Desorción Térmica. CARACTERISTICAS Y TIPOS DE DESECHOS A TRATAR

TABLA DE CONTENIDO

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1. INTRODUCCION

Actualmente en Venezuela, está ingresando en el mercado de las tecnologías para el  tratamiento de desechos con contenidos de compuestos orgánicos, el proceso denominado desorción térmica.

Este proceso consiste en  someter el material contaminado o desecho  a  temperaturas entre 90 y 648°C [1,2,3,4], a fin de que los contaminantes orgánicos que poseen un punto de ebullición entre este intervalo, pasen a fase de vapor y por consiguiente se separen de los sólidos. Luego, los contaminantes y el agua vaporizados, son procesados adecuadamente a través de sistemas de control de emisiones y de efluentes. Estos sistemas de control permiten  destruir o recuperar los compuestos orgánicos.

También se pueden tratar materiales contaminados con cianuro y algunos metales, tales como arsénico, mercurio y selenio. Estos elementos poseen puntos de ebullición, que permiten vaporizarlos a las  temperaturas  de  operación  del proceso  (arsénico 613 °C, mercurio 356,6 °C, selenio 684,9 °C), y pueden ser recuperados posteriormente. Pero es importante tener presente, que no todos los sistemas que están disponibles en el mercado están diseñados para remover estos compuestos.

Con la desorción térmica se puede disminuir  la concentración de compuestos  orgánicos en los desechos, a niveles entre 0 y 800 ppm [5], según las especificaciones requeridas.

Los  sistemas de desorción térmica están conformados por unidades portátiles, que pueden ser transportadas hasta el sitio donde se generan los desechos, para ser tratados in situ. Tienen una capacidad de procesamiento entre 0,5 y 160 ton/h.

No se debe confundir la desorción térmica con la incineración. La incineración es un proceso que destruye el contaminante en cámaras de combustión a altas temperaturas (800 a 1200 °C). En la desorción, al contrario, el calor no se utiliza para destruir, sino para separar físicamente los contaminantes.  

Esta tecnología se muestra atractiva para el tratamiento de los desechos contaminados con compuestos orgánicos, generados por la industria petrolera. La misma compite con el biotratamiento y la incineración. Sus ventajas  con respecto al biotratamiento son: la alta velocidad de procesamiento, capacidad para remover compuestos orgánicos tanto biodegradables como no biodegradables y la posibilidad de recuperar los compuestos orgánicos, para su posterior reuso. Las ventajas con respecto a la incineración son los menores costos y la posibilidad de recuperar los compuestos orgánicos, ya que no es un proceso destructivo.

Entre las desventajas de este proceso se pueden mencionar que sus costos son superiores a los del biotratamiento y que  genera corrientes de desechos (carbón activado y filtros gastados, etc), emisiones y efluentes que hay que manejar en conformidad con las normas.

Este informe trata sobre la desorción térmica. Su objetivo es describir este proceso, para que esta información se utilice en la toma de decisiones, durante la selección de la tecnología a emplear para tratar desechos impregnados con compuestos orgánicos.

2. CARACTERISTICAS  Y TIPOS DE DESECHOS A TRATAR

2.1 Características de los desechos a tratar

• Originalmente este proceso fue diseñado para extraer o vaporizar de los desechos,  compuestos orgánicos volátiles y algunos semivolátiles (Tabla 1), con puntos de ebullición hasta de 320°C. Generalmente, los compuestos que tienen punto de ebullición por debajo de 205 °C son considerados volátiles, mientras que aquellos con punto de ebullición mayor son clasificados como semivólatiles [31].  Hoy en día, existen equipos que permiten vaporizar compuestos orgánicos con puntos de ebullición más elevados,  tales como crudos pesados, bifenilos policlorados (BPC) y pesticidas  [1,2,3,4,5,6], así como también cianuro y algunos metales como el arsénico, mercurio y selenio [4,17].
• De acuerdo a la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), el contenido de compuestos orgánicos en los desechos a tratar no debe exceder el 10% (100.000 mg/kg) [1], aunque existen algunos sistemas que operan con concentraciones entre 20 y 30% (200.000 y 300.000  mg/kg) [19].
• Contenido bajo de humedad, aproximadamente entre 20 y 35%, de tal manera que el proceso opere en condiciones óptimas en cuanto a consumo de energía [1,2,13]. Debido a que el agua tiene una alta capacidad calorífica, que reduce la cantidad de compuestos orgánicos a vaporizar por gramo de combustible, aumentado los costos de operación [15].
• Poseer  un pH  entre 5 y 11, para evitar la corrosión de los equipos [1,15].
• Los desechos con altas concentraciones de constituyentes inorgánicos y/o metales no deben ser tratados  con desorción térmica, ya que pueden incrementar la  temperatura máxima a utilizar. Además, los metales dúctiles (mercurio, plata plomo, estaño y cadmio) generan vapores altamente tóxicos y, los metales refractarios (zinc, níquel, hierro, y cromo) e iones inorgánicos (sulfato, nitrato y fosfato) obstruyen y corroen el equipo [1,15]. Por otro lado, los sólidos procesados requerirán de un tratamiento adicional para estabilizar los metales [3].
• El tamaño de los sólidos no debe ser  mayor que  5 centímetros (2 pulgadas) [1,2,15], ya que a mayor área superficial  mayor volatilización de los compuestos.

2.2  Tipos de  desechos a tratar

Entre los tipos de desechos que se pueden tratar con desorción térmica, están los siguientes:

• Ripios  impregnados con lodos de perforación base aceite [2,5, 6,19].
• Sedimentos  de fosas de desechos de perforación y producción [5].
• Suelos (incluyendo arcillas altamente plásticas, arenisca y grava) contaminados con derrames de crudos y sus productos derivados [1,2,5, 6,17, 19].
• Lodos petrolizados provenientes de fondos de tanques [5].
• Desechos con hidrocarburos pesados [29]
• Residuos de explosivos (TNT, DNT) [21].
• Pesticidas [1,3,4,13].
• Desechos con contenidos de mercurio [4], selenio [4], arsénico [4]  y cianuro [17].
• Solventes clorados [2,4,13].
• Bifenilos policlorados [1,3,4].
• Desechos de alquitrán, hulla, pintura [1,2,3,17].
• Residuos del tratamiento de la madera [1].

Cabe destacar, que no todos los sistemas de desorción térmica están diseñados para tratar desechos con metales, crudos pesados y compuestos orgánicos halogenados (solventes clorados, BPC y pesticidas, entre otros) [2,3,7]. Debido a que estos compuestos requieren altas temperaturas para ser vaporizados y sistemas de control de emisiones de alta eficiencia.  

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