Determinación y control de olores en la gestión de residuos orgánicos

Determinación y control de olores en la gestión de residuos orgánicos

24/07/2017

Determinación y control de olores en la gestión de residuos orgánicos

 
RESUMEN
 
Actualmente la contaminación atmosférica supone una amenaza significativa para la salud pública y el medio ambiente. Dicha contaminación ha sido una de las principales preocupaciones en Europa, por lo que se ha desarrollado un amplio marco normativo sobre calidad del aire. Sin embargo, en cuanto a la contaminación odorífera la normativa es ampliamente difusa, siendo los entes locales los que, finalmente, se ven enfrentados a las protestas sociales por problemas de olores.
 
El compostaje es una de las principales formas de tratamiento y reciclado de residuos orgánicos, que se impone frente a la incineración o el destino a vertedero, anteriormente utilizados de manera más común, lo cual se pone de manifiesto en el incremento de instalaciones de compostaje. Si bien, se ha producido un gran desarrollo tecnológico que ha favorecido la implantación de sistemas de compostaje cerrados junto a sistemas de biofiltración que permiten un mejor control del proceso y la minimización de emisiones, actualmente siguen predominando los sistemas de compostaje abiertos debido al menor coste de inversión requerido. El principal problema asociado a este tipo de sistemas de compostaje es la gran cantidad de emisiones de olor que se emiten a la atmósfera de manera incontrolada. Además, se podrían enumerar otras desventajas como una menor capacidad de control del proceso, la influencia de la climatología, el requerimiento de mayores tiempos para la obtención de un producto de calidad, etc.
 
En la presente memoria se recogen los resultados obtenidos en el estudio de las emisiones y olores procedentes de instalaciones de gestión de residuos orgánicos mediante el proceso de compostaje, llevado a cabo mediante diferentes tecnologías. Por otra parte, se ha evaluado el funcionamiento y la eficacia de biofiltros como sistemas de eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y olores tanto a escala piloto como industrial.
 
Este objetivo general se ha concretado en los siguientes objetivos específicos: Estudio de las emisiones de olor durante el proceso compostaje en sistemas abiertos (pilas) y en sistemas cerrados (túneles), utilizando dos tipos de residuos municipales biodegradables.
 
Estudio de la viabilidad de utilizar la medida de emisión de olor como variable de seguimiento del proceso de compostaje. Estudio de las condiciones de biofiltración de olor y de COVs a escala piloto e industrial, para un mejor control de ambas emisiones.
 
Así, se ha diseñado la experimentación con el objeto de evaluar las emisiones de olor durante el proceso de compostaje llevado a cabo en sistemas abiertos a escala industrial (en concreto, en pilas con volteo) y realizar, paralelamente, un seguimiento del proceso mediante variables físico-químicas y respirométricas. El estudio se ha llevado a cabo en la planta de gestión de residuos municipales de Córdoba, que dispone de un sistema de recogida selectiva y realiza el compostaje en pilas de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (FORSU) y de lodos procedentes de la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) de dicha ciudad, con pilas de ambos tipos de residuos.
 
Los resultados obtenidos han demostrado que la olfatometría dinámica es una técnica capaz de medir la emisión de olor y utilizar ésta como variable de monitorización del proceso de compostaje, de forma autónoma o complementaria a las variables fisicoquímicas y respirométricas ya establecidas para dicho propósito. Además, esta técnica proporciona una información fundamental en la determinación de la estabilidad y la madurez del producto final.
 
Una vez comprobada la validez de la olfatometría dinámica y en consonancia con el impacto odorífero que causa la gestión de residuos orgánicos y las protestas de la sociedad afectada, se ha realizado una evaluación global de las emisiones de olor asociadas al proceso de compostaje desarrollado en dicha planta. El objetivo perseguido ha sido estimar el impacto odorífero del proceso de compostaje sobre núcleos poblacionales cercanos. Para ello, se ha utilizado un modelo de dispersión que ha permitido estimar el impacto odorífero bajo diferentes condiciones meteorológicas y en diferentes situaciones geográficas. Debido a que en la mayoría de los casos coexisten varios focos de emisión y en ocasiones no son focos puntualizados, evaluar el impacto odorífero de una actividad puntual suele ser bastante complicado. De ahí, la importancia de este estudio en el que la olfatometría dinámica y un modelo de dispersión sencillo permiten obtener una primera estimación de impacto de olor que mostrará la necesidad o no de realizar estudios más detallados con la utilización de modelos más complejos y costosos.
 
Con objeto de profundizar en la evaluación de emisiones de olor generadas en el proceso de compostaje en pilas a escala industrial, en colaboración con el Department of Environmental Sciences, University of Liège, Campus d`Arlon (Bélgica), se ha realizado un estudio de dichas emisiones durante el compostaje en pilas de restos vegetales. El estudio se ha llevado a cabo con la utilización de tres técnicas: cromatografía de gases- espectrometría de masas (GC-MS), olfatometría dinámica y nariz electrónica. La olfatometría dinámica permite determinar la concentración de olor (ouE/m3) de una muestra, la GC-MS identifica los compuestos químicos volátiles que componen dicha muestra y, finalmente, los sensores que constituyen la nariz electrónica muestran mayor sensibilidad a una determinada familia de compuestos químicos. La utilización del programa estadístico de Análisis de Componentes Principales (ACP) ha facilitado el tratamiento y la interpretación del gran volumen de datos recogidos por la nariz electrónica.
 
La realización de este estudio ha demostrado que la utilización de estas técnicas de manera simultánea aporta información complementaria de gran interés para comprender con mayor claridad la evolución de las emisiones de olor durante el proceso de compostaje.
 
A continuación, con objeto de estudiar las emisiones de olor generadas durante el proceso de compostaje en túneles y la eficacia de la biofiltración en la eliminación de las mismas, se han realizado dos estudios al respecto, a escala piloto e industrial.
 
En primer lugar, se ha estudiado el proceso de compostaje a escala piloto con la utilización de un respirómetro comercial unido a dos biofiltros de diferente composición, compost maduro y poda vegetal (Populus), respectivamente. Con este estudio se ha perseguido un doble objetivo: realizar una simulación del proceso de compostaje en túneles a escala industrial y comprobar la eficacia de los biofiltros en la eliminación de olor de las emisiones generadas durante dicho proceso. La olfatometría dinámica ha sido, una vez más, la técnica de seguimiento utilizada para el seguimiento de las emisiones de olor.
 
Los resultados obtenidos en este estudio pueden ser extrapolados a escala industrial con la finalidad de optimizar las distintas variables que intervienen en el proceso de compostaje, mejorar la calidad del producto final y minimizar las emisiones de olor generadas durante el proceso, minimizando así la carga odorífera a la que se someten los sistemas de eliminación de olor, generalmente asociados a estos sistemas de compostaje. Por otro lado, en el estudio del comportamiento de los biofiltros se han obtenido elevadas eficacias de eliminación de olor, estando éstas notablemente afectadas por el contenido en humedad del material que los constituye.
 
Finalmente, en colaboración con la empresa Odournet S.L se ha evaluado el funcionamiento de un biofiltro industrial. El seguimiento de las emisiones de olor se ha realizado de manera simultánea con la utilización de olfatometría dinámica y cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-TOFMS). Los resultados de este estudio ponen de manifiesto la importancia de utilizar ambas técnicas de manera complementaria.
 
Debido a la gran cantidad de información obtenida mediante GC-TOFMS, se ha llevado a cabo un análisis de componentes principales que ha permitido determinar la influencia de cada una de las familias de COVs estudiadas en la variabilidad de la muestra.
 
Finalmente, se ha conseguido predecir la concentración de olor de una muestra a partir de su composición química, seleccionando aquellos compuestos con límites de detección más bajos (del orden de ppb). Para ello, se ha utilizado una regresión de mínimos cuadrados parciales. La determinación de problemas reales a escala industrial con la utilización de técnicas novedosas, como GC-TOFMS, permite buscar estrategias de actuación para la minimización de emisiones de olor. Dichas medidas, tanto preventivas como correctoras, reducirían el posible impacto sobre trabajadores y habitantes de poblaciones cercanas.
 
 
TESIS DOCTORAL
 
Título: Determinación y control de olores en la gestión de residuos orgánicos
Fecha publicación: 2013
Formato: PDF 
Peso: 5 MB
 
 
NOTA: Esta Tesis es de libre acceso y esta disponible en un repositorio de la Universidad de Córdoba, la descarga se realiza directamente de este repositorio, AGUASRESIDUALES.INFO solo recomienda el acceso a la misma, no aloja la Tesis en sus servidores. 
 
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