La nueva Planta de Compostaje Avanzado de Copero, impulsada por EMASESA en Sevilla, aborda dos grandes retos: la valorización de lodos urbanos para su uso agrícola y la reducción significativa de las emisiones de olores que afectan a la población cercana.
Gracias a innovadores sistemas de control y monitorización, la instalación garantiza un compostaje eficiente y minimiza los impactos ambientales y sociales.
S. Romero, E. Toro & F.J. Busto
Complejo Ambiental Copero. Dos Hermanas (Sevilla)
Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.
Editor académico: Carlos N Díaz.
Calidad del contenido: Este artículo científico no ha sido revisado por pares.
Citación: S. Romero, E. Toro & F.J. Busto, 2024, La Nueva Planta de Compostaje Avanzado Copero: un Reto y un Caso de Éxito en el Tratamiento de Olores, ODORA24 Conference, Barakaldo, Spain, www.olores.org.
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ISBN: pendiente
Palabras clave: Lodos de depuradora, valorización, fermentación, biofiltración.
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Resumen
El compostaje de lodos de depuradoras de aguas residuales urbanas genera impacto por olor en la población debido a la descomposición de la materia orgánica y la posterior liberación de compuestos volátiles. EMASESA, comprometida firmemente con la sostenibilidad social y ambiental, ha puesto en marcha una nueva Planta de Compostaje Avanzado en el Complejo Ambiental Copero, ubicada en el término municipal de Dos Hermanas, Sevilla. La nueva instalación pretende dar respuesta desde la innovación a dos grandes retos:
- Valorización de los lodos de Sevilla y gran parte de su área metropolitana mediante compostaje para su posterior aplicación en agricultura.
- Reducción del impacto por olor en la población cercana.
Para conseguir minimizar las emisiones de olor es fundamental tener un correcto control de la instalación basado principalmente en 4 aspectos:
- Control operacional del proceso de fermentación mediante el monitoreo de variables como la Tª, humedad y oxígeno del material a compostar.
- Monitoreo y control del sistema de ventilación mediante caudalímetros y sensores de gases, Tª y humedad instalados en el interior de la planta.
- Monitoreo y control de las variables del propio lecho filtrante mediante el análisis de parámetros físico-químicos y microbiológicos.
- Monitoreo y control de la calidad del aire mediante una plataforma inteligente que integra diferentes fuentes de datos y fuentes de información.
El presente artículo pretende compartir la experiencia de la puesta en escena de la Planta de Compostaje del Copero, y del Control Operacional utilizado para la reducción del impacto por olor.
1. Introducción
EMASESA lleva más de 30 años gestionando las 80.000 toneladas/año de lodos que se producen en sus EDAR y ETAP bajo el principio de la jerarquía de residuos, adaptando sus procesos para darle una segunda vida, bien mediante la aplicación directa a suelos agrícolas (tratamiento R1001), bien mediante su estabilización en compostaje (tratamiento R0301) tradicional al aire libre (windrown composting mediante pilas dinámicas con volteos regulares).
En 2017, una serie de episodios de impacto ambiental no deseados por olores en áreas de población cercanas hizo inviable su desarrollo, teniendo que externalizar la gestión de lodos. Nació aquí el proyecto MITLOP: Modelo Integrado de Tratamiento de Lodos de Depuradora y otros Residuos Orgánicos, que además de la construcción de la nueva Planta de Compostaje Avanzado, comprendía la ejecución de una Planta de Hidrólisis Térmica en la EDAR Ranilla que permitiría la higienización de los lodos. La puesta en servicio de la nueva instalación de Compostaje se produjo en octubre de 2023 y está compuesta por naves cerradas donde se realiza la recepción de los residuos, mezcla, compostaje en túneles, y maduración del producto final.
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| Fig. 1. Vista aérea de la nueva Planta de Compostaje Avanzado de EMASESA |
Para la reducción del impacto por olor ha sido necesario el confinamiento del proceso y posterior extracción y tratamiento del aire mediante un robusto sistema de desodorización, capaz de movilizar más de 400.000 m3/h de aire compuesto por sustancias odoríferas y tratarlas en su sistema de biofiltración avanzado de lecho orgánico de casi 3.000 m2 de superficie de filtración.
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| Fig. 2. Vista en 3D del sistema de desodorización de la Planta de Compostaje |
A continuación, se describe el control operacional utilizado para una correcta explotación del Sistema de Desodorización de la Planta de Compostaje del Complejo Ambiental Copero, minimizando todo lo posible su impacto sobre la sociedad, y cumpliendo con los Valores Límites de emisión a la atmósfera contemplados en la Autorización Ambiental Integrada de la instalación.
2. Materiales y métodos
2.1. Caso de estudo
La instalación objeto del presente artículo es la Planta de Compostaje de lodos de EMASESA, diseñada para una capacidad de tratamiento de 70.000 toneladas/año de lodos de depuradora de aguas urbanas (LER 190805).
El proceso de compostaje se lleva a cabo en tres fases: una primera fase de mezcla del lodo con material estructurante (generalmente restos de poda urbana), una segunda fase de fermentación del material en pilas de sección triangular, con un tiempo de residencia de entre 18-21días hasta alcanzar temperaturas termófilas y como mínimo tres volteos, y una tercera fase de maduración, con una duración de entre 30-90 días. Todo el proceso se realiza en naves cerradas para poder confinar y tratar posteriormente el aire compuesto de sustancias odoríferas.
2.2. Metodología y monitorización
Para conseguir minimizar el impacto por olor en la Planta de Compostaje, principalmente debido a las emisiones de amoniaco, es fundamental tener un riguroso control de la instalación basado en los siguientes aspectos:
2.2.1 Control operacional del proceso de compostaje
El monitoreo de variables como la Tª, humedad y oxígeno de las pilas permite, mediante la acción de volteos, anticiparnos a posibles episodios de anoxia y posterior generación de malos olores. En esta fase de despliegue de la instalación, se están realizando pruebas con distintos tipos de estructurantes y distintas proporciones volumétricas con el objetivo de aumentar la relación C/N y disminuir las emisiones de amoniaco en la fase de fermentación. En este sentido, se está realizando una colaboración con el área de Ingeniería Química del Departamento de Biología Molecular e Ingeniería Bioquímica de la Facultad de Ciencias Experimentales de la Universidad Pablo de Olavide para el seguimiento y control del proceso.
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| Fig. 3. Equipo automático de monitoreo de Tª, humedad y O2 |
2.2.2 Control operacional del sistema de ventilación
Los sensores de gases instalados en el interior de las naves son indicadores que permiten el cumplimiento de los niveles de sulfuro de hidrógeno (H2S) y amoniaco (NH3), en cuanto a la exposición de los trabajadores. El sistema de ventilación instalado en el complejo, implementado con equipos provistos de variadores de frecuencia y caudalímetros son los encargados, mediante distintos modos de funcionamiento, de realizar el nº de renovaciones/hora necesarias tal que permita las condiciones de operación en una atmósfera segura para los trabajadores.
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| Fig. 4. Equipo medidor de gases H2S y NH3 en continuo |
2.2.3 Monitoreo y control de las variables del propio lecho filtrante del Biofiltro.
El análisis de parámetros físico-químicos y microbiológicos, darán el conocimiento necesario al explotador para poder establecer correlación entre la eficacia de eliminación de contaminantes y el estado de la microbiota del biofiltro y, por otro lado, se obtendrán indicadores para el control operacional del sistema, monitorizando parámetros como la Tª, humedad y pH del biomedio. Para este análisis, igualmente se dispone de un acuerdo de investigación con la Universidad Pablo de Olavide.
También es importante monitorizar el pH y presión del agua de las torres de humidificación, previa a los biofiltros, así como la presión y humedad del aire a la salida de estos. Una correcta gestión de estos parámetros ayuda, por un lado, a abatir parte del amoniaco que llega a los biofiltros, y por otro, es un indicador del estado de pérdida de carga del propio lecho, bien por grado de compactación excesiva, bien por la formación de caminos preferentes. Todo ello va acompañado de una gama de inspecciones de todo el conjunto de desodorización, incluida la inspección visual del interior del propio lecho, lo que asegura que esté homogéneamente humidificado y nivelado
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| Fig. 5. Línea nº 4 del sistema de biofiltración |
2.2.4 Monitoreo y control de la Calidad del Aire.
Una plataforma inteligente de gestión de olores, integrando diferentes fuentes de datos y fuentes de información (sensores de gases en continuo en emisión e inmisión, modelos meteorológicos, modelos de dispersión, modelos predictivos), dota a los operadores de capacidades avanzadas para la toma de decisión en la explotación y optimización del proceso, así como ayuda a la detección y predicción de episodios de contaminación por olor.
Así mismo, la plataforma incorpora la app de Ciencia Ciudadana NASAPP, la cual permite a la ciudadanía notificar y registrar molestias odoríferas. Esta aplicación utiliza tecnología de geolocalización para identificar la ubicación exacta del informante de forma anónima, proporcionando detalles precisos sobre el momento en que se registra el mal olor, así como las retrotrayectorias.
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| Fig. 6. Dashboard sensor plataforma de oloresv | Fig. 7. App Ciencia Ciudadana |
3. Resultados y discusión
En el gráfico nº 8 se representa el rendimiento del sistema de biofiltración relativo a las concentraciones de amoniaco antes de las torres de humidificación, a la salida de estas, y a la salida a la atmósfera en cada uno de los cuatro biofiltros. Se comprobó un rendimiento medio del sistema del 52%. El análisis de parámetros físico-químicos y microbiológicos, junto con el monitoreo de la Tª, humedad y pH del biomedio nos proporcionará indicadores con los que podremos aumentar la eficacia durante esta fase de puesta en marcha de la instalación
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| Fig. 8. Evolución concentración amoniaco |
La evolución de las concentraciones de amoniaco en emisión a lo largo de los meses de puesta en marcha se representa en el gráfico nº9. Puede observarse, como la emisión de amoniaco fue proporcional a la cantidad de residuos recepcionados, con un decalaje de 21 días debido al periodo de fermentación.
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| Fig. 9. Evolución emisión amoniaco a la salida biofiltros vs entrada de lodos |
En este mismo sentido, se evaluaron las concentraciones de amoniaco en emisión atmosférica a lo largo del día, respecto a las concentraciones de este contaminante en el proceso de fermentación. En el gráfico nº 10 puede observarse como la concentración de amoniaco varía igualmente con la actividad dentro de la nave de fermentación (volteos), así como con la temperatura ambiente, alcanzando picos de 54 mg/m3 en fermentación y de 10 mg/m3 en emisión a las 14:00h, para unas condiciones de operación de 110 t/d de lodo de entrada y una relación volumétrica lodo: estructurante 1:1. Este pico coincide con la finalización de las actividades de volteo en el interior de la nave de fermentación (8:00-14:00h). Hemos de decir que, para acelerar el proceso de fermentación, la cubierta de la nave está construida en policarbonato, lo que ha permitido alcanzar temperaturas en el interior de hasta 50ºC en el mes de julio.
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| Fig. 10. Evolución diaria amoniaco nave fermentación vs salida biofiltros |
4. Conclusiones
Uno de los principales retos del proyecto MITLOP era la valorización de lodos de depuradora garantizando el bienestar de la ciudadanía y el medioambiente. El monitoreo de las distintas variables del proceso de compostaje y desodorización de la instalación, apoyado en una buena instrumentación y automatización del proceso, e implementado con la plataforma inteligente de gestión de olores, ha proporcionado las herramientas e indicadores necesarios con los que gestionar con éxito el proceso sin impacto por olor.
Dada las peculiaridades de la nueva instalación, es necesario continuar estudiando las condiciones de operación del proceso, en especial en fermentación y biofiltración, con el objetivo de optimizar el complejo, garantizando en todo momento los límites de emisión atmosférica.