Barcelona, Octubre 2007
Alba Anfruns
Carla Canals
Maria Martin
Anna Ros
M. A. Lillo-RódenasA. Linares-Solano
E. FuenteM. A. Montes-Morán
Adsorbents/catalitzadors a partir de fangs
A plicació a l’eliminació d’olors
SUBPRODUCTES DE LA PIRÒLISI/GASIFICACIÓ: RESIDU O MATERIAL?
QUIN ES EL COST?
Adsorbents/catalitzadors obtinguts a partir de fangs de depuraradora i la seva aplicació a l’eliminació de compostos causants d’olors
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ADSORBENTS A PARTIR DE FANGS
PODEM OBTENIR “CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
[H2S]e
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradoraAntecedentsINTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
adsorbent
1. Raw Sewage2. Primary Sludge3. Return Activated Sludge4. Waste Activated Sludge5. Thickened Sludge6. Digested Sludge7. Chemical Additives8. Effluent
Sludge Thickener
RawSewage
BarScreens
Grit Chamber
PrimaryClarifier
AerationTanks
SecondaryClarifier
ChlorineDosing To Outfall or
Tertiary Treatment
To COGEN or ground flares
PrimaryDigester
SecondaryDigester
Sludge Disposal
Methane Gas Storage
22 33
44
55
66
77
88
Effluent Pump
11
BIOSORBENT
CARBÓ ACTIVAT
PelletPols
Granular
ADSORBENT
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
Obtenció industrial de carbons activats
CARBÓ ACTIVAT
PelletPols
Granular 1000-2000 m2 g-1
SBET
CARBONITZACIÓ
MATERIAPRIMERA
MATERIAMATERIAPRIMERAPRIMERA
ACTIVACIÓ QUÍMICA
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
ACTIVACIÓ FÍSICA
CO2
Vapor H2O
O2
CO2
Vapor H2O
O2
RENTATÀCID
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ACTIVACIÓ FÍSICA DE FANGS
ADSORBENTCARBONOS
ADSORBENTADSORBENTCARBONOSCARBONOS
AGENTE ACTIVANT
SBET(m2 g-1)
CO2<300
O235
H2OV 150
1
2
3, 2
2
1 Rio, S., Faur-Brasquet, C., Le Coq, L. y Le Cloirec, P. 2005. Adsorption 11, 793-798. 2 Bosch, H., Kleerebezem, G. J. y Mars, P. 1976. Journal of Water Pollution Control Federation 48 (3) 551-561.3 Méndez, A., Gascó, G., Freitas, M. M. A., et. al., 2005. Chemical Engineering Journal 108, 169- 177.
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradoraAntecedents
CARBONITZACIÓ
FANGSFANGSFANGS
ACTIVACIÓ QUÍMICA
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
ACTIVACIÓ FÍSICA
CO2
Vapor H2O
O2
CO2
Vapor H2O
O2
RENTATÀCID
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AGENT ACTIVANTE
SBET(m2 g-1)
ZnCl2 550
H2SO4400
H3PO4 300
Polímero orgánico + Lodo 900
1,3
3
1
2
1 Zhang, F.S., Nriagu, J.O. y Itoh H. Water Research 2005; 39 (2-3): 389-395. 2 Ansari, A., Bagreev, A. y Bandosz T.J. Carbon 2005; 43 (5):1039-1048.3 Martin, M.J., Balaguer, M. D. y Rigola, M. Environmental Technology 1996; 17(6):667-672.
ACTIVACIÓ QUÍMICA DE FANGS
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradoraAntecedents
ADSORBENTCARBONOS
ADSORBENTADSORBENTCARBONOSCARBONOS
CARBONITZACIÓ ACTIVACIÓ QUÍMICA
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
H3PO4
ZnCl2
H2SO4
ACTIVACIÓ FÍSICA
CO2
Vapor H2O
O2
CO2
Vapor H2O
O2
RENTATÀCID
FANGSFANGSFANGS
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
Espesadode lodos
Agua residual
Rejasde predesbaste
Tamicesde desbaste
Decantadorprimario
Tanques de aireación Decantador
secundarioPara verter o
a tratamiento terciario
22 33
44
55
77
Bombeo
11
88
Digestor primario
Deshidratación de lodos
66
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
300 ppm NH3
1000 ppm H2SAPLICACIÓ: ELIMINACIÓ D’OLORS
OLORS
COVsNH3
H2S
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradoraAplicació a l’eliminació d’olors
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
APLICACIÓ: ELIMINACIÓ D’OLORS
OLORS
COVsNH3
H2S
ADSORCIÓ
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora Aplicació a l’eliminació d’olors
300 ppm NH3
1000 ppm H2S
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ADSORCIÓ
ADSORCIÓ
Volum típic (m3h-1) 500-50000
10- 18
Altos
Costos fixes (€ m-3)
Costos operacionals ReduccióCost
Amb el finançament del Ministerio de Medio Ambiente
APLICACIÓ: ELIMINACIÓ D’OLORS
FANGSOLORS
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora Aplicació a l’eliminació d’olors
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
NaOH
GASIFICACIÓ/ PIRÒLISI
ACTIVACIÓQUÍMICA
APLICACIÓ A L’ELIMINACIÓ D’OLORS PER ADSORCIÓ
ASSECATGE
GASIFICACIÓ
ACTIVACIÓFÍSICA
PIRÒLISI
SC SB SL SB SL
Fangs dedepuradoraFangs de
depuradora
SL
CO2 H3PO4 KOH
CARACTERIZACIÓ
SeleccióSelecció
Carbons activatscomercials
Carbons activatscomercialsCarbons activats
comercialsCarbons activats
comercials
TRACTAMENTS TÈRMICS ACTIVACIÓ FÍSICA/QUÍMICA
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora Aplicació a l’eliminació d’olors
H2SNH3
COVS
INTRODUCCIÓINTRODUCCIÓ
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora Aplicació a l’eliminació d’olors
OBTENCIÓ
GG PP
None
Filter Press
FeCl3
Ca(OH)2
Gravity
SL
Thermal Drying
Centrifuge
Organic Polymer
None
Gravity
SB
Stabilisation
Conditioning
Dewatering
Final treatment
Thickening
Sludge Treatment
None
Filter Press
FeCl3
Ca(OH)2
Gravity
SL
Thermal Drying
Centrifuge
Organic Polymer
None
Gravity
SB
Stabilisation
Conditioning
Dewatering
Final treatment
Thickening
Sludge Treatment
Thermal Treatment700 ºCNN22
OO2 2 // NN22(3 % v/v)(3 % v/v)
Sludge Drying105 ºC
SludgeSludge
DD
SBSBSLSL
CARACTERITZACIÓ
APLICACIÓ
TratamientoLodos SC SB SL
Gravedad
Ninguno
Polímero orgánico
Centrífuga
Ninguno
Gravedad
Ca(OH)2
FeCl3
Filtro prensa
Ninguno
Gravedad
Ninguno
Polímero Orgánico
Filtros banda/Centrifuga
Secado térmico
Espesamiento
Estabilización
Acondicionamiento
Secado
Tratamiento final
Banyoles-Terri (SB)
Lloret de Mar (SL)
Cassà de la Selva (SC)
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora FANGS DE PARTIDA
Fangs dedepuradoraFangs de
depuradora
TratamientoLodos SC SB SL
Gravedad
Ninguno
Polímero orgánico
Centrífuga
Ninguno
Gravedad
Ca(OH)2
FeCl3
Filtro prensa
Ninguno
Gravedad
Ninguno
Polímero Orgánico
Filtros banda/Centrifuga
Secado térmico
Espesamiento
Estabilización
Acondicionamiento
Secado
Tratamiento final
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
Materials adsorbents a partir de fangs de depuradora FANGS DE PARTIDA
Banyoles-Terri (SB)
Lloret de Mar (SL)
Cassà de la Selva (SC)Fangs de
depuradoraFangs de
depuradora
SUBPRODUCTES DE LA PIRÒLISI/GASIFICACIÓ: RESIDU O MATERIAL?
QUIN ES EL COST?
Adsorbents/catalitzadors obtinguts a partir de fangs de depuraradora i la seva aplicació a l’eliminació de compostos causants d’olors
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ADSORBENTS A PARTIR DE FANGS
PODEM OBTENIR “CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
[H2S]e
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
Secado
Gasificación
Secadas (S) Gasificadas (G)
Secado 105 ºC durante 12 horas
700ºC, aire/N2 atm, (1/5)30 min tiempo mantenimiento
Condiciones Experimentales
ADSORBENTES OBTENIDOS
SC SB SL
OBTENCIÓ
Banyoles-Terri (SB)
Lloret de Mar (SL)
Cassà de la Selva (SC)Fangs de
depuradoraFangs de
depuradora
Elementos principales (% peso)Carbono
NitrógenoHidrógeno
Azufre Oxigeno 24,7
33,75,014,840,66
31,3
27,72,304,840,45
14,1 8,6
Elementos Seleccionados (mg g-1)SiFeCaAlNaMgKZnCuP
47,020,134,218,51,365,15,80,590,28
28,334,41819,5
0,884,311,480,350,15
SC
S G S G S G
SB SL
pHRendimiento
Materia Inorgánica
8,0
36,4
11,2
40,2Propiedades texturales SBET (m2g-1) <5 <5
Volumen de poros (cm3g-1) - -
38,97,216,631,3334,9
32,010,931,84,63,54,255,80,320,1926,9
7,3
17,6<5
-
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERÍSTIQUES
Elementos principales (% peso)Carbono
NitrógenoHidrógeno
Azufre Oxigeno
Elementos Seleccionados (mg g-1)SiFeCaAlNaMgKZnCuP
SC
S G S G S G
SB SL
pHRendimiento
Materia InorgánicaPropiedades texturales SBET (m2g-1)
Volumen de poros (cm3g-1)
15,08
18,5 2,15 0,88 0,37
25,4
84,036,156,945,22,399,3711,10,930,35
9,748,2
73,255
0,35
17,9
34,7 5,08 1,01 0,57
70,2
68,029,687,9
13,758,6611,714,30,740,41
8,136,1
52,145
0,26
16,6
5,1 0,05 0,41 0,62
13,5
73,170,434224,51,478,63,7
0,600,35
12,354,1
82,512
0,65
24,7
33,75,014,840,66
14,1
47,020,134,218,51,365,15,80,590,28
8,0
36,4<5
-
38,97,216,631,3334,9
32,010,931,84,63,54,255,80,320,1926,9
7,3
17,6<5
-
31,3
27,72,304,840,45
8,6
28,334,41819,5
0,884,311,480,350,15
11,2
40,2<5
-
CARACTERÍSTIQUESMATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERIZACIÓN DRX
SC
SC-G
Q
I,MF,K
I,M M II,K
I,Ca
F,I
I,KF KIMCa
Ca
Ca
I,MI,M
F
F,I Ca
Q Q,K
Q
FK
IM
SiO2
CaCO3
(KH3O)Al2Si3AlO10(OH)2
(Na,Ca) Al (Si,Al)3O8
Rico sedimentos
10 20 30 40 50 60 70
º 2 θ
SiO2
CaCO3
(KH3O)Al2Si3AlO10(OH)2
(Na,Ca) Al (Si,Al)3O8
CARACTERÍSTIQUESMATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERIZACIÓN DRX
SB
SB-G
B
Q
Ca
CaF,G
B,Ca,GCaCa B
B
Cr,F
Cr
F
B,Ca,G
Ca
B,G
GB,F
Q
Ca18Mg2H2(PO4)14
CaCO3
CaPO3(OH),2H2OCaSO4,2H2O
SiO2
CaSO4, 2H2O
Alto Contenido
P
10 20 30 40 50 60 70
º 2 θ
Ca
W
W,F
W
WW
W
WW
Ca
W
W,F
W
WW
W
WW
CARACTERÍSTIQUESMATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERIZACIÓN DRX
SL
SL-G
FeFe
Fe
FeCa
CaCaCa
CaCaCa
CaCa
P,FeP
P
PP
P
Ca
Q Q
FexCay(CO3)z, Ca(OH)2
CaCO3
10 20 30 40 50 60 70
º 2 θ
FexCay(CO3)z, Ca(OH)2
Ca2Fe2O5
Catalizador 1
D
D
DD
DD D D
D
D
DD
DD D D
1 Ikenaga, N., Ohgaito, Y. E. Suzuki, T. Energy and Fuels 2005; 19(1): 170-179.
CARACTERÍSTIQUESMATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
33
3
4
64
4 4
48
1. Compresor aire2. Bala de H2S3. Controlador másico4. Llave de paso5. Columna6. Lecho adsorbente7. Bala de N28. Detector de fotoionización9. Recipiente NaOH10. Salida aire limpio
1
2
3
4
5
6
7
98
150
11139
3
3
10
4
4
4
4
4
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
12
34
56
7
98
150
11139
3
3
10
4
4
4
4
4
1000 ppm H2S
150 ml min-1
flujo descendente
0,25 g adsorbente
Detector de fotoionización
[H 2S ]o
[H 2S ]e
VH2S(l)
0 500 1000 1500 2000 25000
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
1
0,9
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛−×
××
= ∫t s
dtVwMWQ
Mx tctc so
M 0)(
Centrada= Csalida
Capacidad de eliminación
x/M (mg H2S g-1 adsorbente)
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
LLORETCASSÀ BANYOLES
0
20
40
60
80
100
120
140
SC-H SC-G SC-G H SB-H SB-G SB-G H SL-H SL-G SL-G H
Cap
acid
ad d
e el
imin
ació
n de
l H2S
(mg
g-1)
1,5
3023
39
18
40
<1
62
131
Efecto del agua
SólidoComercial
x/M (mg g-1)
Centaur 350
Carbón activado bituminosoTratado con UREA y activado a 800 ºCpH básico
Materiales de referencia
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
LLORETCASSÀ BANYOLES
0
20
40
60
80
100
120
140
SC-G H SB-G H SL-G H
Cap
acid
ad d
e el
imin
ació
n de
l H2S
(mg
g-1)
39 40
131
OXIDACIÓN CATALÍTICA
+Gas SO2H2S-Columna
xM
=AE:Stotal retenido sólido
xM
xM
+ +x
M S-Sel
xM S-SO4
-2
xM S-S-2
> 90%
66,4%51,7%
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
LLORETCASSÀ BANYOLES
0
20
40
60
80
100
120
140
SC-G H SB-G H SL-G H
Cap
acid
ad d
e el
imin
ació
n de
l H2S
(mg
g-1)
39 40
131
DEPOSITOSDEPOSITOSAZUFREAZUFRE
DEPOSITOSDEPOSITOSAZUFREAZUFRE
AZUFRE AZUFRE UNIFORMEMENTE UNIFORMEMENTE
DISTRIBUIDODISTRIBUIDO
SEM
/ED
XMATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
LLORETCASSÀ BANYOLES
0
20
40
60
80
100
120
140
SC-G H SB-G H SL-G H
Cap
acid
ad d
e el
imin
ació
n de
l H2S
(mg
g-1)
39 40
131
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
SólidoComercial
x/M (mg g-1)
Centaur 350Carbón activado bituminosoTratado con UREA y activado a 800 ºCpH básico
Materiales de referencia
S S elel
SOSO4422--
SOSO22
LODO LLORET Ca Fe
Secado
SL
Pirólisis
105ºC durante 12 horas
600-1100 ºC, aire/N2 atm, (1/5)30 min, tiempo mantenimiento
Condiciones Experimentales
Secado
Gasificación
600-1100 ºC, N2 atm,30 min, tiempo mantenimiento
SL-P 600-1100 SL-G 600-1100
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2S
62,1 57,3 45,5 41,2 41,1 40,870,5 74,1 85,5 89,6 92,7 91,711,4 11,9 12,5 12,6 12,6 12,7
24 30 39 54 40 41
16,16 14,76 8,31 6,21 7,0 8,920,54 0,47 0,27 0,13 0,10 0,100,48 0,33 0,86 1,06 0,94 0,870,65 0,67 0,80 0,85 0,85 0,85
54,6 51,6 41,2 40,1 40,0 38,877,4 82,3 91,5 93,9 95,4 96,211,3 11,5 12,6 12,5 12,5 12,8
24 14 11 9 5 2
0,90 0,36 0,23 0,23
0,00 0,00 0,00 0,00
0,51 0,56 0,35 0,53
0,91 0,91 0,92 0,57
600 700 800 900 1000 1100
7,980,170,280,60
6,330,090,120,76
P G P GP GP GP GP G
pH
RendimientoMateria Inorgánica
SBET (m2g-1)
Carbono
Nitrógeno
Hidrógeno
Azufre
Propiedades texturales
Elementos principales (% peso)
CARACTERIZACIÓN SL
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERÍSTIQUES
CaCa Q
Ca
I QCa
Ca CaI
Ca
I
Ca
Ca
Q CaCa Ca
CaI
CaI, D QI
P D QD DL, D
Ge
L L
LLDD Ge DD, Ge
P DQ
L, D
Ge
L
L
L
LAu
FeºAuP AuGe
P Q
L, D
Ge
L
L
L
LAuGe
PAu
GeFeº
Au
P Q
L, D
Ge
L L
LL
Feº
AuGeP Au
Au, PGe
D
D
SL-P 600
SL-P 700
SL-P 800
SL-P 900
SL-P 1000
SL-P 1100
Inten
sidad
Au
º 2 θ
10 20 30 40 50 60 70
CaCa Q
Ca
I QCa
Ca CaI
Ca
I
Ca
Ca
Q CaCa Ca
CaI
CaI, D QI
P D QD DL, D
Ge
L L
LLDD Ge DD, Ge
P D2Q
L, D2
Ge
L
L
L
LAu
FeºAuP AuGe
P Q
L, D2
Ge
L
L
L
LAuGe
PAu
GeFeº
Au
P Q
L, D2
Ge
L L
LL
Feº
AuGeP Au
AuGe
D2
D2
SL-P 600
SL-P 700
SL-P 800
SL-P 900
SL-P 1000
SL-P 1100
Au
CaCa Q
Ca
I QCa
Ca CaI
Ca
I
Ca
Ca
Q CaCa Ca
CaI
CaI, D QI
P D QD DL, D
Ge
L L
LLDD Ge DD, Ge
P DQ
L, D
Ge
L
L
L
LAu
FeºAuP AuGe
P Q
L, D
Ge
L
L
L
LAuGe
PAu
GeFeº
Au
P Q
L, D
Ge
L L
LL
Feº
AuGeP Au
Au, PGe
D
D
SL-P 600
SL-P 700
SL-P 800
SL-P 900
SL-P 1000
SL-P 1100
Inten
sidad
Au
º 2 θ
10 20 30 40 50 60 70
CaCa Q
Ca
I QCa
Ca CaI
Ca
I
Ca
Ca
Q CaCa Ca
CaI
CaI, D QI
P D QD DL, D
Ge
L L
LLDD Ge DD, Ge
P D2Q
L, D2
Ge
L
L
L
LAu
FeºAuP AuGe
P Q
L, D2
Ge
L
L
L
LAuGe
PAu
GeFeº
Au
P Q
L, D2
Ge
L L
LL
Feº
AuGeP Au
AuGe
D2
D2
SL-P 600
SL-P 700
SL-P 800
SL-P 900
SL-P 1000
SL-P 1100
Au
Inten
sidad
DRX
inte
nsid
ad
SL-P*
Condiciones muy reductoras
CaFeO4 Fe, CFeº
CaCO3 SiO2 (KH3O)Al2Si3AlO10(OH)2
Ca2Fe2O5
CaCO3
Ca(OH)2
CaOCa2Fe2O5
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
CARACTERÍSTIQUES
0
50
100
150
200
250
300
SL-G 600 SL-G 700 SL-G 800 SL-G 900 SL-G 1000 SL-G 1100
7594
194174 183
162
x/M
(mg
g-1 )
0
50
100
150
200
250
300
SL-P 600 SL-P 700 SL-P 800 SL-P 900 SL-P 1000 SL-P 1100
x/M
(mg
g-1 )
95127
201216
246
200
S-Sel
S-SO42-
S-S2-
MayoritariamenteOxidación catalítica
del H2S a Sel
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE H2SSL
-G*
SL-P
*
SólidoComercial
SBET(m2g-1)
x/M (mgg-1)
Sorbalit 1 -
Sorbalit 2 107 257
Sorbalit 3 - 173
145
152
Sorbalit 4 131
150 ml min-1
flujo descendente
0,25 g adsorbente
Sensor electroquímico
VH2S(l)
0 500 1000 1500 2000 25000
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
1
0,9
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛−×
××
= ∫t s
dtVwMWQ
Mx tctc so
M 0)(
Centrada= Csalida
Capacidad de eliminación
x/M (mg NH3 g-1 adsorbente)
300 ppm NH3
1
2
34
5
6
98
150150150
111111139139139
3
3
10
4
4
4
4
4
Cs/
Ce
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE NH3
pH 8,2 10,2
SBET(m2g-1)
13 49
0,06Vt(cm3g-1)
0,04A/C
SB-P SL-P WV-1100 Centaur
x/M (mg NH3 g-1)
0
1
2
3
4
5
6
6 7,8
1767 851
0,441,19
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE NH3
pH 8,2 10,2
SBET(m2g-1)
13 49
0,06Vt(cm3g-1)
0,04
6 7,8
1767 851
0,441,19
0
100
200
300
400
500
600
700
800Toluè
Limonè
MEK
x/M
(mg COV . g-1)
MATERIALS OBTINGUTS PERMATERIALS OBTINGUTS PERPIRÒLISI/GASIFICACIÓPIRÒLISI/GASIFICACIÓ
ELIMINACIÓ DE COVs
SB-P SL-P WV-1100 Centaur
SUBPRODUCTES DE LA PIRÒLISI/GASIFICACIÓ: RESIDU O MATERIAL?
QUIN ES EL COST?
Adsorbents/catalitzadors obtinguts a partir de fangs de depuraradora i la seva aplicació a l’eliminació de compostos causants d’olors
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ADSORBENTS A PARTIR DE FANGS
PODEM OBTENIR “CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
[H2S]e
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
Pirólisis
Pirolizadas (P)
Secado
SBSL
Pirólisis
Secado
PirolizadasÁcido (PA)
Lavado Ácido
105 ºC durante 12 horas
700ºC, N2 atm, 30 min, tiempo mantenimiento
Condiciones Experimentales
Lavado ácido (HCl 5M) y H2O hasta pH constante
RENTAT AMB ÁCID
Volatilización parcial M.O.
Los cambios mineralógicos
durante la fase de transformación
- 44,6 - 61,5
31,2 66,1 40,9 64,9
< 5 13 < 5 49
31,4 24,4 27,9 17,7
4,4 2,7 1,5 0,5
4,8 1,0 4,3 0,5
1,0 0,4 0,2 0,2
21,5 14,9 24,0 20,7
56,3 94,6 28,3 44,5
10,5 25,4 40,2 55,0
38,3 89,2 205,6 393,9
11,5 27,5 6,5 11,6
24,1 53,7 5,8 9,3
SB SL
S -P -PA S -P -PA
RendimientoMateria Inorgánica
SBET (m2g-1)
CarbonoNitrógeno
Hidrógeno
Azufre
Propiedades texturales
Elementos principales (% peso)
Oxigeno
Elementos seleccionados ( mg g-1)SiFeCa
AlP
Cambios equivalentes a las muestras G
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? CARACTERÍSTIQUES
- 44,6 53 - 61,5 27,7
31,2 66,1 45,5 40,9 64,9 35,8
< 5 13 < 5 49 428
31,4 24,4 37,2 27,9 17,7 45,6
4,4 2,7 4,1 1,5 0,5 2,3
4,8 1,0 1,6 4,3 0,5 1,9
1,0 0,4 0,7 0,2 0,2 1,4
21,5 14,9 11,8 24,0 20,7 12,6
56,3 94,6 149 28,3 44,5 173
10,5 25,4 6,9 40,2 55,0 54
38,3 89,2 3,0 205,6 393,9 244
11,5 27,5 14,4 6,5 11,6 11,5
24,1 53,7 6,5 5,8 9,3 3
SB SL
S -P -PA S -P -PA
RendimientoMateria Inorgánica
SBET (m2g-1)
CarbonoNitrógeno
Hidrógeno
Azufre
Propiedades texturales
Elementos principales (% peso)
Oxigeno
Elementos seleccionados ( mg g-1)SiFeCa
AlP
188Desarrolloporosidad
Eliminaciónfracción
inorgánica
Mejor accesibilidad
fracción de C remanente
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? CARACTERÍSTIQUES
- 44,6 53 - 61,5 27,7
31,2 66,1 45,5 40,9 64,9 35,8
< 5 13 < 5 49 428
31,4 24,4 37,2 27,9 17,7 45,6
4,4 2,7 4,1 1,5 0,5 2,3
4,8 1,0 1,6 4,3 0,5 1,9
1,0 0,4 0,7 0,2 0,2 1,4
21,5 14,9 11,8 24,0 20,7 12,6
56,3 94,6 149 28,3 44,5 173
10,5 25,4 6,9 40,2 55,0 54
38,3 89,2 3,0 205,6 393,9 244
11,5 27,5 14,4 6,5 11,6 11,5
24,1 53,7 6,5 5,8 9,3 3
SB SL
S -P -PA S -P -PA
RendimientoMateria Inorgánica
SBET (m2g-1)
CarbonoNitrógeno
Hidrógeno
Azufre
Propiedades texturales
Elementos principales (% peso)
Oxigeno
Elementos seleccionados ( mg g-1)SiFeCa
AlP
188
Ca, Fe Ca, Fe,constante
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? CARACTERÍSTIQUES
CO2
METODOLOGÍA DE ACTIVACIÓN
D P PA
ACTIVACIÓN
Activación Física Activación Química
H3PO4
Lentejas
Impregnación
NaOH / KOH
Mezcla Física
Pulverizado
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? OBTENCIÓ
670 10 12
750 17 62
800 33 7
SB-P
SL-P
670
750
800
20
-
-
21
-
-
T (ºC)Porcentaje Activación (%) SBET (m2g-1)
RESULTADOS ACTIVACIÓN CO2
13
49
PRECURSOR
N2 Activación700ºC, 5ºC/min, tiempo mantenimiento x h
N2
CO2
Adsorbente Carbonoso
Adsorbente Carbonoso
Precursor derivado de lodo
Precursor derivado de lodo
Enfriamiento
Bajo estas condiciones experimentales ha habido un escaso
desarrollo de porosidad
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? ACTIVACIÓ FISICA CO2
CO2
METODOLOGÍA DE ACTIVACIÓN
D P PA
ACTIVACIÓN
Activación Física Activación Química
H3PO4
Lentejas
Impregnación
NaOH / KOH
Mezcla Física
Pulverizado
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? VIES D’OBTENCIÓ
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: H3PO4
+++
precursor
N2
Agitar2h 85 ºC
Precursor H3PO4Solución
Secado 105 ºC
Evaporación
Activación 450 ºC, 5ºC min-1, tiempo mantenimiento 4h
Lavado con Agua
Adsorbente Carbonoso
Adsorbente Carbonoso
+
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
RESULTADOS ACTIVACIÓN H3PO4
<5SB-P30 70 < 5
50 63 < 5
30 51 < 5
50 64 < 5SL-P <5
%(peso)de H3PO4
Rendimiento (% peso) SBET (m2g-1)
PRECURSOR
N2
Agitar2h 85 ºC
Precursor H3PO4Solución
Secado 105 ºC
Evaporación
Activación 450ºC, 5ºC/min, tiempo mantenimiento 4h
Lavado con Agua
Adsorbente Carbonoso
Adsorbente Carbonoso
+
Bajo estas condiciones experimentales no hay desarrollo de porosidad
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
CO2
METODOLOGÍA DE ACTIVACIÓN
D P PA
ACTIVACIÓN
Activación Física Activación Química
H3PO4
Lentejas
Impregnación
NaOH / KOH
Mezcla Física
Pulverizado
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
METODOLOGÍAS DE MEZCLADO
+
Agitar 2h 60ºC
Precursor Hidróxido solución
Impregnación (I) Mezcla Física Triturada (MFt)Mezcla Física (MF)
Precursor Hidróxido lentejas
Activación 700 ºC, 5ºC/min, tiempo mantenimiento 2h,
Lavado con ácido (HCl 5M)N2
Adsorbente Carbonoso
Adsorbente Carbonoso
+ Precursor Hidróxidopulverizado+
Hidróxidolentejas
Molturación
Secado 105ºC
Filtrado
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
+
KOH
NaOH
Relación Na/K OH/ precursor
Relación Na/K OH/ precursor
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónKOH/
precursor
16.4
32.3
34.5
5.6
27.3
34.1
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1061
1686
1058
1494
1607
853
SBET(m2/g)
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónKOH/
precursor
16.4
32.3
34.5
5.6
27.3
34.1
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1061
1686
1058
1494
1607
853
SBET(m2/g)
1/1 500 34,5 1058
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónNaOH/
precursor
2.6
33.4
39.6
2.2
24.1
30.5
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1079
1224
725
969
1224
689
SBET(m2/g)
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónNaOH/
precursor
2.6
33.4
39.6
2.2
24.1
30.5
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1079
1224
725
969
1224
689
SBET(m2/g)
1/1 500 39,6 725
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
+
KOH
NaOH
Relación Na/K OH/ precursor
Relación Na/K OH/ precursor
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónKOH/
precursor
16.4
32.3
34.5
5.6
27.3
34.1
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1061
1686
1058
1494
1607
853
SBET(m2/g)
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónKOH/
precursor
16.4
32.3
34.5
5.6
27.3
34.1
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1061
1686
1058
1494
1607
853
SBET(m2/g)
1/1 500 34,5 1058
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónNaOH/
precursor
2.6
33.4
39.6
2.2
24.1
30.5
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1079
1224
725
969
1224
689
SBET(m2/g)
Pirolizado
Precursor
SB
Lodo
3/1
2/1
1/1
3/1
2/1
1/1
RelaciónNaOH/
precursor
2.6
33.4
39.6
2.2
24.1
30.5
Rendimiento(% peso)
500
100
Flujo N2
(ml/min)
1079
1224
725
969
1224
689
SBET(m2/g)
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
Composición de los adsorbentes obtenidos
Condiciones ExperimentalesMétodo: Activación MFt
Agente Activante: KOH
Flujo N2: 500 ml min-1
31,2 31,4 4,4 4,8 1,1 21,5 56,3 10,5 38,3 11,5
66,1 24,2 2,7 1,0 0,4 14,9 94,6 25,4 89,2 27,5
48,4 32,5 1,7 1,8 0,3 30,4 109 6,9 0,8 4,6
53,4 27,9 1,5 4,2 0,2 24,0 28,3 40,2 206 6,5
64,9 17,7 0,5 0,5 0,2 20,7 44,5 55,0 394 11,6
47,6 30,8 1,1 1,6 0,7 16,8 119 11,4 2,7 13,8
< 5
13
1058
< 5
49
1301
SB
SL
SBET
(m2g-1)Cenizas
(% peso)
Elementos principales (% peso)
Elementos seleccionados (mg g-1)
C H S ON Si Fe Ca Al Na
2,3
4,5
-
0,8
1,0
-
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Elevado contenido
cenizas
50%
DisminuciónCa y Fe
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
Composición de los adsorbentes obtenidos
Condiciones ExperimentalesMétodo: Activación MFt
Agente Activante: KOH
Flujo N2: 500 ml min-1
31,2 31,4 4,4 4,8 1,1 21,5 56,3 10,5 38,3 11,5
66,1 24,2 2,7 1,0 0,4 14,9 94,6 25,4 89,2 27,5
48,4 32,5 1,7 1,8 0,3 30,4 109 6,9 0,8 4,6
53,4 27,9 1,5 4,2 0,2 24,0 28,3 40,2 206 6,5
64,9 17,7 0,5 0,5 0,2 20,7 44,5 55,0 394 11,6
47,6 30,8 1,1 1,6 0,7 16,8 119 11,4 2,7 13,8
< 5
13
1058
< 5
49
1301
SB
SL
SBET
(m2g-1)Cenizas
(% peso)
Elementos principales (% peso)
Elementos seleccionados (mg g-1)
C H S ON Si Fe Ca Al Na
2,3
4,5
-
0,8
1,0
-
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Partículas de aparienciaesponjosa, elevada [Si]
superficial
SB-P1/1
SEM/EDX
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
MATÈRIAMINERAL
FANG BIOLÒGIC
47,6 30,8 1,1 1,6 0,7 16,8 119 11,4 2,7 13,81301 -
48,4 32,5 1,7 1,8 0,3 30,4 109 6,9 0,8 4,61058 -
11,5
27,5
6,5
11,6
Al Na
2,3
4,5
0,8
1,0
Ca
Composición de los adsorbentes obtenidos
31,2 31,4 4,4 4,8 1,1 21,5 56,3 10,5 38,3
66,1 24,2 2,7 1,0 0,4 14,9 94,6 25,4 89,2
53,4 27,9 1,5 4,2 0,2 24,0 28,3 40,2 206
64,9 17,7 0,5 0,5 0,2 20,7 44,5 55,0 394
< 5
13
< 5
49
SBET
(m2g-1)Cenizas
(% peso)
Elementos principales (% peso)
C H S ON Si Fe
57,1 34,2 4,0 0,6 0,4 8,8 nd 9,6 39,9 16,2 145,4
4 - - - - - - - - - -
7
1882
47,1 25,7 4,4 3,9 0,6 22,1 nd 7,3 27,8 19,6 112,8
Elementos seleccionados (mg g-1)
<5
SB
SL
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
BIO
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
47,6 30,8 1,1 1,6 0,7 16,8 119 11,4 2,7 13,81301 -
48,4 32,5 1,7 1,8 0,3 30,4 109 6,9 0,8 4,61058 -
11,5
27,5
6,5
11,6
Al Na
2,3
4,5
0,8
1,0
Ca
Composición de los adsorbentes obtenidos
31,2 31,4 4,4 4,8 1,1 21,5 56,3 10,5 38,3
66,1 24,2 2,7 1,0 0,4 14,9 94,6 25,4 89,2
53,4 27,9 1,5 4,2 0,2 24,0 28,3 40,2 206
64,9 17,7 0,5 0,5 0,2 20,7 44,5 55,0 394
< 5
13
< 5
49
SBET
(m2g-1)Cenizas
(% peso)
Elementos principales (% peso)
C H S ON Si Fe
57,1 34,2 4,0 0,6 0,4 8,8 nd 9,6 39,9 16,2 145,4
4 - - - - - - - - - -
7
1882
47,1 25,7 4,4 3,9 0,6 22,1 nd 7,3 27,8 19,6 112,8
Elementos seleccionados (mg g-1)
<5
SB
SL
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
BIO
Lodo Seco
Pirolizado
ActivadoKOH
Diferentes composicionestodos activan
favorablementeKOH
Cenizasprecursor
SBET
Agente Activante(A.A)
Cenizas Cenizas
M.O.M.O.
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
CnCn
CnAlCn Q
Cn Q Q
Al
Q
Estudio fracción mineral durante activación
W
Q
IF Ca
QQCa Q
CaQCaIQCa
Ca
W
W,F
W,QWWI WF
Q
W
Q
IF Ca
QQCa Q
CaQCaIQCa
Ca
W
W,F
W,QWWI WF
Q
10 20 30 40 50 60 70
º 2 θ
DRX
SBSB--PP--ACTIVATACTIVAT
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
CaCOCaCO33, , SiOSiO22,,
CaCa1818MgMg22HH22(PO(PO44))1414
(KH(KH33O)O)AlAl22SiSi33AlOAlO1010(OH)(OH)22
SBSB--PP
KKxxAlAlyy(SiO(SiO44))z z
SiOSiO22
A. A.A. A.actúaactúa
fundentefundente
Consecuencia del contenido
N que se enlaza con M.O.
Principales reflexiones Fe4(Fe(CN)6)3
SELECCIÓN DE LOS ADSORBENTES
Secado
Pirólisis
SECADAS
Secado
SB
Pirólisis
Secado
LavadoÁcido
PIROLIZADAS PIROLIZADASLAVADAS
SL
Pirólisis
Secado
LavadoÁcido
Activación (I)
Pirólisis
Secado
LavadoÁcido
Activación (MFt)
PIROLIZADASACTIVADA (I)
LAVADA
PIROLIZADASACTIVADA (MFt)
LAVADA
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
73 959348
119183 179153
0
100
200
300
400
500
-P -PA -P-AIN-A -P-AMFtK-A -P-AMFtN-A
x/M
(mg
g-1)
0
100
200
300
400
500
-P -PA -P-AIN-A -P-AMFtK-A -P-AMFtN-A
x/M
(mg
g-1)
pH 8,2 3,4 3,6 3,4
725
0,71
S BET(m2 g-1)
13 188 294 1058
0,32
3,2
0,22Vt(cm3g-1)
0,04 0,84
pH 10,2 2,7 4,1 3,8
943
0,91
S BET(m2 g-1)
49 428 505 1301
0,59
3,2
0,55Vt(cm3g-1)
0,08 0,99
SB SLSL>>SB
Ca Fe
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? ELIMINACIÓ DE H2S
73 959348
119183 179
153
0
100
200
300
400
500
x/M
(mg
g-1)
0
100
200
300
400
500
x/M
(mg
g-1)
SB SL
Adsorbente
Adsorbente + NaOH
113 149
266333
298201
386456
350
446
-P -PA -P-AIN-A -P-AMFtK-A -P-AMFtN-A -P -PA -P-AIN-A -P-AMFtK-A -P-AMFtN-A
pH 8,2 3,4 3,6 3,4
725
0,71
S BET(m2 g-1)
13 188 294 1058
0,32
3,2
0,22Vt(cm3g-1)
0,04 0,84
pH 10,2 2,7 4,1 3,8
943
0,91
S BET(m2 g-1)
49 428 505 1301
0,59
3,2
0,55Vt(cm3g-1)
0,08 0,99
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? ELIMINACIÓ DE H2S
mg
NH
3 / g
0
5
10
15
20
25
SBET x/M
mg
NH
3 / g
0
5
10
15
20
25
ComposiciónQuímica ??
4,3
23,4 21,9
15,5
2
8,9
16,5
21,2
pH 10,2 2,7 3,8 3,2
SBET(m2g-1)
49 428 943 1301
0,990,60 0,91Vt(cm3g-1)
0,06
pH 8,2 3,4 3,2 3,4
SBET(m2g-1)
13 188 725 1058
0,840,22 0,71Vt(cm3g-1)
0,04
A/C SBET x/Mx
-P -PA -P -PA -P-AMFtK-A -P-AMFtN-A-P-AMFtK-A -P-AMFtN-A
SB SL
SólidoComercial
SBET(m2g-1)
pH x/M (mgg-1)
5,7
2,8
851Centaur
1767
7,8
WV-A1100 6
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? ELIMINACIÓ DE NH3
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
mg
CO
V . g
-1
MEKTolueno Limoneno
SB
20 27
141 10974
396
SL SB(KOH)
SL(NaOH)
338
208
634
242
144
399
SB(NaOH)
228178
655
ACTIVADOPIROLIZADO+ LAVADO ÁCIDO
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS? ELIMINACIÓ DE COVs
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
mg
CO
V . g
-1
MEKTolueno Limoneno
NORIT RB3
394
103
325
814
WV-A1100 CENTAUR-HSV
206
97
185
110
378
CA COMERCIALES
ACTIVADO
338208
634
10974
396
PIROLIZADO
ADS. OBTENIDOS A PARTIR DE LODOS DE EDAR
SL
SL SB
“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?“CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
SUBPRODUCTES DE LA PIRÒLISI/GASIFICACIÓ: RESIDU O MATERIAL?
QUIN ES EL COST?
Adsorbents/catalitzadors obtinguts a partir de fangs de depuraradora i la seva aplicació a l’eliminació de compostos causants d’olors
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
AguaResidual
Desarenador
1. Agua Residual2. Lodo Primario3. Lodo Activado de retorno4. Lodo Activado Residual5. Lodo Sedimentado6. Lodo Digerido7. Aditivos Químicos
SedimentadorRejilla
DecantadorPrimario
Tanques de Aireación
DecantadorSecundario
A la Salida o a un Tratamiento Terciario
A COGEN o antorchas
DigestorPrimario
DigestorSecundario
Almacenamiento de Metano Gaseoso
2233
44
55
66
77
Bomba del efluente
11
Lodos
ADSORBENTS A PARTIR DE FANGS
PODEM OBTENIR “CARBONS ACTIUS” A PARTIR DE FANGS?
[H2S]e
QUIN ES EL COST?QUIN ES EL COST?
COST TRACTAMENTS TÈRMICS/ACTIVACIONS
2- 4 €/KgPREU DE MERCAT CARBONS ACTIVATS
Pirólisis Activación
Inversión (M€) 4 9Funcionamiento (M€/año) 2.4 5.2Coste unitario de tratamiento (€/t MS)(1) 60 106Producción ads/cat (MT/año) 20 8.1Potenciales Ingresos por ventas (M€/año)(2) 10 12
QUIN ES EL COST?QUIN ES EL COST?
THICKNED MIXED SLUDGE
ANAEROBIC DIGESTION
MECHANICAL DEWATERING
MECHANICAL DEWATERING
THERMAL DRYING
LAND APPLICATION
LANDFILL
PYROLYSIS
INCINERATION
ACTUAL SCENARIO
ALTERNATIVE SCENARIOS
QUIN ES EL COST?QUIN ES EL COST?
Eutrophication GlobalWarming
AcidificationOxidant-
CompoundsFormation
HumanToxicity
TerrestrialToxicity
16,27
-1,5-0,5
0,51,52,5
3,54,5
5,56,57,5
8,59,5
Alternative 1
Alternative 2
Alternative 3
ACTUAL SCENARIO
Barcelona, Octubre 2007
Adsorbents/catalitzadors a partir de fangs
A plicació a l’eliminació d’olors
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