Proyecto fin de master: Tratamiento de residuos sólidos urbanos: planta de selección, compostaje y vertedero

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MASTER PROFESIONAL EN INGENIERÍA Y GESTIÓN

MEDIOAMBIENTAL 2009-2010

TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS:

PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO

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MASTER PROFESIONAL EN INGENIERIA Y GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL

ÍNDICE

1. INTRODUCCIÓN ...1

2. BASES DE DISEÑO. DATOS DE PARTIDA ...1

3. NORMATIVA Y LEGISLACIÓN ...4

4. CENTRO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS...5

4.1. CRITERIOS DE DISEÑO ... 5

4.2. DISEÑO DE LA INSTALACIÓN. ... 8

4.2.1. LÍNEA R.S.U……….12

4.2.2. LÍNEA SELECTIVA………..14

4.2.3. COMPOSTAJE……….15

4.2.4. PRODUCTOS RECUPERADOS Y RECHAZO……….. 18

4.3. DIAGRAMA DE FLUJOS. BALANCE DE MASAS ... 19

4.4. CONTROL, RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO PREVIO ... 25

4.5. PROCESO DE SELECCIÓN. EQUIPOS... 25

4.5.1. DESCRIPCIÓN GENERAL EQUIPOS……….26

4.5.2. LÍNEA R.S.U……….28

4.5.3. LÍNEA SELECTIVA………..30

4.5.4. LÍNEA RECHAZOS Y PRODUCTOS RECUPERADOS………...31

4.6. COMPOSTAJE... 37

4.6.1. PROCESO DE FERMENTACIÓN……… 39

4.6.2. PROCESO DE MADURACIÓN………. 44

4.6.3. PROCESO DE AFINO……… 46

4.6.4. CONTROL DE LOS PROCESOS………. 49

4.7. BIOFILTROS ... 51

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TRATAMIENTO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO

5. VERTEDERO...56

5.1. INTRODUCCIÓN ... 56

5.2. DISEÑO DEL VERTEDERO ... 58

5.2.1. SUPERFICIE DEL VERTEDERO………. 59

5.2.2. MÉTODO DE VERTIDO………. 60

5.2.3. PROTECCIÓN DEL SUELO………..63

5.2.4. CONTROL AGUAS SUPERFICIALES………. 65

5.3. EXPLOTACIÓN DEL VERTEDERO... 67

5.4. GESTIÓN LIXIVIADOS ... 69

5.4.1. GENERACIÓN DE LIXIVIADOS……… 70

5.4.2. SISTEMAS RECOGIDA LIXIVIADOS……….. 74

5.4.3. TRATAMIENTO DE LOS LIXIVIADOS……… 75

5.5. GESTIÓN DEL BIOGÁS... 89

5.5.1. INTRODUCCIÓN……… 89

5.5.2. COMPOSICIÓN Y GENERACIÓN DE BIOGÁS……… 91

5.5.3. ESTUDIO ENERGÉTICO……… 100

5.5.4. DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN………. 103

5.5.5. ESTUDIO VIABILIDAD ECONÓMICA………... 120

5.6. CLAUSURA DEL VERTEDERO... 124

5.6.1. DISEÑO CAPA DE SELLADO……… 125

5.6.2. CONTROL DE LAS AGUAS SUPERFICIALES………... 127

5.6.3. CONTROL DE GASES……… 127

5.6.4. CONTROL DE LÍQUIDOS LIXIVIADOS……… 128

5.6.5. RECUPERACIÓN PAISAJÍSTICA……….. 128

5.6.6. CONTROLES AMBIENTALES……… 131

6. CONTROL AMBIENTAL ...132

6.1. FASE DE EXPLOTACIÓN... 132

6.2. FASE DE MANTENIMIENTO POSTCLAUSURA... 137

6.3. FRECUENCIAS DE CONTROL ... 142

7. VALORACIÓN ECONÓMICA...145

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TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE

SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO

1. INTRODUCCIÓN

El Centro de Tratamiento de Residuos Urbanos objeto del presente proyecto se situará dentro de la provincia de Badajoz dando servicio a 200.000 habitantes. El Centro de Tratamiento de Residuos Urbanos constará de una planta de selección y tratamiento de residuos; recuperación de los productos valorizables, compostaje de la materia orgánica y vertedero para la fracción rechazo.

Los residuos a tratar serán los urbanos o municipales, que son los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos y que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades y en general los residuos considerados como urbanos en el Plan Integral de Residuos de Extremadura 2009-2015.

2. BASES DE DISEÑO. DATOS DE PARTIDA

La generación de residuos urbanos o municipales en Extremadura en el año 2008, año base utilizado para el proyecto, ha sido de 552.441 toneladas, lo que equivale a una tasa de 503 kg/habxaño y un ratio de 1,38 kg/habxdía. Según datos de la Junta de Extremadura.

Los residuos urbanos se retiran mediante recogida selectiva o bien como parte de la fracción resto. Las cantidades se distribuyen del siguiente modo:

 Fracción resto: de las 552.441 toneladas de residuos municipales producidos en Extremadura en el ano 2008, aproximadamente 453.595 toneladas, es decir, un 82,2% son mezcla de residuo municipal, conocida también como fracción resto

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(basura domestica no seleccionada depositada en los contenedores verdes o marrones).

EVOLUCIÓN FRACCIÓN RESTO

AÑO 2006 2007 2008

Residuos urbanos (t) 527.401 554.509 552.441

Fracción resto (t) 442.312 456.334 453.595

Porcentaje respecto el

total % 83,9 82,3 82,2

COMPOSICIÓN MEDIA FRACCIÓN RESTO

FRACCIONES % FRACCIONES %

Materia orgánica 42,90 Metales férricos 3,02

Papel-Cartón 18,07 Bricks 1,66

Plásticos 15,81 Madera 1,57

Textil y piel 4,72 Metales no _férricos 0,66

Vidrio 4,49 R.A.E.E. 0,57

Textil y celulósico

sanitario 3,51 Otros materiales 3,02

Composición media de la fracción resto. Fuente Junta de Extremadura.

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 Recogida selectiva: el total de residuos urbanos procedentes de la recogida selectiva en 2008 asciende a la cantidad de 64.083 toneladas, es decir, un 11,6% del total de los residuos generados.

Las fracciones de residuos más importantes de la recogida selectiva son papel-cartón y voluminosos, seguidos por vidrio y envases ligeros (latas, envases de plástico y bricks).

La tasa de recogida global de papel y cartón en Extremadura por habitante es de 24,6 kg/hab, superior a la media nacional, sin embargo, si nos limitamos a la recogida selectiva en contenedor azul, la tasa es de 9,8 kg/hab, sensiblemente inferior a la media nacional de 22,5 kg/hab.

La cantidad de residuos de envases ligeros (latas, envases de plástico y bricks) recogidos de forma selectiva en la Comunidad Autónoma de Extremadura en 2008 equivalente a una tasa de 9,7 kg/habxaño, ligeramente por debajo de la media nacional (10,2 kg/habxaño).

En el siguiente gráfico se representa la composición en % respecto del total de los envases ligeros recogidos en Extremadura:

Composición media de envases ligeros. Fuente Junta de Extremadura.

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3. NORMATIVA Y LEGISLACIÓN

Legislación Estatal general sobre residuos y contaminación:  Ley 10/1998, de 21 de abril, de residuos.

 Real Decreto 952/1997, por el que se modifica el Real Decreto 833/ 1988 de reglamentación de la Ley 20/1986 de Residuos Tóxicos y Peligrosos.

 Orden MAM/304 de 8 de febrero de 2002 por las que se publican las operaciones de valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos.

 Real Decreto 1481/2001, de 27 de diciembre, por el que se regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertederos.

 Ley 11/1997 de envases y residuos de envases.

 Ley 16/2002, de 1 de julio, de prevención y control integrados de la contaminación  Ley 4/2009 Autorización ambiental integrada.

Legislación varia:

 Ley 34/2007 de calidad del aire y protección de la atmósfera.  Ley 37/ 2003, del ruido.

 Ley de aguas, R.D.L. 1/2001.

 Real Decreto 824/2005 sobre productos fertilizantes.

 Real Decreto 1823/2009, de 27 de noviembre, por el que se regula la concesión directa de una subvención a las comunidades autónomas para la ejecución urgente de actuaciones para el cumplimiento de la legislación de vertederos, incluyendo la clausura de vertederos ilegales y la captación de biogás en vertederos, y otras actuaciones complementarias.

 Real Decreto 1565/2010, de 19 de noviembre, por el que se regulan y modifican determinados aspectos relativos a la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial.

Para la ejecución de las citadas obras será de aplicación toda la normativa autonómica y ordenanzas municipales que se encuentre vigente en ese momento, así como toda la que se pueda aprobar durante el transcurso de las obras.

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4. CENTRO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

4.1. CRITERIOS DE DISEÑO

Los pasos a seguir para el diseño de un Centro de Tratamiento de Residuos son los siguientes:

 Definición de las funciones.  Tipos de residuos a tratar.

 Identificación de las normativas y legislaciones que se han de cumplir.  Desarrollo de los diagramas de flujo de los procesos de separación.  Determinación de las capacidades de la instalación.

 Diseño de las instalaciones físicas.  Selección de equipamientos.  Control ambiental.

El Centro de Tratamiento estará diseñado para dar servicio a una población de 200.000 habitantes, con las previsiones de explotación en un horizonte de 20 años. Si se estima el ratio de generación de residuos que figura en el Plan Integral de Residuos Urbanos de Extremadura, 1,38 kg/habxdía y los datos facilitados anteriormente respecto a tantos por ciento de residuos de envases ligeros y de fracción resto, se obtienen lo siguiente:

 Ratio Total residuos: 1,38 kg/habxdía.  Ratio Fracción resto: 1,13 kg/habxdía.  Ratio Envases ligeros: 0,16 kg/habxdía.

 A estos datos hay que sumarle el 6,20 % del total de los residuos que son residuos de pequeñas empresas asimilables a residuos sólidos urbanos, con un ratio de 0,09 kg/habxdía.

En el Centro de Tratamiento de Residuos existirán dos líneas de tratamiento:

 Línea R.S.U.: línea que se alimentará con la fracción resto y los residuos de pequeñas empresas asimilables a residuos sólidos urbanos. La entrada sería de 1,22 kg/hab. x día que le corresponden 89.060 t/año en 2008.

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 Línea Selectiva: línea que se alimentará de los envases y embalajes procedente de la recogida selectiva. La entrada sería de 0,16 kg/habxdía, que le corresponden 11.690 t/año en 2008.

A continuación se ha hecho una estimación de la evolución de la cantidad de residuos que se van a generar a lo largo de los 20 años de explotación del Centro de Tratamiento de Residuos. Se ha considerado un aumento inicial de residuos, debido al aumento del nivel de vida de la población para posteriormente bajar la cantidad de residuos debido a una mayor concienciación del reciclaje y de la recogida selectiva.

LÍNEA DE R.S.U.

Año Crecimiento _{Residuos %} t Residuos _{cada año}

2011-2015 + 0,80 92.680

2016-2020 + 0,60 95.493

2021-2025 0,00 95.493

2026-2030 - 0,50 93.129

LÍNEA SELECTIVA

Año Crecimiento _{Residuos %} t Residuos _{cada año}

2011-2015 + 0,80 12.154

2016-2020 + 0,60 12.523

2021-2025 0,00 12.523

2026-2030 - 0,50 12.213

En el dimensionamiento de las instalaciones se ha adoptado una postura conservadora para que la capacidad de diseño de las mismas permita que el centro de un servicio efectivo a lo largo de su vida útil. De esta manera para un horizonte de 20 años se dimensionará la línea de R.S.U. para una capacidad de tratamiento al año de 90.000-100.000 toneladas y la línea selectiva para una capacidad tratamiento al año de 10.000-15.000 toneladas.

La capacidad de tratamiento máxima diaria de la planta se calcula considerando:

Nº días operación semanales: 6 (312 días/año).

100.000 t/año  312 días/año = 320,51 t/día laborable de R.S.U.

15.000 t/año  312 días/año = 48,07 t/día lab. de selectiva (bolsa amarilla).

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Las instalaciones del Centro han de cumplir unos criterios de diseño:

 Las unidades de proceso deberán tener capacidades de tratamiento que sean compatibles con las experiencias positivas en operación y mantenimiento que se dispone en instalaciones para el tratamiento de residuos urbanos similares ya operativas.

 El diseño del Centro se hará con la máxima flexibilidad con la finalidad de que las instalaciones sean capaces de tratar residuos con un margen de composiciones de residuos muy amplio. Esta flexibilidad tiene tres aspectos:

 Variación estacional de la composición de los residuos.

 Variación de la composición de la fracción rechazo y voluminosos debido a la progresiva implantación de la recogida selectiva.

 Variación del cambio de costumbres y nivel de vida de los ciudadanos.

 El diseño del sistema de depuración de gases tiene que prever una modularidad para permitir un sobredimensionamiento tal que, en caso de paro de un módulo de depuración, biofiltro, se mantenga la capacidad de depuración.

 Se instalarán equipos con referencias industriales y los cuales hayan sido probados en plantas de tratamiento de residuos.

 Se maximizará el nivel de automatización de los procesos, de manera que se minimice la manipulación humana de los residuos.

 Se realizará el máximo confinamiento de las operaciones de tratamiento. De esta forma las operaciones se realizarán en naves cerradas y recintos estancos y en depresión, con tratamiento del aire con la finalidad de minimizar el impacto producido por los olores de estos tipos de tratamientos.

 Se maximizará la cantidad y calidad de los materiales recuperados y potencialmente reciclables en función de la aceptación que tengan en el mercado para este tipo de materiales y con costes de explotación aceptables.

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 El diseño de los sistemas de tratamiento tendrá en cuenta espacio suficiente para futuras mejoras en el proceso para aumentar la cantidad de materiales recuperados en función de la respuesta de mercado a un eventual incremento en la selección de los mismos y para reducir la cantidad de impropios de la materia orgánica recuperada para compost.

 Los procesos aerobios de tratamiento de materia orgánica recuperada tendrán que ser capaces de producir un producto estabilizado apto para ciertos usos con las limitaciones que establezca la legislación vigente, el R.D. 824/2005 sobre productos fetilizantes.

 Se minimizaran los riesgos para los operadores de la instalación, incluyendo riesgos biológicos.

 Se tomarán las medidas oportunas para evitar la emisión de contaminantes a la atmósfera, se minimizará la propagación de ruido y molestias al entorno.

 Se maximizará la recuperación y reciclaje de las aguas de la instalación, con los tratamientos de los lixiviados, y aguas del proceso de los biofiltros.

4.2. DISEÑO DE LA INSTALACIÓN.

El Centro contará con una zona de selección de residuos donde se recuperará el producto reciclable y la fracción orgánica se destinará para la elaboración de compost, que se elaborará en el propio Centro. La fracción rechazo será enviada al vertedero situado dentro del recinto del Centro de Tratamiento de Residuos.

La planificación y diseño de un Centro de Tratamiento de Residuos implica tres pasos básicos: Análisis de la viabilidad, Diseño preliminar, Diseño Final. Normalmente el análisis de viabilidad ya ha sido realizado como parte del proceso de planificación de la gestión integrada de los residuos, reflejado en los diferentes Planes de Residuos.

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El diseño preliminar incluye el desarrollo del diagrama de flujos de materiales, el diseño del balance de masas y capacidades para cada tratamiento unitario (trómel, cintas transportadoras,…) y el proyecto de instalaciones. También se realiza una estimación real del coste de la instalación.

El diseño final incluye la preparación de planes y de las especificaciones finales que se utilizarán para la construcción. Se realizará un presupuesto detallado basándose en las cantidades estimadas y en precios de mercado.

A la hora de la implantación de un Centro de Tratamiento de Residuos se ha de tener en cuenta que deben de ser ambientalmente y estéticamente aceptables. Para minimizar el impacto de la operación del Centro debería estar localizado en lugares aislados donde se puedan mantener zonas de seguridad alrededor de la instalación. Respecto al funcionamiento de la instalación debe ser ambientalmente aceptable respecto a ruido, olores, polvo,…. Un Centro de Tratamiento de Residuos bien diseñado, operativo puede ser un beneficio para la comunidad y un incentivo para la participación de la ciudadanía en los programas de reciclaje.

El Centro de Tratamiento de Residuos incluirá las siguientes áreas y edificios:

 Edificio administrativo y Oficinas.

 Talleres.

 Edificio de personal.

 Báscula y edificio de control de accesos.

 Nave de Selección.

 Parque cubierto de compostaje.

 Nave de Afino del compost.

 Nave cubierta de maduración de compost.

 Biofiltros.

 Vertedero de rechazos.

 Instalación tratamiento de lixiviados

 Instalación de desgasificación y generación eléctrica.

 Zonas verdes.

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TRATAMIENTO DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO 10

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TRATAMIENTO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO 11

El desarrollo del proce da del

camión de residuos pr Dichos

vehículos cargados se pesarán en la báscula dispuesta a control se pr

Realizadas las tareas d a la

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Los rechazo rechazo. La

Para el con instalación biofiltro (10).

El aire interior será reco r

que enviará el aire al lavador de ácido y de ra en

contracorrie

volátiles del aire, absor

tratamiento de lixiviados. El aire pro

so de tratamiento de los residuos empieza con la entra oveniente de las distintas plantas de transferencia (0).

tal fin y desde el edificio de ocederá al registro de los distintos datos necesarios de cada vehículo.

e pesaje y control el vehículo pasará a la nave de selección, onde realizará la descarga de los residuos transportados.

selección de R.S.U. (2) contará con dos líneas de gestión, una dest s procedentes de la recogida selectiva (envases ligeros) y otra destinada

R.S.U. bruto. Con la materia orgánica separada del total de los residu sistema de compostaje mixto: una primera fase de fermentación contr

compostaje intensivo (3), una segunda fase de maduración en era go pasar a un afino del compost y su almacenamiento (8).

os de las distintas naves se realizarán mediante canalet

la balsa de recogida, incluso los generados en el vertedero de e serán impulsados desde el pozo de recogida de los mismos. El lixiviado de

ecogida será tratado en la planta de tratamiento de lixiviados (9).

s son conducidos mediante cintas transportadoras a una prensa de balas de s balas se transportan posteriormente al vertedero de rechazos.

trol del aire del interior de las naves y su desodorización se ha previsto la de un lavado ácido y a otro normal (scrubber) para pasar posteriormente a un

gido por una serie de tuberías, aspirando mediante un ventilado ahí al scrubber, donde el aire ent nte con el agua en recirculación y se produce el lavado de los compuestos

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La capacidad de tratamiento diaria máxima de diseño de la planta de selección se calcula considerando:

Nº días operación semanales: 6 (312 días/año)

100.000 t/año  312 días/año = 320,51 t/día laborable de R.S.U.

15.000 t/año  312 días/año = 48,07 t/día lab. de selectiva (bolsa amarilla).

Si ahora se considera que en un día se trabajan 8 horas por turno, se obtiene la capacidad horaria de las líneas de selección:

Línea R.S.U.:100.000 t/año  312 días/año  8 horas/ día = 40,06 t/ hora. Línea selectiva: 15.000 t/año  312 días/año  8 horas/ día = 6,00 t/hora.

4.2.1. LÍNEA R.S.U.

Se selecciona una línea de tratamiento de R.S.U. con capacidad de 40 toneladas de residuo a la hora.

La alimentación a la línea de residuos en bruto se realiza desde la playa de descarga con maquinaria móvil, descargando el material sobre la tolva del alimentador principal que transporta los residuos hasta los puestos de triaje primario. En estos puestos se retirarán aquellos materiales voluminosos que pudieran interferir en el buen funcionamiento de etapas posteriores del proceso.

Estos puestos pueden ser también empleados para la recuperación de determinadas fracciones, en particular vidrio, las cuales pueden deteriorarse en el posterior trómel de cribado o ser de un tamaño adecuado para separarse en este punto.

Tras la etapa de triaje primario, se instalará un trómel de cribado dotado de cuchillas rompebolsas. En este equipo se procede a la rotura y descarga de las bolsas de residuos, separándose éstos mediante cribado en dos fracciones: finos de composición fundamentalmente orgánica y gruesos de composición fundamentalmente inorgánica. La

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luz de malla prevista para esta separación es de 80 mm. Se ha elegido una luz de malla grande en el trómel para poder recuperar los metales en la fracción fina ya que el rendimiento de los equipos que se utilizan en dicha operación (separador magnético y separador de Foucault) es de esta forma superior que si se realizase en la fracción gruesa debido a la ausencia en los finos de elementos de gran tamaño que interfieran en el trabajo de los equipos citados.

Los finos pasan tras salir del trómel por una selección con puestos de triaje con el fin de eliminar los inorgánicos que hallan podido pasar a esta fracción y con esto hacer que la materia que llegue al parque de fermentación sea más pura. Después de esta separación se coloca un separador magnético para recuperar los metales férricos. Tras lo anterior, los orgánicos son conducidos mediante cinta transportadora hasta el parque de fermentación.

La fracción gruesa se dirige a un triaje secundario para recuperar las diferentes fracciones valorizables contenidas en los residuos.

La fracción más gruesa procedente del cribado, de composición fundamentalmente inorgánica es conducida a una serie de puestos de selección manual. El número de puestos de triaje previstos están distribuidos en pares a ambos lados de una cinta de selección. Estos puestos se han previsto inicialmente para la recuperación de:

 Papel-cartón  Vidrio

 Plásticos

 Cartonajes compuestos (briks)  Metales no férricos (aluminio)

Bajo los puestos de selección se ubican compartimentos destinados al almacenamiento temporal de las distintas fracciones seleccionadas para su posterior transporte a prensado.

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Al final de la línea de selección manual se coloca un separador magnético para la recuperación de los metales férricos contenidos en la fracción gruesa. Los rechazos se transportarán posteriormente al vertedero.

4.2.2. LÍNEA SELECTIVA

Se selecciona una línea de tratamiento selectiva con capacidad de 6 toneladas de residuo a la hora.

La fracción de envases y embalajes procedente de la recogida selectiva es alimentada a la tolva de recepción de la línea de tratamiento desde la playa de descarga mediante pala cargadora. Es conducida por el alimentador al rompebolsas y a la salida de éste se procede a una selección con puestos de triaje para la separación de los productos valorizables.

Estos puestos se han previsto para la recuperación de:

 Papel-cartón  Vidrio

 Plásticos

 Cartonajes compuestos (briks)

Bajo los puestos de selección, al igual que en la línea de R.S.U. bruto, se ubican compartimentos destinados al almacenamiento temporal de las distintas fracciones seleccionadas hasta que se proceda a su prensado.

Tras la selección manual se colocan un separador magnético y un separador de Foucault para la recuperación de los metales férricos y no férricos (aluminio) contenidos en la fracción de envases y embalajes procedente de la recogida selectiva.

Como en la línea de R.S.U. bruto los rechazos son conducidos por el mismo sistema hasta la prensa de balas, para su prensado y posterior traslado al vertedero de rechazos.

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4.2.3. COMPOSTAJE

El compostconstituye una materia beneficiosa en su aplicación a suelos aportando una serie de propiedades:

Mejora las propiedades físicas del suelo. La materia orgánica favorece la estabilidad de la estructura de los agregados del suelo agrícola, reduce la densidad aparente, aumenta la porosidad y permeabilidad, y aumenta su capacidad de retención de agua en el suelo. Mejora las propiedades químicas. Aumenta el contenido en macronutrientes N, P,K, y micronutrientes, la capacidad de intercambio catiónico (C.I.C.) y es fuente y almacén de nutrientes para los cultivos.

Mejora la actividad biológica del suelo. Actúa como soporte y alimento de los microorganismos ya que viven a expensas del humus y contribuyen a su mineralización.

Se propone un sistema de compostaje mixto de dos fases:

 una primera fase de fermentación controlada en túnel de compostaje intensivo.  una segunda fase de maduración en era volteada.

Para que el proceso se efectúe correctamente tiene que darse un crecimiento de los microorganismos óptimo en cada fase del proceso, ya que el proceso de compostaje se basa en la actividad de microorganismos que viven en el entorno, y que son los responsables de la descomposición de la materia orgánica para lo que requieren unas condiciones óptimas de temperatura, humedad y oxigenación.

Se debe estructurar la materia orgánica en forma de pilas en el interior de los túneles con el fin de que las fases del proceso se desarrollen adecuadamente y los parámetros se controlen adecuadamente. La altura del material dentro de los túneles debe ser de 2-2,5 m. En la fase de maduración el volteo permite introducir oxígeno a la masa de residuos, la homogenización del material, la redistribución de los microorganismos, humedad y nutrientes y permiten, también, el enfriamiento del material.

El volteo, como medio de oxigenación, aporta efectos beneficiosos sobre la masa como lo es la reducción del tamaño de las partículas, la homogeneización del material, la redistribución de los microorganismos, de la humedad, de los nutrientes y facilita nuevas superficies de contacto para el ataque de los microorganismos. Los volteos también permiten el enfriamiento del material y la evaporación, incrementan la actividad de los microorganismos y el desprendimiento de energía. Sin embargo, el exceso de volteos

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puede provocar la pérdida de la humedad y la temperatura con la consecuente deceleración del proceso biológico.

Factores del proceso de compostaje

Temperatura Las temperaturas óptimas para conseguir la eliminación de patógenos, _{parásitos y semillas de malas hierbas oscilan entre 35-55 ºC.}

Humedad

La humedad debe alcanzar niveles óptimos entre el 40-60 %. Con un contenido en humedad mayor, el agua ocupará todos los poros volviéndose el proceso anaeróbico con fermentación de la materia orgánica. Con humedad excesivamente baja disminuye la actividad de los microorganismos ralentizándose el proceso.

El contenido de humedad depende de las materias primas empleadas. Para materiales fibrosos o residuos de poda gruesos la humedad máxima permisible es del 75-85 %, mientras que para material vegetal fresco, la humedad oscila entre 50-60%.

pH Influye en el proceso debido a su acción sobre microorganismos. En general los hongos toleran un margen de pH entre 5-8, mientras que las bacterias tienen menor capacidad de tolerancia ( pH= 6-7,5 ).

Oxígeno

Al ser el compostaje un proceso aeróbico, la presencia de oxígeno es esencial. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad y frecuencia de volteo.

Relación C/N equilibrada

El C y el N son los 2 constituyentes básicos de la materia orgánica (M.O.). Para obtener un compost de buena calidad es importante que exista una relación equilibrada entre ambos elementos. Teóricamente la relación C/N adecuada es de 25-35, aunque variará en función de las materias primas que conforman el compost. Si la relación C/N es muy elevada, disminuye la actividad biológica. Si es muy baja no afecta al proceso de compostaje, perdiendo el exceso de N en forma de amoniaco.

Es importante realizar una mezcla adecuada de los distintos residuos con diferentes relaciones C/N para obtener un compost equilibrado.

Población

microbiana Las temperaturas óptimas para conseguir la eliminación de patógenos, parásitos y semillas de malas hierbas oscilan entre 35-55 ºC.

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En base a otras experiencias, se proponen las siguientes reducciones en volumen de la mezcla a compostar en las diversas fases:

Reducción de la mezcla en

pretratamiento 5%

Reducción en fermentación (túnel) 20% Reducción en maduración (era

volteada) 20%

A lo largo del proceso de compostaje se produce una fermentación termófila de la materia orgánica volátil contenida en el material mezcla a tratar.

Como consecuencia de las elevadas temperaturazas alcanzadas en el proceso de fermentación y la continua circulación de aire a través de la masa, se produce una reducción sustancial de su contenido en agua.

Paralelamente, y también como consecuencia de las elevadas temperaturas alcanzadas, se produce una higienización de la mezcla tratada.

Parámetros básicos del proceso de compostaje Tipo de reactor Túnel Periodo de carga del

túnel 2 días Periodo de

fermentación 12-13 días Anchura del túnel 5,0 m Compostaje

intensivo-fermentación

Altura del material 2,3 m

Tipo de reactor _volteadaEra Maduración

Periodo de maduración _semanas6-8

Tras la fermentación y la maduración el compost es afinado para que le sean eliminadas las impurezas contenidas en el mismo. El compost a afinar alimenta la tolva de recepción para pasar posteriormente a cintas transportadoras hasta el trómel de afino, donde es cribada para seleccionar la parte fina. Los gruesos son depositados en un troje junto al trómel, y posteriormente son llevados al vertedero de rechazos.

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Los finos del trómel pasan tras salir del mismo por una mesa densimétrica para la eliminación de elementos pesados (vidrio, piedras, etc.). Tenemos tras esto una materia orgánica fermentada y afinada que se deposita en un troje para que desde el mismo sea cargada y transportada con pala hasta el almacén donde tenemos el compost listo para ser comercializado.

4.2.4. PRODUCTOS RECUPERADOS Y RECHAZO.

Se ha previsto la instalación de una prensa para las fracciones de papel-cartón y plásticos.

Los productos, recogidos en compartimentos bajo los puestos de triaje, serán acarreados por una cargadora a una cinta de alimentación para el prensado de las distintas fracciones de forma alternativa. Será importante prensar por separado los materiales que provienen de recogida selectiva debido al mayor valor de los mismos.

Los rechazos del proceso de selección son almacenados temporalmente para su posterior expedición al vertedero de rechazos. Los rechazos del proceso de afino se almacenan en troje desde donde se cargarán para llevarlos a vertedero. Todos los rechazos serán prensados y enviados a vertedero.

(22)

4.3. DIAGRAMA DE FLUJOS. BALANCE DE MASAS

En las siguientes tablas se señala el balance de masas del Centro de Tratamiento de Residuos con los tantos por ciento y las toneladas/año de cada línea de tratamiento en función de las toneladas que entra en el Centro. El Centro se va dimensionar teniendo en cuenta intervalos máximos y mínimos de toneladas a tratar en t/año en la línea de R.S.U. y en la línea de envases ligeros.

Línea de R.S.U. Intervalo de trabajo de 90.000 t/año- 100.000 t/año.

Línea recogida selectiva. Intervalo de trabajo de 10.000 t/año- 15.000 t/año.

Las siguientes tablas indican el balance de masas anual, reflejando la cantidad total de residuos que se convertirán en compost, los que se recuperaran para su valorización posterior y los que se convertirán en rechazo y se dirigirán a vertedero.

BALANCE DE MASAS PRODUCCIÓN MÍNIMA

ENVASES LIGEROS LINEA RSU

% t/año % t/año

Recepción 100 10.000 100 90.000

Voluminosos 2 200 6 5.400

A compostaje 10 1.000 35 31.500

Recuperación 65 6.500 4 3.600

Rechazo (Vertedero) 23 2.300 55 49.500

BALANCE DE MASAS PRODUCCIÓN MÁXIMA

% t/año % t/año

Recepción 100 15.000 100 100.000

Voluminosos 2 300 6 6.000

A compostaje 10 1.500 35 35.000

Recuperación 65 9.750 4 4.000

Rechazo (Vertedero) 23 3.450 55 55.000

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En la siguiente tabla se recogen los porcentajes de recuperación de subproductos.

LÍNEA RSU

RECUPERACIÓN SUBPRODUCTOS Entradas Recuperación _estimada

Material

% Peso Ratio %

PET 2,21 0,20 0,44

PEAD 3,66 0,20 0,73

Plásticos film 2,28 0,10 0,23 Otros Plásticos 1,08 0,20 0,22

Acero 2,00 0,80 1,60

Aluminio 0,05 0,10 0,01 Tetra-brick 1,01 0,20 0,20 Papel y Cartón 5,72 0,10 0,57

TOTAL 18,01 Total 4,00

LÍNEA SELECTIVA

RECUPERACIÓN SUBPRODUCTOS Entradas Recuperación _estimada

Material

% Peso Ratio %

PET 27,27 0,85 23,18

PEAD 14,79 0,80 11,83

Plásticos film 9,01 0,30 2,70 Otros Plásticos 9,70 0,80 7,76

Acero 11,12 0,85 9,45

Aluminio 0,37 0,80 0,30 Tetra-brick 9,22 0,80 7,38 Papel y Cartón 8,45 0,30 2,54

TOTAL 89,93 Total 65,13

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Diagrama de Flujo de la Línea de R.S.U.

RECEPCIÓN y TOLVA DE ALIMENTACIÓN

90.000-100.000 t/año 35 % 6 % Retirada de Voluminosos y vidrio GRUESOS (INORGÁNICOS) FINOS SEPARADOR MAGNÉTICO TRIAJE MANUAL Metales Férrico Papel Cartón Plásticos Vidrio Metales no férricos

B i k_{4 %}

VERTEDERO 55 % 59.500-55.000 t/año PRENSA Material no Orgánico Metales Férrico 31.500- 35.000 t/año NAVE FERMENTACIÓN CINTA TRANSPORTADORA SEPARADOR MAGNÉTICO TRIAJE MANUAL (ORGÁNICOS) TROMEL, CRIBADO Y ROMPEBOLSAS

TRIAJE MANUAL

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Diagrama de Flujo de la Línea Selectiva

RECEPCIÓN y TOLVA DE ALIMENTACIÓN _10.000- 15.000 t/año

ROMPEBOLSAS

Papel Cartón Plásticos

Vidrio Bricks

TRIAJE

SEPARADOR MAGNÉTICO

SEPARADOR FOUCAULT Metales

férricos

Metales no férricos

PRENSA

VERTEDERO 65 %

23 %

Retirada de Voluminosos

2 %

Retirada de Materia orgánica

10 %

2.300- 3.450 t/año

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En las siguientes gráficas se observa la distribución del destino final de los residuos en la línea de R.S.U. y en la línea selectiva:

% Destino Final Línea Selectiva

2% _10%

65% 23%

Voluminosos A compostaje Recuperación Rechazo (Vertedero)

% Detino Final Línea R.S.U.

6%

35%

4% 55%

Voluminosos A compostaje Recuperación Rechazo (Vertedero)

BALANCE DE MASAS DEL CENTRO DE TRATAMIENTO DE RESIDUOS A LO LARGO DE TODO SU PERIODO DE EXPLOTACIÓN

20 años

Producción media _% _toneladas _% _toneladas

Recepción 100 300.000 100 2.000.000

Voluminosos 2 6.000 6 120.000

A compostaje 10 30.000 35 700.000

Recuperación 65 195.000 4 80.000

Rechazo (Vertedero) 23 69.000 55 1.100.000

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4.4. CONTROL, RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO PREVIO

El pesaje de los residuos se realizará en una báscula, y en el edificio de control será realizado el control recogiendo y procesando los datos relativos a su procedencia, tipos de residuos transportados, horario de llegada, etc. Los residuos serán descargados por los vehículos de recogida bien en los fosos receptores situados en el interior de la nave de recepción si se trata de basura bruta, o bien en la playa de descarga situada junto a la línea de selectiva si se trata de envases y embalajes separados en el origen.

Se ha previsto una playa por la sencillez de su operación y la versatilidad que imprime a la alimentación de la planta. Se podrán almacenar en un futuro residuos diferentes como R.S.U. por un lado y fermentables por otro, en caso de que se recojan de forma diferenciada.

4.5. PROCESO DE SELECCIÓN. EQUIPOS

A continuación se hará una breve descripción de los equipos y su función en referencia a los procesos unitarios en los que intervienen, agrupándolos en los siguientes módulos:

 Línea de selección y clasificación residuos urbanos.

 Línea de selección y clasificación de residuos procedentes de recogida selectiva.  Línea de acondicionamiento de productos recuperados y rechazos.

Los equipos para la realización de la fermentación, maduración y afino del compost se describen en el apartado dedicado al compostaje. Los equipos van seguidos de una numeración para identificarlos en los esquemas de la instalación que se adjunta al final de este capítulo.

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4.5.1. DESCRIPCIÓN GENERAL EQUIPOS

 Separación por tamaños. Trómel. La separación por tamaños o cribado implica la separación de una mezcla de materiales, residuos, en dos o más porciones mediante el uso de una o más superficies de cribado que se utilizan como tamaños de selección. El trómel consiste en una criba giratoria inclinada formada por un cilindro girando sobre un eje horizontal. Mientras gira cae el material separado y contacta la criba mientras desciende a lo largo del trómel. Caerán las partículas pequeñas a través de los agujeros de la criba mientras el material más grande permanece en ella. Normalmente al principio del trómel se sitúan unas cuchillas que se usan como rompebolsas.

Trómel

 Cintas transportadoras. Las cintas transportadoras son los equipos más utilizados para la manipulación de los residuos, se utilizan para trasladar los no seleccionados como los materiales recuperados. Una transportadora es una cinta sin fin, apoyada sobre rodillos libres de fricción y conducida desde un extremo por un rodillo motriz.

 Separador de Foucault. Sirven para poder separar el aluminio del resto de residuos. Se basa en que si se coloca un conductor como el aluminio en un campo magnético variable se generará un flujo de una corriente y se inducirá otro campo magnético opuesto al inicial, produciendo una fuerza magnética que expulsará al conductor, el aluminio, del campo magnético inicial.

 Separador magnético. Se pueden usar imanes permanentes o electroimanes. En nuestro caso se emplearan tres imanes. El primer imán se utiliza para atraer el

(29)

TRATAMIENTO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO 26 metal, el imán de transferencia se usa para llevar el metal atraído alrededor de una curva y agitarlo y cuando el metal llega a una zona donde no existe atracción cae libremente y cualquier metal no férreo atrapado contra la cinta por el metal férreo cae también. Entonces el metal férreo es atraído de nuevo a la cinta por el último imán y se descarga a otra cinta transportadora.

Separador magnético

 Mesa densimétrica. La mesa de separación densimétrica es un equipo que se utiliza para la separación de partículas de distinta densidad. La bandeja accionada por dos vibradores eléctricos está equipada con una chapa perforada, permitiendo la entrada de aire desde su parte inferior. Dos ventiladores, uno de impulsión y otro de aspiración, junto con el ciclón completan la instalación.

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La separación se lleva a cabo en tres partes diferenciadas:

1. El producto más denso, en contacto con el fondo de la bandeja, se transporta por vibración en contra de la pendiente de ésta.

2. Por efecto del aire, el producto menos denso forma un lecho fluido y cae por pendiente de la bandeja, por flotación.

3. El producto volátil, impulsado y succionado por el aire hacia la parte superior queda acumulado en un ciclón, evitando la contaminación atmosférica.

4.5.2. LÍNEA R.S.U.

En esta zona de la instalación se procesan los residuos urbanos no seleccionados en origen, previo control y pesaje en una báscula.

Los residuos son depositados en la tolva receptora de un alimentador recto horizontal de láminas metálicas (AL-101). La capacidad de tratamiento es de 40 t/h.

El alimentador de láminas consta de un primer tramo horizontal, alojado en foso y con cota negativa sobre el nivel del suelo para facilitar la carga de residuos por empuje.

Este alimentador descarga sobre otro inclinado (AL-102), que descarga sobre una cinta transportadora (CT-101) donde se realiza un triaje primario de voluminosos y vidrio, los cuales son depositados en contenedores abiertos.

La cinta anterior, transporta el material a un trómel (TR-101) que realiza la separación de productos de distinta granulometría. En la zona de entrada, dispone un sistema de apertura de bolsas por desgarramiento, mediante pinchos ubicados en el interior, que facilitan la rotura de las bolsas de

plástico. La capacidad es de 40 t/h. Tromel instalado

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La malla filtrante es de chapa perforada con taladros de 80 mm. El material cuyo tamaño sea menor que la luz de paso, principalmente materia orgánica, será recogido en la zona inferior del trómel, por una cinta transportadora. El material no tamizado, será descargado por la boca trasera, a una cinta de triaje secundaria.

Como se ha mencionado anteriormente, el material cribado es recogido por una cinta (CT-201) bajo el trómel. La cinta bajo trómel lateralmente conduce la fracción orgánica hacia una cinta de selección (CT-202). Antes de enviar la fracción orgánica al parque de compostaje, se realiza una separación de metales, tanto férricos como no férricos.

La separación de metales férricos se realiza mediante un separador tipo overband (SM-201), montado en línea sobre la cinta (CT-202). Los materiales férricos separados son desviados a un contenedor abierto de almacenamiento, desde donde serán conducidos a la prensa de metales.

Tras el separador overband, se instala un separador de Foucault (SF-201), que mediante las corrientes generadas repele los metales no férricos, como el aluminio, que son recogidos en un contenedor abierto de almacenamiento, desde donde serán conducidos a la prensa de metales.

La fracción orgánica, a la que se le han separado los metales férricos y no férricos y otros, es conducida al parque de fermentación.

Trojes de almacenamiento dispuestos bajo los puestos de triaje

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El material no tamizado en el trómel es descargado en una cinta de selección (CT-301). En la zona horizontal de la misma se han dispuesto puestos de triaje, distribuidos a pares a ambos lados de la cinta, donde manualmente está prevista la separación de inertes reciclables como papel, cartón, plásticos, vidrios, etc. Los materiales recuperados son descargados mediante tolvas canalizadoras en los trojes de almacenamiento.

Tras la separación manual se procede a una magnética para la recuperación de la fracción de chatarra ferromagnética, mediante un separador (SM-301), suspendido al final de la cinta de triaje y orientado en la dirección del flujo

En este sitio del proceso se intercala un aspirador de plástico-film (SP-301). Anexo al triaje secundario se instalará un Pinchador de botellas PET (PP-301)

Los materiales férricos separados son desviados a un contenedor abierto de almacenamiento, desde donde serán conducidos a la prensa de metales.

El rechazo de esta línea es descargado en una cinta transportadora (CT-302), la cual a su vez vierte a otra cinta transportadora (CT-303), que también recibirá el rechazo de la línea de residuos procedentes de recogida selectiva.

4.5.3. LÍNEA SELECTIVA

Los residuos procedentes de recogida selectiva, son empujados mediante maquinaria móvil, desde la playa de almacenamiento situada en la nave de recepción, a un alimentador de láminas (AL-401) que transporta los residuos hasta el abrebolsas.

El abrebolsas (AB-401) se basa en un rotor desgarrador, formado por segmentos circulares, con pinchos desgarradores, que giran en dos ejes independientes coaxiales, movidos por un motor hidráulico. El giro de los segmentos es intermitente, la mitad de ellos giran, y el resto permanece parado, y viceversa. El contacto entre las bolsas y el rotor, se consigue por brazos independientes de presión graduable.

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Los materiales resultantes, tras su paso por el abrebolsas, son recogidos en una cinta de triaje (CT-401) para la recuperación de material valorizable, se dispondrán puestos de triaje, distribuidos a pares a ambos lados de la cinta, donde manualmente está prevista la separación de inertes reciclables como papel, cartón, plásticos, etc. Los materiales recuperados son descargados mediante tolvas canalizadoras en los trojes de almacenamiento, para su posterior manipulación y embalado.

Puestos de triaje

Tras la separación manual se procede a una magnética para la recuperación de la fracción de chatarra ferromagnética, mediante un separador tipo overband (SM-401), Los materiales férricos separados son desviados a un contenedor abierto de almacenamiento, desde donde serán conducidos a la prensa de metales.

Tras el separador overband, se instala un separador de Foucault (SF-401), que mediante las corrientes generadas repele los metales no férricos, como el aluminio, que son recogidos en un contenedor abierto de almacenamiento, desde donde serán conducidos a la prensa de metales.

El rechazo de esta línea es descargado en la cinta transportadora (CT-303), como se ha indicado y descrito anteriormente.

4.5.4. LÍNEA RECHAZOS Y PRODUCTOS RECUPERADOS

Se ha previsto la instalación de una prensa enfardadora para las fracciones de papel-cartón y plásticos recuperados en las líneas de selección de residuos procedentes de la

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recogida selectiva y RSU, y almacenados en los distintos trojes, por tipo y calidad de material.

Esta prensa (PR-501) será alimentada mediante un alimentador de láminas, (AL-501). Los productos, recogidos en compartimentos bajo los puestos de triaje, serán acarreados por una cargadora de tipo industrial a este alimentador para el enfardado de las distintas fracciones de forma alternativa.

Como ya se ha mencionado, el alimentador (AL-501) descarga en la prensa (PR-501), donde se embalan el papel, cartón y plásticos, consiguiendo balas prensadas.

Las chatarras procedentes de metales férricos y aluminio, son embalados en una prensa de metales (PR-502), consiguiendo balas de 500 x 300 mm y de longitud variable.

De la misma manera, el rechazo proveniente del trómel rotatorio primario (TR-101), junto con el de la línea de recogida selectiva, se conduce por cinta (CT-303) hasta una prensa de balas (PR-503) de caja cerrada.

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 Línea de selección de RSU

• (AL-101): Alimentador de láminas.

• (CT-101): Cinta triaje primario. Capacidad para 40 t/h.

• (TR-101): Trómel rotativo primario con abrebolsas luz de malla de 80 mm.

• (CT-201): Cinta de finos bajo trómel.

• (CT-202): Cinta de transporte de orgánicos.

• (SM-201): Separador magnético de férricos, tipo overband, en línea de orgánicos.

• (SF-201): Separador Foucault para metales no férricos en línea de orgánicos.

• (CT-301): Cinta de triaje secundario de rechazos del trómel.

• (SM-301): Separador magnético de férricos, tipo overband, en línea de rechazos.

• (CT-302): Cinta salida de rechazos de trómel primario.

• (CT-303): Cinta de salida de rechazos totales.

• (SP-301) Aspirador de plástico-film de triaje secundario.

• (PP-301) Pinchador de botellas de PET.

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 Línea de recogida selectiva

• (AB-401): Abre bolsas para 6 t/h de capacidad.

• (CT-401): Cinta de triaje.

• (SM-401): Separador magnético de férricos, tipo overband, en línea de recogida selectiva.

• (SF-401): Separador Foucault para metales no férricos en línea de recogida selectiva.

 Línea de prensado

• (AL-502): Conjunto de alimentadores de tablillas metálicas abisagradas.

• (AL-501): Alimentador de tablillas en Z.

• (PR-501): Prensa para papel-cartón.

• (PR-502): Prensa de metales.

• (PR-503) Prensa de balas de caja cerrada para rechazo.

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TRATAMIENTO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO 3 4

(38)

MASTER PROFESIONAL EN INGENIERIA Y GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL

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MASTER PROFESIONAL EN INGENIERIA Y GESTIÓN MEDIOAMBIENTAL

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TRATAMIENTO RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS: PLANTA DE SELECCIÓN, COMPOSTAJE Y VERTEDERO 37 4.6. COMPOSTAJE

Compost es el material que resulta de la biodegradación de productos de residuos orgánicos. Este material puede ser utilizado para mejorar o cubrir el suelo. Se pueden distinguir dos tipos de procesos degradativos de la materia orgánica:

Fermentación anaerobia o biometanización, en ausencia de oxígeno. Fermentación aerobia o compostaje, en presencia de oxígeno.

En la biometanización, la materia orgánica se degrada por acción de los microorganismos anaerobios. Para que este proceso se de, tiene que existir una ausencia total de oxígeno, por lo que se tiene que realizar en depósitos herméticamente cerrados. Además el proceso comienza en toda su eficiencia cuando se consume el oxígeno que contiene la materia orgánica en sus intersticios. Durante este proceso se genera biogás, formado esencialmente por metano y dióxido de carbono. La biometanización tiene lugar en una gama de temperaturas entre 10 y 65 ºC.

Durante el proceso de compostaje, la materia orgánica se degrada por medio de microorganismos aerobios. Este tipo de microorganismos necesita la presencia de oxígeno para su actividad.

Al inicio del proceso de desprende gran cantidad de calor, etapa termófila, la temperatura en el material a compostar puede subir hasta los 60 ó 70 ºC, la actividad bacteriana aumenta rápidamente. Debido al aumento de temperaturas, una gran cantidad de agua del material se evapora. El oxígeno tiene que llegar a todo el material, por lo que el material requiere de una buena ventilación. En esta etapa los microorganismos atacan la materia más fácilmente biodegradable.

En la siguiente etapa, etapa mesófila, los microorganismos atacan la celulosa y la lignina. Esta etapa es más lenta y la temperatura del material es aproximadamente 50 ºC.

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Se propone un sistema de compostaje mixto de dos fases:

 una primera fase de fermentación controlada en túnel de compostaje intensivo.  una segunda fase de maduración en era volteada.

Los parámetros más importantes en el proceso de compostaje son:

 Oxígeno  Humedad  Temperatura

El oxígeno es el factor más importante debido a la necesitad de los microorganismos de consumirlo. En ausencia de oxígeno el proceso de compostaje no puede tener lugar. Al inicio del proceso de compostaje, la velocidad de fermentación de la materia orgánica es alta y por ello también el consumo de oxígeno. Más adelante en el proceso, la velocidad de fermentación y el consumo de oxígeno bajan. El oxígeno utilizado debe ser reaprovisionado por ventilación natural o forzada. La ventilación natural implica que se produce un caudal de aire debido al aire caliente que sube dentro de la pila de material a compostar a consecuencia de las diferencias de temperatura. Esto es difícil de controla por lo que se emplea la ventilación forzada.

El suministro de aire depende fuertemente del material. En general, un alto nivel de humedad reduce el nivel de flujo, lo cual afecta el caudal de aire de forma negativa. El flujo puede ser aumentado por medio de añadir material estructurante como astillas de madera. No obstante, no todos los materiales con un alto nivel de humedad limitan el caudal. Si el material a compostar contiene muchas partes rugosas y largas, el flujo todavía puede ser adecuado.

Los microorganismos requieren del grado adecuado de humedad para la absorción de los nutrientes y oxígeno. Por ello, el nivel de humedad no debería ser demasiado bajo. El nivel de humedad depende de la composición del material y de la magnitud de la ventilación que tiene lugar. Como resultado de la ventilación, se descarga el vapor de agua formado en el material con temperaturas altas. Si el nivel de humedad desciende por debajo del 30 %, el proceso se ralentiza sustancialmente, entre 45 % y 50 % es ideal para el proceso. Si el flujo en el material a compostar es adecuado, el nivel de humedad

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puede aumentar hasta el 75 % aproximadamente. El nivel de humedad puede mantenerse alto mediante rociado.

La temperatura del material a ser compostado también tiene un papel importante en el proceso de compostaje y depende directamente de la actividad microbiana y su producción de calor. Temperaturas extremadamente altas o bajas influyen de forma negativa en el compostaje. A bajas temperaturas los microorganismos patógenos sobreviven y los microorganismos actúan lentamente sobre la materia. Si la temperatura es demasiado alta, solo actúa los microorganismos termófilos, lo cual tiene un efecto negativo para el proceso de fermentación. La mayoría de los microorganismos no puede sobrevivir a temperaturas superiores a 70 ºC. Para un desarrollo óptimo del proceso de compostaje, es necesaria una temperatura constante entre 45 y 55 ºC. La temperatura se puede controlar mediante la aireación y la adición de humedad.

4.6.1. PROCESO DE FERMENTACIÓN

El proceso de fermentación se realizará en túneles con las condiciones controladas y que permitirá que el proceso se realice en 12-13 días.

Un túnel de compostaje es un área donde se va a producir el compostaje. Se trata de evitar que el proceso se de al aire libre, de forma que introduciendo el material a compostar en túneles cerrados se pueden controlar constantemente las condiciones. Los túneles han sido diseñados para el compostaje aerobio de materiales orgánico. Los parámetros a controlar son: aireación nivel de humedad y temperatura.

Las ventajas de la fermentación en túneles son:

-Se evita en la medida de lo posible que los olores salgan al exterior y se propaguen. -Facilidad de control de los parámetros determinantes del proceso.

-Se evita la pérdida de material producida por las inclemencias meteorológicas.

Dadas las características específicas que presenta la materia orgánica a compostar, resulta del todo imprescindible para la obtención de un compost de calidad, mezclarla con

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otro material que confiera a la mezcla resultante una estructura porosa, mejore su granulometría, reduzca la humedad inicial y equilibre la composición de nutrientes utilizables para los microorganismos responsables del proceso.

Este material de mezcla se denomina normalmente “material de soporte”. Materiales de naturaleza tan diversa como las astillas de madera, los serrines, los residuos de poda, la corteza de coníferas, el compost sin tamizar, la corteza de cacahuetes, las hojas secas, los residuos de la producción del vino o el papel viejo, resultan satisfactorios como material de soporte.

Los túneles estarán construidos en hormigón. En el suelo, bajo la pila de compost, están instalados una serie de tubos paralelos de ventilación a lo largo de cada túnel. Estos tubos han sido taladrados generando agujeros de pequeño diámetro (10 mm) en los spigots encolados a los tubos. Los spigots son pequeñas toberas adelgazadas en la base que se utilizan para soplar aire. Durante el proceso, un ventilador sopla aire a través de una cámara de separación de aire en los tubos por debajo del túnel de compostaje. Al final del túnel los tubos van unidos a un depósito de condensación el cual es ajustado con una válvula de cierre de agua. Las toberas de los spigots son adelgazadas para prevenir bloqueos. En la parte superior del túnel, ha sido conectado un tubo de rociador para aportar humedad.

Tune

Túneles de fermentación

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El sistema de aireación de la instalación de compostaje está ajustado para crear de forma constante el flujo de aire adecuado a través del material a ser compostado. La temperatura del compost puede ser controlada mediante la regulación del caudal de aire. El aire fresco para los túneles se evacua desde el edificio utilizando un sistema de conductos de aire. El proceso pasa por un lavador porque el aire puede estar contaminado con moho y bacterias. El aire de los túneles pasa a través de un humidificador y se filtra mediante un biofiltro. Finalmente, el aire sale del edificio. Se genera una presión negativa en el edificio para que no salgan los malos olores y el aire contaminado.

La cantidad de aire suministrado se determina por la fase del proceso de compostaje. El control del ventilador del túnel está basado en la temperatura del compost. El ajuste de la válvula suministradora de aire fresco está basado en el valor medio de oxígeno y en la temperatura del compost.

Con temperaturas altas, el suministro de aire fresco que está conectado al conducto central inferior de aire se abre más y entra en el túnel mayor cantidad de aire fresco. Cuando el nivel de oxígeno está demasiado bajo, el suministro de aire fresco aumenta.

La válvula de suministro de aire de recirculación está unida electrónicamente a la válvula de suministro de aire fresco. A un 100 % de cantidad de oxígeno, el ventilador del túnel sopla el caudal máximo de aire a través del compost. La cantidad máxima de aire sólo es necesaria en momentos punta.

Cuando se alcanza la temperatura mínima, la capacidad del ventilador desciende y cuando se alcanza la temperatura máxima, aumenta la capacidad del ventilador.

Todos los caudales de aire pasan por el conducto de entrada de los ventiladores del biofiltro.

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Fases del proceso de fermentación

Las fases del proceso de fermentación son:

 Nivelar a 30º C  Calentar hasta 60 ºC

 Higienización a 60 º C como mínimo  Fermentación a 50 º C

 Refrigerar hasta 40 ºC

Nivelar

Grandes diferencias de temperatura en la mezcla pueden ocurrir después del llenado. Es necesario un incremento pequeño de la temperatura para conseguir la situación óptima homogénea. Esto se puede conseguir soplando aire a través del material. La ventilación natural no solo consigue una temperatura constante, sino que activa la actividad microbiológica. El tiempo para nivelar la temperatura depende del incremento de temperatura que se necesite, pero suele variar entre 2 y 4 horas. Una vez que se ha estabilizado la temperatura puede comenzar el calentamiento.

Calentar

En esta fase, la temperatura del compost se ajusta a una temperatura definida. El punto de salida supone un aumento de 1ºC/hora. Normalmente, la actividad microbiana es tan alta que la pila de compost se calentará sin intervención alguna. Para conseguir esto, se limita el suministro de aire fresco. La cantidad de oxígeno necesaria en el aire se fija según donde se coloque el medidor. Si se mide debajo del compost, es necesario como mínimo un 12 % de oxígeno y si se mide encima del compost, se requiere como mínimo un 10 % de oxígeno en el aire. La cantidad de aire necesaria depende de las diferencias de temperatura del compost y de su velocidad de calentamiento.

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Pre-fermentación

La temperatura se mantiene aproximadamente a 50 ºC. Los compuestos fácilmente biodegradables se descomponen. Además, gran cantidad de agua se evapora. Se produce una reducción sustancial del volumen de compost.

Higienización

El suministro de aire tiene que ajustarse con el fin de que se alcance un mínimo de 60 ºC durante un periodo de 36 horas. Todos los organismos perjudiciales se eliminan en esta fase (gérmenes y semillas de malas hierbas).

Refrigerar

En esta fase, la temperatura del compost se ajusta a una temperatura dada. El punto de salida es una bajada de temperatura de 0.5 ºC/hora. El proceso de refrigeración se inicia aumentando la cantidad de aire que se sopla a través del compost. La cantidad de aire depende de la temperatura del compost.

Fermentación

Durante esta fase, se realiza la fermentación de la mezcla de fracción orgánica/madera. El compostaje tiene lugar a una temperatura de aproximadamente 50 ºC, temperatura óptima para los organismos termófilos. El volumen del compost se reduce en esta fase.

Recogida de lixiviados en el túnel y condensados del sistema de ventilación

La condensación en el conducto de aire se descarga de forma automática en el túnel a través de las aberturas de entrada en el techo o va a través del conducto de suministro de aire hacia el depósito de distribución de aire cerca de la sala de ventilación. La cámara de distribución de aire contiene una boca de salida de agua con una esclusa que evita que el aire sea soplado entre los túneles. En la boca de salida de agua existen conducciones para la descarga en la balsa de lixiviados.

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La condensación en el sistema de spigots del suelo de ventilación se descarga hacia un lado del túnel debido a la pendiente y de ahí va hacia la balsa de lixiviados.

El o los ventiladores del biofiltro y el conducto de aspiración tienen conexiones de descarga de la condensación. El agua se descarga a través de un tubo de PVC hacia la balsa de lixiviados. Las bocas de salida de agua están equipadas con esclusas de agua que evitan la pérdida de aire. La condensación antes, detrás y en el humidificador de aire y el scrubber (lavador)/refrigerador pasa por tubos de PVC con una esclusa de agua hacia la balsa de lixiviados.

4.6.2. PROCESO DE MADURACIÓN

Una vez concluido el proceso de fermentación de la materia orgánica, el compost, se retira de los túneles de fermentación.

El material será manipulado y posteriormente transportado hacia la zona de maduración mediante la pala cargadora formando las pilas de descomposición de 6 m2_{de sección en} la era de maduración. La sección de las pilas se adecua para que garantice unas condiciones óptimas de manejo y control.

Las pilas se voltearán y regarán en función de las condiciones de temperatura y humedad que presenten teniendo en cuenta los requisitos de aireación, que serán más importantes en los primeros compases de la descomposición. Los volteos del material se realizarán con una periodicidad semanal, aunque condicionada por el estado del material. De esta manera se evitarán perdidas innecesarias de nutrientes y se mantendrán las condiciones óptimas de trabajo de los microorganismos que participan en esta fase del proceso de compostaje.

Durante el periodo de 6 a 8 semanas que dura el proceso de maduración, se tendrán que voltear periódicamente con una frecuencia específica según la semana en la que se encuentre el proceso. En las 4 primeras semanas se realizará un volteo semanal, pasando a realizarse un volteo cada 15 días el resto del tiempo.

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El riego será simultáneo con el volteo.

Teniendo en cuenta la producción y las principales características del compost producido, y considerando necesario un período de maduración o curado de al menos 8 semanas, se obtiene la superficie necesaria para la maduración.

Definición parámetros maduración

Periodo de maduración (fijado por proceso) 8 semanas Eras a partir del vaciado de un túnel (fijado) 0.375 era/túnel

Eras por semana 1.125 era/semana

Cantidad eras proceso 9 eras

Sección eras (fijado por la volteadora) 6.08 m2 Ancho real de las eras (fijado por la volteadora) 5.31 m Radio de giro de la volteadora (fijado por la

volteadora) 5 m

Características principales de la máquina volteadora

Altura de trabajo en el silo de compost Hasta 3 m

Revoluciones del rotor 400 rpm

Potencia de accionamiento necesaria 130 CV, con toma de fuerza de 540 ó 1000 _{rpm y grupo reductor de velocidad lenta}

Velocidad de trabajo 400 m/h aprox.

Rendimiento 300-400 m3/h

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4.6.3. PROCESO DE AFINO

Esta línea corresponde al tratamiento de la fracción orgánica transformada en compost, tras las fases de fermentación y maduración. La línea está dimensionada para una capacidad de tratamiento de 15 t/h. Los equipos van seguidos de una numeración para identificarlos en los esquemas de la instalación que se adjunta al final de este capítulo.

El material ya fermentado y madurado es transportado en palas a un alimentador dosificador de doble hélice (AL-601), que incorpora una tolva de alimentación.

La cinta transportadora (CT-601) posee una inclinación para alcanzar la tolva receptora del trómel de afino (TR-601).

El trómel de afino (TR-601) con una capacidad de 15 t/h. La malla filtrante es de chapa perforada con taladros de 25 mm, que tamiza el producto cuyo tamaño es menor que la luz de paso, rechazando el resto, que sale por la boca trasera a un troje de almacenamiento.

La fracción fina de la criba se transporta en la cinta (CT-603) a una mesa densimétrica (MD-901) donde se termina de afinar el compost, obteniéndose un producto de alta calidad. La separación se realiza por fondo vibrante con lecho fluido.

La mesa densimétrica (MD-601) permite separar del compost, las impurezas densas que lo contaminan, y cuya separación no se ha logrado anteriormente. Dicha separación densimétrica, por vía seca, se obtiene sobre fondo de tratamiento inclinado y dotado de movimiento vibratorio, que es atravesado por una corriente de aire ascendente, obteniéndose dos efectos sobre el material a tratar:

• El compost, de menor densidad, es fluidificado y flota sin tener contacto con el fondo de tratamiento, deslizándose hacia la parte inferior conducido por el flujo del aire.

• Los productos inertes, de mayor densidad, se depositan sobre el fondo de tratamiento y son transportados por el movimiento vibrante hacia la parte superior.