sistema propuesto puede variar en función de las horas de trabajo, el tiempo de funcionamiento, y el valor de la dilución del producto.
En base a la experiencia en plantas similares, podemos hacer un cálculo del consumo de producto con esta hipótesis:
| Tabla 3. Consumo de producto en el periodo abril – octubre (7 meses) (*) Parada por motivos operativos y/o condiciones meteorológicas (lluvia) | ||||||||||||||||||
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| Tabla 4. Consumo de producto en el periodo noviembre – marzo (5 meses)(*) Parada por motivos operativos y/o condiciones meteorológicas (lluvia) | ||||||||||||||||||
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Consumo estimado de producto concentrado: 3.253 + 680 = 3.934 litros/año.
La integración de la instalación de neutralización de olores dentro del alcance del SCADA y la incorporación de los datos meteorológicos permitirán un % de reducción en los horas de funcionamiento estimada del 50%, de manera que los consumos de producto se verán más ajustados a las necesidades reales.
| Tabla 5. Consumo de producto incorporando datos meteorológicos (*) La instalación sólo funciona cuando se cumple el set point de los datos meteorológicos fijados en el SCADA | ||||||||||||
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Consumo estimado de producto concentrado, con la incorporación de los datos meteorológicos en la instalación: 1.627 + 340 = 1.967 litros/año.
Consumo estimado de agua, con la incorporación de los datos meteorológicos en la instalación: 712 m3/año.
El coste de los equipos y componentes de una instalación similar a ésta puede rondar entre 20.000-40.000 € (no incluye el cable y/o postes para fijar la tubería de pulverización), mientras que el consumo de producto entre 30.000-65.000 € en función de la problemática de olores de cada emplazamiento y la existencia de estación meteorológica para accionamiento del sistema.
Otros aspectos a considerar, aunque poco significativos, serán el suministro eléctrico, el mantenimiento del descalcificador y filtro UV así como el propio mantenimiento y supervisión de los equipos HPS EVO y resto de instalación.
4. Conclusiones:
La aplicación de una barrera osmogénica mediante la pulverización de productos específicos, es un sistema eficiente en la reducción de olores.
La integración de la instalación de neutralización de olores dentro del alcance del SCADA y la incorporación de los datos meteorológicos permite unos ahorros considerables en consumo de producto y agua que hacen más viable la tecnología desde el punto de vista técnico y económico.