Tecnologías avanzadas de biofiltración para el …³n... · a pH neutro, un biofiltro o un filtro...

Tecnologías avanzadas de biofiltración para el

tratamiento de COV’s y olores



Diferentes tipos de

emisión odorífera según

tipo de proceso

Composición emisión mayoritariamente biodegradable

Composición emisión NO biodegradable



Diferente tipo de emisión y composición de olor dentro de una misma actividad. Ejemplo: EDAR’s

Estaciones

de bombeo

y recepción

H2S!!!, mercapt

Decantadores

primarios

Reactores

biológicos y decantadores

secundarios

Tratamiento de fangos:

espesadores, deshidratación,

digestión, secado (térmico),

compostaje,..

H2S!!!, mercaptanos

NH3!!!



Diferente tipo de emisión y composición de olor dentro de una misma actividad. Ejemplo: CTR



COV’s odoríferos presentes en la emisión de una planta de tratamiento de subproductos animales

CompuestoConc. Media entrada

(mg/m3)

Trimetilamina 3559.6

Isobutanal 314.8

Methanotiol 248.5

3-Metilbutanal 3499.0

2-Metilbutanal 2807.8

Disulfuro de dimetil 186.7

Hexanal 743.6

Ácido hexanoico 255.6

2-Heptanona 557.8

Heptanal 794.3

2,5-Dimetilpirazina 754.8

Ácido 3-Metilbutanoico 413.3

No identificado 45.0

Aldehido C7 o C8 64.1

2-Pentilfurano 582.3

Trisulfuro de dimetil 98.5

Alcohol C7 o C8 161.0

2-Octanona 272.9

2-Etilo-6-metilpirazina 917.3

Octanal 2310.5

Ácido 4-Metilpentanoico 189.6


(mg/m3)

2-Etilohexanol 284.0

1-Metilopirroleno 155.6

3-Etilo-2,5-dimetilpirazina 826.7

1-Octanol 515.5

2-Nonanona 805.9

Nonanal 3863.9

Hexanoato de butil 468.3

Aldehido C9 o C10 260.6

Aldehido 118.1

Aldehido 314.7

2-Decanona 1596.8

Posible 2-Decilpiridina (Desconocido N) 252.4

Decanal 427.6

Alcohol 157.0


2-Undecanona 251.6


Pirazina 63.8

Alcohol 82.7

H2S 3500

Leyenda

Sulfurados solubles en agua

Sulfurados NO solubles en agua

Aldheídos NO solubles en agua

Nitrogenados poco solubles en agua

Ácidos grasos Volátiles NO solubles



COV’s odoríferos presentes en la emisión en línea de agua de una EDAR

Compuesto Conc. Media entrada (mg/m3)

2-Butanol 279.3

Acetato de etil 516.8

Acetato de propil 311.6

Disulfuro de dimetil 163.2

Butanoato de etil 540.5

Acetato de butil 624.1

Acetato de pentil 242.6

2-Heptanona 138.9

a-Pineno 1012.9

2-b-Pineno 850.4

Posible aldehido <2.0

Trisulfuro de dimetil 106.5

2-Pentilfurano 84.5

Alcohol 440.7

Posible aldehido 254.6

Compuesto Conc. Media entrada (mg/m3)

p-Mentan-9-ol 609.0

Limoneno 2987.7

p-Cimeno 1145.8

Eucaliptol 831.1

Alcohol 194.3

Alcohol 43.7

Neomentol 451.3

Terpeno 506.9

Alcohol 255.7

Aldehido 489.5

Terpeno 414.2

H2S 12.500

Mercaptanos 1.750

NH3 220

Leyenda




Terpenos NO solubles en agua



COV’s odoríferos presentes en la emisión de planta compostaje fangos EDAR


(mg/m3)

Acetona 10.2

Sulfuro de dimetil 9.4

Acetato de metil 30.2

2-Metilfurano 10.5

2-Butanona 131.5

3-Metil-2-butanona 19.8

2-Pentanona 6.6

3,3-Dimetil-2-butanona 10.9

Disufuro de dimetil 235.0

Acetato de butil 129.4

Acetato de pentil 11.8

4-Metilo-2-pentanona 12.3

3-Metilo-2-pentanona 10.9

4,4-Dimetilo-2-pentanona 13.0

2-Hexanona 20.2


(mg/m3)

Hexanal 36.8

Disulfuro de metil y propil 8.5

Posible 3-Heptanona 10.9

Posible ciclohexanmetanol 9.9

Aldehido 23.1

a-Pineno 1950.5

Camfeno 72.4

2-b-Pineno 645.2

Limoneno 2192.7

p-Cimeno 860.0

Alcohol 248.5

Terpeno 225.0

H2S <200

NH3 3500 (fins a 200.000)

Leyenda







COV’s odoríferos presentes en la emisión de una planta compostaje de RSU


(mg/m3)Etanol 1.3-2.91-Propanol 0.8-2.5

Acetato de etil 1.0-2.32-Butanol 1.5-2.61-Butanol 0.5-0.9Acetato de propil 0.9-3.1Ácido butanoico 0.04-0.4Disulfuro de dimetil 0.03-0.13-Metilo-1-butanol <0.01-2.8

Butanoato de etil 1.2-3.8Ácido pentanoico 0.04-1.7Propanoato de propil 0.4-<0.01Acetato de butil 0.4-1.1Pentanoato de metil <0.01-0.2Butanoato de propil 2.0-7.0Pentanoato de etil 0.5-2.1a-Pineno 8.0-10.3Hexanoato de metil 0.1-2.62-b-Pineno 7.6-8.0

CompuestoRango

(mg/m3)2-b-Pineno 7.6-8.0b-Mirceno 5.0-6.52-Pentilfurano 0.9-4.6Hexanoato de etil 5.2-35.0Limoneno 46.3-60.0p-Cimeno 1.7-4.7Heptanoato de metil <0.01-2.4Eucaliptol 5.8-9.0Ácido hexanoico <0.01-0.9Hexanoat de propil 2.0-39.5Heptanoato de etil 0.7-13.6Hexanoato de butil <0.01-9.0S Otros terpenos 1-10S Hidrocarburos 0.1- 2

H2S 0,01-0,1NH3 5-30

Leyenda





Ácidos grasos Volátiles NO solubles



Tecnologías de tratamiento biológico presentes actualmente

BIOFILTRACIÓN BIOTRICKLING

BIOSCRUBBER



Aplicaciones / Limitaciones de los procesos biológicos de depuración

El proceso de depuración de los Biofiltros y los Biotricklings es destructivo pues no existe una

transferencia de la contaminación del medio gaseoso al medio líquido

En los Bioscrubbers, la contaminación del medio gaseoso debe ser soluble, para transferirla a

la fase líquida y esta se depura posteriormente

Los procesos de depuración biológica son muy interesantes puesson procesos

autoregenerables y no requieren el uso de productos químicos como sucede en los scrubbers

ni de combustibles como sucede en los sistemas de oxidación térmica

Los procesos biológicos de depuración se aplican en la depuración de emisiones que

cumplan los siguientes requisitos:

Temperatura de la emisión entre 5 y 35-40ºC

Emisiones continuas en el tiempo, se pueden tratar emisiones discontinuas siempre que

se siga alimentando el biofiltro con aire para evitar la anoxia

Emisiones con oxígeno y con contaminantes no tóxicos y biodegradables



Biotrickling: Descripción de la Tecnología

Un biotrickling es un proceso biológico de depuración de

gases.

El aire se introduce por la parte inferior de la columna de

lavado en la que existe un relleno que se ha inoculado

previamente y, tras unos 10-15 s de tiempo de

permanencia, el aire sale depurado por la parte superior.

En los Biotricklings, el relleno de la columna es sintético,

inicialmente eran de roca de lava, pero actualmente

suelen ser de soportes plásticos ordenados o

desordenados o de espuma de poliuretano.

Generalmente se inocula el relleno con fangos de

depuradora y se mantiene la biomasa activa recirculando

el líquido de lavado



Biotrickling: Comentarios

La depuración la realiza la biomasa que crece sobre la

superficie del relleno

El Biotrickling se aplica en la desodorización de

emisiones con elevadas concentraciones de H2S, como

por ejemplo en el tratamiento de emisiones de

pretratamiento de una EDAR o de algunas emisiones

industriales

Generalmente, los Biotricklings operan a pH muy ácidos,

pues la presencia de microorganismos tioxidantes

transforman el H2S a H2SO4.

Cuando se requieran eficiencias de desodorización muy

elevadas y en la emisión a depurar existen otros

contaminantes odoríferos además del H2S, como ocurre

en las emisiones de los reactores biológicos de las

EDAR, o en la línea de fangos, entonces será necesario

realizar un postratamiento, que podrá ser un biotrickling

a pH neutro, un biofiltro o un filtro de carbón activado



Biofiltración: Descripción de la tecnología

El Biofiltro es un proceso destructivo

biológico de depuración de gases.

El aire se prehumidifica antes de entrar

en el biofiltro y posteriormente entra en el

reactor biológico por la parte inferior y

tras unos 20-60s de tiempo de

permanencia el aire sale depurado por la

parte superior.

El relleno de los biofiltros contiene

siempre fracción orgánica que permite

una mayor concentración de

microorganismos



Biofiltración Convencional VS Biofiltración Avanzada

Pelo de coco

Corteza de

pino

Pelo de coco +

turba

Astillas Compost

Turba

Conchas de

moluscos

Pelo de coco Brezo + turba



Biofiltración Convencional VS Biofiltración Avanzada

Corteza de

pino

Pelo de coco +

turba

Astillas Compost

Turba

Conchas de

moluscos

Microorganismos no específicos

Algunos microorganismos se alimentan del propio soporte, lo

destruyen, se descompone y crea mal olor

Caminos preferenciales, compactación,..

Reducción de la eficiencia de desodorización

PROBLEMAS, PROBLEMAS, PROBLEMAS



Biofiltración Avanzada



Biofiltración Avanzada

Fase orgánica:

Nutrientes

Susceptibilidad de esterilización

Fijación óptima de microorganismos

Consorcios de microorganismos genéticamente

Compatibilidad Especificidad múltiple

Fase inorgánica:Elevada área superficialDistribución homogénea del aire- Ausencia de caminos preferencialesResistencia mecánica y química- Vida útil muy elevada 6 - 10 añosEsterilizadaPorosidad controlada- Pérdida de carga baja

Estructura

Biofiltros avanzados

Concentración microorganismos útiles muy elevada

Eficiencia de desodorización máxima!

>95% ó <500/1.000 uoE/m3

Sin productos químicos!

Sin residuos!

Ambientalmente sostenible!

Bajos OPEX!

Mantenimiento muy sencillo, sin partes mecánicas

Más de 2M de m3/h tratados



Biofiltración Avanzada: Instalación

Formato cubeto

Obra civil

Materiales plásticos

Contenedores prefabricados

Observaciones

El FBA debe ser cubierto

Puede ser instalado en diversas

alturas si existe limitaciones de

espacio




Soporte del lecho filtrante


Madera tratada

Elevada vida operativa (>20

años)

Observaciones

Altura del soporte de 0,3 a 0,7 m

Elevada luz de paso para evitar

pérdidas de carga

Carga másica de 1.000 -1.500

kg/m2




Malla de retención (Exponet)

Evita la caída del biomedio

Material plástico

Paso de luz >50%

Junta de Estanqueidad (AirStop)

Evita el paso de aire por el

perímetro o columnas intermedias





Almacenamiento

Disposición en tolva

Instalación

mediante cintas

transportadoras




Sistema de riego

Fabricado en materiales resistentes (inox ó

plástico)

Régimen automático discontinuo

Dispersión de agua mediante aspersores



Biofiltración Avanzada: Operación y Mantenimiento

Sistema robusto de fácil operatividad y mantenimiento sencillo

Comprobación quincenal

Chequeo sistema de riego (aspersores, consumo…)

Revisión parámetros básicos (pH, Tª y Humedad del biomedio)

Comunicación de cualquier incidencia

Comprobación trimestral

Revisión por parte de Labaqua de los parámetros básicos de funcionamiento

Estado del sistema

Análisis de pH, Humedad

Análisis completo microbiológico para comprobación de la evolución de la fauna

microbiana

Único consumo eléctrico derivado del ventilador. Consumo de agua discontinuo

durante pocos minutos al día.



Referencias: EDAR Galindo

Cliente Consorcio de Aguas de Bilbao Bizcaya

Proyecto Desodorización EDAR Galindo

Lugar Bilbao (España)

Habitantes Eq. 1.000.000

Datos básicosDesodorización de 140.000m3/h de aire de la línea

de fangos (espesadores, deshidratación,..)

Problemáticas/

Necesidades

EDAR construida en 1985 en Sestao

La presión urbanística hace que la EDAR quede

rodeada de viviendas

Descripción

proyecto

Suministro, instalación y puesta en marcha FBA en

2014

Impacto

Reducción del 98% del impacto de olor sobre el

entorno.

Concentración final olor<1000uoE/m3 (de 200 a 500)



Referencias: EDAR San Claudio

Cliente FCC Aqualia

Lugar San Claudio (Oviedo)

Habitantes Eq. 129.000

Problemáticas/

NecesidadesZonas habitadas colindantes a la EDAR.

Descripción

proyecto

Desodorización de 16.200m3/h de aire de más alta

carga de la EDAR

Emisiones de baja carga mediante adsorción

selectiva

Instalación del BAP año 2015.

ImpactoCumplimiento límites de emisión <500uoE/m3 y

rendimiento desodorización superior al 95%



Referencias: EDAR San Claudio

Zonas a desodorizar Valor

Pretratamiento- extracciones

focalizadas (m3/h)10.815

Edificio de fangos (focalizadas y

sala)3259

Espesador por flotación (m3/h) 249

Espesador por gravedad (m3/h) 569

Depósito homogeneización fangos

(m3/h)1.062

Arqueta fangos primarios (m3/h) 164

TOTAL alta carga (m3/h) 16.118

Edificio de silos y tormentas 10.000

Edificio pretratamiento- ventilación

sala24.500

Total EDAR 50.618

Zonas a desodorizar Escenario 1 CAPEX OPEX

Alta carga

Baja carga

Costes totales (CAPEX+OPEX a 5

años)


años)

Eficiencia depuración Media


Alta carga Biofiltro Avanzado 127.500 € 10.620 €

Baja carga Carbón activado 102.000 € 20.000 €

Total 229.500 € 30.620 €

Costes totales (CAPEX+OPEX a 5 años)

Costes totales (CAPEX+OPEX a 15 años)

Eficiencia depuración Alta


Alta carga y baja carga Biofiltro Avanzado 275.000 € 26.000 €


años)


años)- 1 reposición biomedio

Eficiencia depuración Alta

405.000 €

665.000 €

765.000 €

688.800 €

195.000 €

385.000 €

382.600 €

38.000 €

Scrubber doble

etapa

Solución final escogida por el

cliente



Referencias: Otras EDAR’s

NUFRI

38.000m3/h- 2011

Sandoz- Novartis

2.000m3/h- 2014

TIRME – Compostaje

127.000m3/h- 2003

TIRME – Biometanización

167.000m3/h- 2003



Referencias: Ecoparc 2 ó Ecoparc del Besòs

Cliente FCC

Proyecto Desodorización Ecoparque 2

Lugar Montcada- Barcelona (España)

Datos básicos

Desodorización de 150.000m3/h de aire de la línea de

compostaje en trincheras.

Desodorización de 360.000m3/h de las naves de

pretratamiento y compostaje en túneles

Problemáticas/

Necesidades

Ecoparque construido en 2005

Desodorización inicial con biofiltro orgánico- No

cumplimiento de los límites emisión de olor solicitados

por el Dpto Medio Ambiente

Impacto

Cumplimiento límites en emisión <1000uoE/m3

Reducción del 800M uoE/h



Referencias: Otros Centros de Tratamiento de Residuos (CTR)

Ecoparc de Barcelona

390.000 m3/h- 2007

CTR Inst. 3 Manises

228.000 m3/h- 2012

CTR Maresme

250.000 m3/h- 2011

CTR Essex (UK)

300.000 m3/h- 2014



Tratamiento de COV’s mediante FBA en una EDAR

Pa

tró

nin

tern

o

Pa

tró

nin

tern

o

Composición COV’s aire

sin tratar


tratado



Comparativa resultados FBA Biofiltro convencional (compostaje RSU)

Compuestos odoríferos

FBA Biofiltro convencional

Conc. entrada

Conc. salida Eficiencia Conc.

entradaConc. salida Eficiencia

mg/m3 mg/m3 % mg/m3 mg/m3 %

a-Pineno 1.1 <0.01 >99 0.7 0.2 71

Hexanoato de metil 8.2 2.7 67 6.0 1.8 70

2-b-Pineno 5.8 2.0 66 5.1 0.9 82

b-Mirceno 2.2 1.3 40 <0.01 <0.01 --

2-Pentilfurano 19.6 <0.01 >99 17.3 3.6 79

Hexanoato de etil 52.6 10.1 81 33.7 7.4 78

Limoneno 3.1 0.8 75 6.4 1.7 73

p-Cimeno 0.9 <0.01 >99 1.5 0.2 87

Heptanoato de etil 7.8 <0.01 >99 5.2 1.5 71

Eucaliptol 0.4 <0.01 >98 <0.01 <0.01 --

Ácido hexanoico 18.3 <0.01 >99 14.5 3.2 78

Hexanoato de propil 5.9 <0.01 >99 5 1.7 66

Heptanoato de etil 3.8 <0.01 >99 3.1 1.0 68

Hexanoato de butil 39.1 3.5 92 48.9 8.6 82

S otros terpenos 1.3 <0.01 >99 1.1 0.3 73

Conc. olor (ouE/m3) 18.470 843 95 20.225 3.142 84,5




RT: 0.00 - 39.97

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

Time (min)

0

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17

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

20.78 23.29

23.67

26.44

21.78

19.0917.17 26.3431.5518.98 26.64

16.49 26.73 29.2310.99

29.5112.730.4731.7015.331.32 32.77 38.689.305.612.35 34.8914.998.50

NL:7.29E9

TIC F: MS 12_03_02_N01

RT: 0.00 - 39.97

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38

Time (min)

0

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17

Re

lativ

e A

bu

nd

an

ce

20.72

23.62

19.25

19.0511.00 31.4917.14 29.4721.73 25.521.21 26.64 38.621.71 12.33 32.7029.78 33.13 36.5515.315.742.91 6.42 9.42

NL:4.56E9

TIC F: MS 12_03_02_N02

RT: 0.00 - 54.99

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Time (min)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

Relat

ive A

bund

ance

21.24 24.08 31.88 45.4219.53

34.52

29.12

NL:4.26E9

TIC F: MS 11_07_10_N03

RT: 0.00 - 54.99

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Time (min)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

9.0

9.5

Relat

ive A

bund

ance

21.23 24.07

32.03

19.53

NL:2.58E9

TIC F: MS 11_07_10_N02

BIOFILTRACIÓN AVANZADA


sin tratar


tratado


sin tratar


tratado

BIOFILTRACIÓN CONVENCIONAL




Compuestos odoríferos

FBA Biofiltro convencional

Conc. entrada

Conc. salida Eficiencia Conc.

entradaConc. salida Eficiencia

mg/m3 mg/m3 % mg/m3 mg/m3 %

1-Propanol 1.6 <0.01 >99 1.3 0.3 77

Acetato de etil 2.4 <0.01 >99 1.8 1.9 -6

2-Butanol 0.6 <0.01 >98 0.8 <0.01 99

1-Butanol 1.9 <0.01 >99 1.4 0.3 79

Acetato de propil 0.2 <0.01 >96 0.3 0.1 67

Ácido butanoico 0.01 <0.01 >75 0.03 0.01 33

Disulfuro de dimetil 0.7 <0.01 >99 0.5 0.1 80

3-Metil-1-butanol 2.3 <0.01 >99 1.9 0.6 68

Butanoato de etil 0.7 <0.01 >99 0.6 0.9 -50

Ácido pentanoico 0.3 <0.01 >96 0.6 0.01 98

Propanoato de propil 0.7 <0.01 >99 0.4 0.1 88

Acetato de butil 0.1 <0.01 89 <0.01 <0.01 --

Pentanoato de metil 4 0.1 97 3.4 0.8 76

Butanoato de propil 1.4 <0.01 >99 1.1 0.3 73

Pentanoato de etil 8.7 1.4 84 5.4 1.1 80



Biofiltración Avanzada: Resultados reducción olores

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

Inlet

Outlet

Conc. Olor

uoE/m3



Comparativa CAPEX OPEX en línea de Fangos de EDAR



Comentarios finales

La biofiltración avanzada es una tecnología de depuración de emisiones de

olor muy eficiente

Permite depurar emisiones que contengan contaminantes biodegradables como

los presentes en depuradoras, plantas de tratamiento de residuos ya sean

municipales como de residuos animales o de procesos varios de fabricación

La biofiltración avanzada presenta un CAPEX elevado comparado con otras

tecnologías pero si se realiza un estudio de CAPEX+OPEX resulta ser, en la

mayoría de las ocasiones en tan solo unos 4-5 años incluso más económica

que otras tecnologías de desodorización como son los lavados químicos o los

filtros de carbón activado y ofrece una eficiencia de desodorización mucho más

elevada

La Biofiltración Avanzada es una tecnología robusta y probada en un gran

número de aplicaciones como muestra que en la actualidad, tan solo a nivel

nacional estamos tratando más de 2M de m3/h con esta tecnología



Gracias por su atención

Isidre Lorenzo – [email protected]

Sílvia Nadal – [email protected]

Labaqua Barcelona

+34 932 530 740

www.labaqua.com

Tecnologías avanzadas de biofiltración para el …³n... · a pH neutro, un biofiltro o un filtro...

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