Caso Práctico: Selección de las Mejores Tecnologías de Reducción de Olores Industriales, a través de Análisis de Eficiencia, CAPEX y OPEX

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sesion07 nadal08   Los estudios dirigidos a solucionar episodios de impacto ambiental por olores son en muchos casos complejos e implican la realización de diferentes etapas: un diagnóstico eficaz de las emisiones, modelización del impacto del olor y finalmente selección e implantación de la mejor solución correctora mediante la evaluación técnico-económica (CAPEX/OPEX) de diferentes tecnologías correctivas

   En el presente trabajo se detalla este proceso aplicado a dos casos reales.

 

Silvia Nadal 1*, Marisa Latorre 1, Rubén Cerdá 2 y J.M. Juarez-Galan 2


1. Sistemas y Tecnologías Ambientales S.A. C/Còrsega 112, local 1. 08029 Barcelona.
2. Labaqua S.A. C/Dracma 16-18, Polígono Industrial Las Atalayas. 03114 Alicante
* E-mail:
Tel.: +34 932 53 07 40

   Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.

   Editor académico: Carlos N Díaz.

   Calidad del contenido: Este artículo científico ha sido revisado por al menos dos revisores. Vea el comité científico aquí

   Cita: Silvia Nadal, Marisa Latorre, Rubén Cerdá y J.M. Juarez-Galan, Caso práctico: selección de las mejores tecnologías de reducción de olores industriales, a través de análisis de eficiencia, CAPEX y OPEX, III Conferencia Internacional sobres gestión de Olores en el Medio Ambiente, Bilbao, España, www.olores.org

   Copyright: Los autores retienen la propiedad del copyright de sus artículos, pero los autores permiten a cualquier persona descargar, reusar, reimprimir, modificar, distribuir y/o copiar artículos del sitio web de olores.org, siempre que se citen los autores originales y las fuentes. No es necesario permiso específico de los autores o de los editores de esta web.

   ISBN: 978-84-608-2262-2.

   Palabras clave: Biofiltros Altas Prestaciones, Biofiltración, Oxidación Térmica, Sistema dispersión emisiones, EOLAGE.

 

Resumen

   Los estudios dirigidos a solucionar episodios de impacto ambiental por olores son en muchos casos complejos e implican la realización de diferentes etapas: un diagnóstico eficaz de las emisiones, modelización del impacto del olor y finalmente selección e implantación de la mejor solución correctora mediante la evaluación técnico-económica (CAPEX/OPEX) de diferentes tecnologías correctivas como son la mejora de la dispersión de emisiones, o la aplicación de tecnologías fin de línea como biofiltración, Biofiltración Altas Prestaciones, lavado químico, oxidación térmica o adsorción. La decisión entre una opción u otra dependerá de factores tales como: características de proceso y de las emisiones a tratar, las restricciones legales o medioambientales asociadas, la proximidad de núcleos poblacionales, el entorno de la instalación, y las inversiones implicadas a corto-medio plazo. En el presente trabajo se detalla este proceso aplicado a dos casos reales.

1. Introducción

   Aunque en la actualidad ya se dispone de mucha experiencia a nivel nacional en el tratamiento de emisiones de olor, aún, en muchas ocasiones, se instalan tecnologías de depuración por analogía sin tener en consideración que es imprescindible estudiar y caracterizar a consciencia la emisión o emisiones de caso concreto, antes de decidir qué sistema de depuración se debe aplicar. Así pues aunque diferentes actividades industriales como pueden ser una industria papelera, una industria de tratamiento de residuos cárnicos, o una industria química generen problemas de olor, el tono hedónico de las emisiones de cada una de estas actividades es diferente, debido a la presencia de diferentes contaminantes en dichas emisiones. Algunos de estos contaminantes presentes en las emisiones de olorcomo son por ejemplo el H2S, NH3, algunos mercaptanos y algunos aldehidos,son solubles en agua o en soluciones químicas y podrán ser depurados mediante sistemas de lavado; pero otros contaminantes, como los tioéteres presentes en las emisiones de las depuradoras, los terpenos presentes en las emisiones de las plantas de tratamiento de residuos, los ácidos grasos volátiles y algunos aldehidos presentes en plantas de degradación de materia orgánica animal, el acrilato de etilo presente en las plantas de fabricación de resinas y polímeros, no los son, y en consecuencia se deberá buscar otra tecnología como una adsorción con carbón activado, un proceso biológico de depuración o una oxidación térmica, en función de los compuestos presentes, de las concentraciones de los mismos y de la eficiencia de depuración necesaria.

   A continuación se exponen unos casos en los que tras la caracterización en profundidad de la emisión a depurar, se discute la naturaleza del sistema de tratamiento más indicado.

2. Estudio de casos

 Caso 1: Tratamiento de las emisiones de olor de la depuradora de una industria alimentaria de fabricación de zumos.

   La depuradora tiene una capacidad de tratamiento de 5000 hab. equivalentes, y consta de las siguientes etapas: una homogeneización previa, seguida de una decantación y de un proceso biológico en lechos móviles. Dado que la producción de la fábrica y, en consecuencia, también la de aguas residuales aumenta de forma muy considerable durante la primavera y el verano, el funcionamiento de la depuradora no es homogéneo y aunque funciona de forma óptima en la depuración de aguas, genera considerables emisiones de olor. Para reducir el impacto de esta actividad sobre su entorno, pues existen zonas residenciales a menos de 20 m de distancia, la propiedad decidió confinar todas las balsas de la depuradora y extraer el aire y tratarlo de forma adecuada para reducir el impacto de olor.

   Una vez confinada la emisión, se realizaron varias campañas para determinar la composición de los gases a tratar. Se observaron importantes variaciones tanto de la composición como de las concentraciones en función de la materia prima utilizada en proceso, y sorprendió que además de H2S y COV sulfurados, existían importantes concentraciones de terpenos (a-pineno, limoneno, mirceno, careno,..), cetonas, alcoholes, y también aldehídos. En la tabla 1 se muestra de forma muy resumida los contaminantes y las concentraciones analizadas en valor promedio en la emisión conjunta de la depuradora.

Tabla 1- Compuestos y concentraciones de contaminantes en la emisión de la depuradora

Parámetro

Unidad

Valor

Caudal de la emisión

Nm3/h

40.000

Temperatura de la emisión

ºC

<35

Concentración de olor

ouE/m3

28.750

Contaminantes presentes en la em isión

Total terpenos

mg/m3

441

Aldehídos

mg/m3

4

Alcoholes y cetonas

mg/m3

14

COV sulfurados

mg/m3

13

H2S

mg/m3

46

   Se modelizó el alcance de la emisión de olor en la situación inicial, y se modelizó el alcance de la emisión si se aplicara un sistema de depuración que permitiera una eficiencia de desodorización superior al 90%, y en segunda opción superior al 95%.Se observó que era necesaria esta última para que el alcance de la emisión quedara dentro de los límites de la parcela de la planta de fabricación. (Véase Figura 1)

sesion07 nadal01Figura 1- Alcance de la emisión de olor de la depuradora de una fábrica en la situación inicial y tras la aplicación de una tecnología de desodorización con un 95% de eficiencia.

   Una vez determinada la eficiencia de desodorización necesaria, tal como se muestra de forma muy breve en la tabla 2, se realizó una evaluación de diferentes tecnologías de depuración existentes en el mercado, y se evaluaron como criterios de selección los siguientes aspectos:

- Eficiencia de desodorización esperada para la emisión considerada.
- Espacio ocupado (dado que es una fábrica existente con un espacio disponible limitado).
- Los costes asociados CAPEX y OPEX.

   Como puede observarse de la tabla 2, las únicas tecnologías que permiten obtener la eficiencia de depuración necesaria en este caso, son la adsorción con carbón activado y el Biofiltro de Altas Prestaciones (BAP). Se realizó un comparativo de costes CAPEX y OPEX de todas las tecnologías, y se observó que aunque el coste de inversión del BAP es el más elevado de todas las tecnologías evaluadas, debido a los bajos costes de explotación ya que no requiere el consumo de productos químicos, su pérdida de carga es baja y a que la reposición del biomedio tan sólo se debe realizar cada 8-10 años en este tipo de aplicación, resulta presentar los costes globales más bajos junto con el biofiltro de astilla de pino al final de la vida operativa de la planta.

Tabla 2- Comparativa de costes asociados a las diferentes tecnologías de desodorización evaluadas.

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   Cabe añadir que este BAP fue instalado en el verano del 2012 y desde entonces el sistema está funcionando a pleno rendimiento, y sin que se hayan registrado quejas en relación al impacto odorífero de la citada depuradora. Debido a los problemas de espacio se ubicó el mismo sobre una estructura metálica sobre un paso de camiones tal como se muestra en la figura 2.

Figura 2: Imágenes del Biofiltro Altas Prestaciones (BAP) instalado en la desodorización de las emisiones de la depuradora de la industria alimentariasesion07 nadal03

 Caso 2 : Proceso de incineración de plásticos

   Esta actividad emitía los gases de un proceso de secado de plásticos a través de una chimenea. Aunque el horno de secado podría considerarse un sistema de depuración, dado que la temperatura de secado era de 300ºC, no era suficientemente elevada para conseguir una depuración completa, y afectaba a su entorno, especialmente cuando se realizaba el secado de los plásticos Tipo A.

   Se realizó una caracterización exhaustiva de la emisión del foco cuando se secaba el plástico problemático llamado “A”, y se determinaron los parámetros indicados en la Tabla 3 y se descartó la presencia de dioxinas y otros COVs potencialmente tóxicos.

Tabla 3- Parámetros característicos de la emisión del proceso de secado del plástico “A”.

Parámetro

Unidad

Valor

Caudal de la emisión

m3/h

25.000

Temperatura de la emisión

ºC

90

Concentración de olor

ouE/m3

5.350

COV (*)

mg/m3

38,75 < 150mgC/m3

COV alifáticos

COV aromáticos (Estireno, benceno, naftaleno,..)

 

28%

72%

COVs R-40

g/h

<20g/h (<<100g/h)

Compuestos COV R-45, 46, 49, 60 y 61

g/h

<10g/h

(*) Debido a que los materiales plásticos son NO clorados no se observó la presencia de precursores de PCDD y PCDF. Los compuestos sulfurados presentes algunos aromáticos contribuyen a la carga odorífera de la emisión.

   Al realizar la evaluación de las tecnologías de depuración, se observó que la emisión cumplía los límites solicitados por la administración para los COVs. Así se centró todo el estudio en la reducción del impacto de olor:

- Se descartaron las tecnologías biológicas como el Biotrickling y los procesos de biofiltración pues la emisión supera los 40ºC que es la temperatura máxima de trabajo para estas tecnologías y además porque los contaminantes analizados son difícilmente biodegradables.

- Se descartaron también los sistemas de adsorción, pues a temperaturas superiores a 100ºC desorben en lugar de adsorber y en consecuencia no permiten depurar las emisiones a elevadas temperaturas. Dado el elevado caudal de emisión, se desestimó la posibilidad de enfriar la emisión, por elevado coste energético de este proceso de enfriamiento.

- Se descartó también los sistemas de lavado químico, pues los contaminantes presentes en la emisión no son solubles.

   Así pues, se estudiaron y compararon los sistemas de oxidación térmica, que permiten una depuración de la emisión, y debido a que la emisión ya cumplía con los límites solicitados por la Administración correspondiente para los COVs, se evaluó también el sistema EOLAGE que mejora la dispersión de las emisiones y permite reducir el impacto de olor de una actividad sobre su entorno.

   En la figura 3 se muestra el alcance del impacto odorífero de la actividad en la situación inicial, y la modelización del impacto si se trataran las emisiones en un sistema de oxidación térmica o en un EOLAGE.

sesion07 nadal04Figura 3- Alcance del impacto odorífero de la planta de secado de plásticos.

   Tal como muestran las modelizaciones, tan solo con la oxidación térmica se conseguía disminuir el impacto de olor de forma aceptable. Sin embargo, dado que el proceso de secado del plástico “A” tan solo se realiza de forma ocasional, se realizó un comparativo de los costes globales asociados a ambas tecnologías. En la tabla 4 se muestra la comparativa de costes realizada.

Tabla 4- Comparativa de las características y de los costes asociados a los dos escenarios de tratamiento propuestos

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   Aunque los costes del sistema de oxidación térmica son considerablemente más elevados que los asociados al sistema EOLAGE, finalmente el cliente decidió emplear un sistema de oxidación térmica, aunque no llegó a instalarse pues finalmente el cliente decidió no tratar más el plástico tipo “A” y así no fue necesaria la inversión.

Figura 4: Imágenes de un sistema de un sistema EOLAGE y de un sistema de oxidación térmica.

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CONCLUSIONES

   Es imprescindible caracterizar bien las emisiones antes de evaluar la tecnología de desodorización a aplicar. En función del caudal de tratamiento, la temperatura de la emisión, los contaminantes presentes y la eficiencia de depuración necesaria, se deberá evaluar la tecnología más eficiente para cada caso concreto, teniendo en consideración, que con frecuencia, las tecnologías avanzadas son las que presentan unos CAPEX más elevados al presentar unos OPEX inferiores, resultando ser, a la larga, comparativamente menos costosas que el resto de tecnologías y ofrecen unas eficiencias de depuración mucho más elevadas.

 

REFERENCIAS

Almarcha D., Almarcha M., Nadal S. y Caixach J. (2012), Comparison of the depuration efficiency for VOC and other odoriferous compounds in conventional and Advanced Biofilters in the abatement of odour emissions from urban waste treatment plants, Chemical Engineering Transactions, volume 29, 2012 (In press).

 

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