Artículo Técnico

ABATIMIENTO Y CONTROL DE OLORES EN FIN DE LÍNEA DE PROCESOS

Patricio Ubilla Thompson

Ingeniero Especialista en Ventilación y filtración Industrial.

Product Manager Air Quality and Odors Management

SUEZ

 

Resumen del Artículo

 

Los olores se han convertido en un tema de fondo en las discusiones de los últimos años en lo que se refiere a contaminación del Medio Ambiente. Si bien es cierto las tecnologías han ido mejorando en la medida que se perfeccionan cada vez más las reglamentaciones, desde lo que se refiere a la solución, el control y la forma de medir, existen hoy variadas alternativas con diferentes eficiencias y costos asociados de implementación y operación. 


Los malos olores causados por actividades tales como explotaciones de ganado, actividades industriales, depuradoras, vertederos, etc, se entienden como un tipo de contaminación ambiental debido a que aunque los olores no lleguen a ser tóxicos, pueden llegar a provocar malestar, molestias respiratorias, alteraciones psicológicas, etc. Al ser los olores un factor para la aceptación o rechazo, la población puede llegar a percibirlos como un peligro para su salud, ocasionando niveles de descontento tan negativas como cualquier otro problema ambiental. Actualmente en Chile ya existen normas técnicas claras, de cómo medir y cómo visualizar los impactos en un receptor sensible. Pero una vez realizados los estudios es necesario solucionar el problema en la fuente, ya sea mediante una mejor gestión, un cambio en la operación o tratando las emisiones mediante tecnologías de fin de línea y que es el motivo de este reportaje.

 

OBJETIVOS

 

 El objetivo de este artículo es mostrar las diferentes tecnologías que existen en la actualidad para tratar y abatir olores, explicando de una forma un poco más detallada, las más utilizadas. Y por otro lado comprender de mejor manera cual técnica es mejor para un proceso en particular, dependiendo de la aplicación, el tipo de industria, normativa asociada, etc

 

ANTECEDENTES

 

Hoy en día es una práctica habitual incluir en los informes de medición, recomendaciones acerca de las mejores técnicas disponibles para el abatimiento de olores, siendo estas diversas. Existen algunos criterios que permiten acotar la búsqueda, no obstante, hay al menos 3 factores a tomar en cuenta para recomendar una solución efectiva para la planta; ellos son, el tipo de proceso, la composición de la emisión y la concentración de esta. En general siempre será necesario para poder diseñar un sistema el caudal de la emisión, la periodicidad y frecuencia de la emisión, la temperatura, la humedad, la concentración de olor, los contaminantes presentes en el flujo gaseoso y finalmente el espacio disponible para la instalación del sistema de tratamiento. De acuerdo a las concentraciones de COV´s en el flujo de aire, se pueden identificar una serie de tecnologías más apropiadas para una aplicación en particular. Esto puede apreciarse en el cuadro siguiente; Si observamos la figura 1 el punto de funcionamiento nos sugiere la utilización del equipo dependiendo de la concentración de COV que se obtienen en la caracterización de estos. Estas tecnologías de tratamiento se pueden dividir en tres grandes grupos: Tecnologías destructivas, tecnologías no destructivas y tecnologías biológicas. Por motivos de espacio sólo abordaremos las más utilizadas en la actualidad.

 

METODOLOGÍA EMPLEADA

 

Tecnologías destructivas

 

Son aquellas en las que los COVs se transforman en otras sustancias mediante un procedimiento adecuado (oxidación térmica regenerativa, oxidación térmica recuperativa, oxidación catalítica y biofiltración).




Figura 1: Gráfica de Técnicas de tratamiento recomendadas según caudal/concentración. Fuente: "Ingeniería en Ventalización y Filtración industrial, año 2014. 

 

 

 Oxidación térmica regenerativa

 

Los COVs se oxidan en una cámara de combustión con quemador y se transforman en CO2 y H2O. Se caracteriza por la presencia de unas torres (normalmente 2 ó 3) rellenas de un material cerámico que retiene y cede el calor de combustión al aire tratado durante los sucesivos ciclos del proceso. La temperatura de trabajo se sitúa entre los 750 y los 1.250ºC. Con estas torres se consigue una eficiencia de recuperación térmica superior al 95%. Es por tanto, una tecnología con un reducido consumo de combustible y si la concentración de los disolventes es superior a 1,5–2 g/Nm3 puede llegar a ser un proceso autotérmico con un consumo prácticamente nulo.

 

Oxidación térmica recuperativa

 

 Es una tecnología más simple, con un coste de inversión menor pero unos mayores costes de gestión. Consiste en una cámara de combustión con un quemador y con un intercambiador de calor donde se calienta el aire de entrada y se enfría el aire depurado. Con esta técnica se puede conseguir una eficiencia de recuperación térmica del orden del 65%.

 

 

 Tecnologías no destructivas Consisten en la separación física o química de los COVs del aire a tratar (adsorción, condensación criogénica y absorción).

 

 

Adsorción

 

La adsorción se refiere a procesos donde las moléculas de COV son removidas de la corriente gaseosa al transferirse a la superficie sólida del adsorbente. Existen dos tipos de procesos de adsorción: adsorción química y adsorción fí- sica. La adsorción química no es utilizada en sistemas de control de contaminantes gaseosos por la dificultad que implica su regeneración. En la adsorción física, la molécula del contaminante es ligeramente retenida en la superficie del adsorbente por débiles fuerzas electrostáticas, de manera que el material puede ser fácilmente regenerado. El carbón activado es el adsorbente más usado hoy en día para retirar COVs, y existen tres tipos comunes: granular activado, polvo activado y fibra de carbono. Estos sistemas alcanzan eficiencias de remoción altas, entre un 95 y 98% para carbón activado.

 

Absorción

 

 En esta tecnología, se hace pasar el aire a tratar a través de un lecho con carbón activo que retiene los COVs. El carbón activo se va cargando de COVs y llega un momento en que se satura y pierde la capacidad adsorbente. En este punto tenemos dos posibilidades: a) desechar este carbón, gestionarlo como residuo y sustituirlo por uno nuevo. b) Regenerar el carbón con vapor o con un gas inerte (nitrógeno). Con la regeneración se pueden recuperar los disolventes y reutilizarlos en el proceso productivo. Consiste en la retención de los contaminantes en agua o en una solución acuosa con determinados reactivos. Para ello, se utilizan unas torres de lavado en las que el aire entra en contacto con microgotas de la solución de tratamiento y quedan absorbidos.

Tecnologías biológicas Biofiltración. Si bien es cierto los biofiltros se han convertido en los filtros de olores más utilizados, tiende a pensarse que son la solución a todos los problemas de olores y en cualquier tipo de planta. Sin embargo, es bueno aclarar que si bien es cierto son muy versátiles en su utilización y poseen altas eficiencias de abatimiento de COVs, esto se logra siempre y cuando se cumplan con requisitos de diseño y mantenimiento adecuados. Es muy común encontrarse con cálculos que dependen sólo de un tiempo de retención, y si bien es cierto nos puede entregar con cálculos muy sencillos un muy buen equipo, esto no es aplicable en todos los procesos, en algunos casos más complejos es bueno calcular mediante la obtención de la concentración equivalente de carbonos, tener una caracterización del gas, concentraciones COT y COV, etc. Existen muchas aplicaciones donde simplemente se copia un diseño existente en una planta similar, lo cual conlleva generalmente a problemas operacionales y de performance

 

Biotrickling

 

Como principios de funcionamiento es similar a una mezcla de biofiltración y scrubbing. En estos equipos una fase acuosa (“trickling solution”) es pulverizada sobre el lecho. La disolución contiene nutrientes esenciales inorgánicos: nitrógeno,fósforo,potasio, etc., cuya solución se recicla y el lecho de soporte es sintético o inerte (estructurado). En general son más eficientes que los biofiltros, aunque no tan estudiados como estos. En el caso de aplicaciones industriales es una tecnología más reciente.



Microorganismos


El factor básico para que funcione un biofiltro o un biotricklig es la presencia de microorganismos degradadores. Hay un gran número de microorganismos capaces de degradar COVs en CO2, H2O y formar materia orgánica. La importancia de los microorganismos recae en su especificidad, es decir, no todos los microorganismos que están en un biofiltro o biotrickling sirven para degradar un aire con contaminantes específicos. Como ya se ha mencionado anteriormente, hay dos maneras de formar colonias de microorganismos, una es inoculando los microorganismos específicos que, aunque se conozca su eficacia con los contaminantes presentes, les falta un tiempo de aclimatación. El otro método es alimentar el medio de relleno con un caudal en aumento de aire a tratar y poco a poco formar la colonia. Hay algunos biofiltros y en general todos los biotrickling en que el medio de relleno es totalmente inorgánico, en estos casos es cuando es imprescindible inocular los microorganismos. Los nutrientes necesarios son introducidos a través del agua de riego.





Diagrama de la degradación biológica en el biofiltro


 

Conclusiones

 

Existen muchas tecnologías que permiten la minimización de emisiones odoríferas pero siempre se tendrán mejores resultados si se conocen en profundidad las características principales del proceso y las emisiones a tratar: caudal, temperatura, contaminantes y concentración, límite máximo de emisión, etc. Al seleccionar una tecnología es necesario tener en cuenta aspectos técnicos y económicos y preguntarse si se puede asegurar la depuración de forma adecuada o cuáles son los costes de inversión, explotación y mantenimiento, etc. Si el sistema es adecuado en virtud de las emisiones a tratar y robusto en caso de variaciones o si tendrá una eficiencia constante.