RESIDUOS INDUSTRIALES

1. Definiciones

Dentro de lo que se puede considerar como residuos industriales, encontramos una variedad de sustancias que pueden agruparse según un criterio del destino final que se les vaya a dar:

residuos inertes asimilables a RSU: son aquellos que proceden de la industria pero de que tienen una composición similar a los RSU. Los denominados residuos inertes son aquellos que una vez depositados en vertederos no experimentan transformaciones físicas químicas o biológicas significativas.

Residuos de minería o cantería de carácter inerte, aunque normalmente son depositados en vertederos propios dado su gran volumen.

Residuos tóxicos y peligrosos, en los que nos centraremos principalmente en este tema.

En la tabla adjunta se recogen la producción de residuos en España durante 1991

Tipo de residuo Tm/año
RSU y asimilados 44.8
Residuos industriales 13.8
Inertes y asimilables a RSU 12
RTP 1.8
Residuos mineros y de cantería 70

2. Residuos Tóxicos y peligrosos.

La definición de los residuos tóxicos y peligrosos (RTP) la tomamos de la recogida en el artículo 2 dela ley Básica de Residuos tóxicos y Peligrosos 20/1986: Los materiales sólidos pastosos o líquidos así como los gaseosos contenidos en recipientes que siendo el resultado de un proceso de producción, transformación, utilización o consumo que su productor destine al abandono y contengan en su composición algunas de las sustancias y materias que figuran en el anexo de la presente ley en cantidades o concentraciones tales que representen un riesgo para la salud humana, recursos naturales y medio ambiente.

De la definición anterior se deduce una caracterización de los residuos: pueden presentarse en distintas formas y deben poseer en su composición determinados componentes.

También se deduce una caracterización económica, ya que debe de tratarse de sustancias desechadas por su poseedor por carecer de valor económico.

En al legislación referente a RTP se excluyen los residuos radiactivos y los de minería por tener una legislación propia. La legislación correspondiente a residuos tóxicos y peligrosos, en el estado español aparece recogida en la ley Básica de RTP de 1986, en el R.D. del 20 de julio de 1988 y en la orden ministerial de 13 de octubre de 1989. Además, existe una legislación propia para determinados RTP:

Aceites usados: su gestión aparece regulada en las órdenes de febrero de 1989 y de junio de 1990.

Policlorobifenilos y policloroterfenilos (PCBs y PCTs), regulados por la OM del 14 de abril de 1989.

Residuos procedentes de la industria del dióxido de titanio, cuyo régimen especial viene establecido en la OM del 28 de julio de 1989.

Dentro de las numerosas actividades industriales que generan RTP encontramos tres sectores que generan el 80% de los RTP en España: Industria química, industria del papel y transformados metálicos. Por la importancia de estas industrias y por el nivel de industrialización de las distintas comunidades autónomas, encontramos que el 65% de los RTP en España son producidos en Cataluña, Madrid, País Vasco y Valencia.

2.1. Operaciones a realizar con los residuos

Las distintas acciones que se pueden realizar con los RTP con el objeto de su reducción y eliminación se podrían resumir en los siguientes puntos:

Reducción en origen.

Gestión de residuos.

Tratamiento de residuos.

Recuperación de residuos (reutilización, reciclado o regeneración).

Eliminación de residuos

3. Caracterización de RTP.

Como antes hemos señalado, la definición legal de RTP contempla una caracterización de los mismos en cuanto a los componentes que tienen dichos residuos. En ese sentido el R.D. 833/1988 contempla que un RTP se considera como tal si reúne dos características: un código C distinto de 0 y algún concepto de peligrosidad asignable mediante un código H. En las tablas adjuntas se definen los distintos códigos C dependiendo de los componentes que tengan los residuos y los distintos códigos H existentes.

RTP: código C.

1. Arsénico y sus compuestos 11 Compuestos solubles de cobre 21 Eteres
2 Cadmio y sus compuestos 12. Compuestos acidos y/o básicos utilizados en tratamiento de acabado 22 Disolventes orgánicos
3. Berilio y sus compuestos 13. Carbonilos demetales 23 Hidrocarburos policíclicos aromáticos carcinógenos
4. Plomo y sus compuestos 14. Amianto: polvo y fibra 24. Compuestos organohalogenados
5. Talio y sus compuestos 15. Fenoles y sus compuestos 25. Peróxidos, cloratos, percloratos y nitruros
6. Selenio y sus compuestos 16. Cianuros orgánicose inorgánicos 26. Los productos a base de alquitrán procedentes de refino y destilación
7 Mercurio y sus compuestos 17. Isocianatos 27. Residuos de la industria de TiO2
8. Compuestos de Cromo (VI) 18. Disolventes clorados 28. Aceites usados minerales o sintéticos.
9. Antimonio y sus compuestos 19. Biocidas y sust. Fitosanitarias 29. Materiales químicos de laboratorios no identificados y/o nuevos compuestos de efecto desconocido
10. Teluro y sus compuestos 20. Compuestos farmaceúticos  

Características de RTP (Código H)

H-1 Explosivo H-2 Comburente
H-2A Fácilmente inflamable H2B inflamable
H-2C Extremadamente inflamable H-4 Irritante
H-5 Nocivos H-6 Tóxico
H-7 Cancerígeno H-8 Corrosivo
H-9 Infeccioso H-10 Teratogénico
H-11 Mutagénico H-12 Sustancias o preparados
H-13 Materias susceptibles H-14 ecotóxico

La asignación de un determinado código H dependerá de la caracterización necesaria efectuada para cada residuo y se asignarán de acuerdo con las definiciones legales:

Explosivos: (H-1): aquellas sustancias que pueden explosionar bajo el efecto de una llama y que son más sensibles a los choques o la fricción que el dinitrobenceno.

Inflamabilidad: Fácilmente inflamables (H2A) cuando a temperatura ambiente y sin aporte de energía pueden calentarse o incluso inflamarse.

Inflamables (H2B) cuyo punto de inflamación esté entre 21y 55ºC.

Extremadamente inflamables (H2C) cuyo punto de inflamación sea menor a 0ºC y el punto de ebullición inferior a 35ºC.

Los comburentes (H-2) son sustancias que en contacto con otros compuestos, particularmente con los inflamables, den lugar a reacciones fuertemente exotérmicas.

Sustancias corrosivas son aquellas sustancias que disuelven metales o provocan su oxidación y las que en contacto con tejidos vivos ejercen sobre ellos alguna acción destructiva

TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO DE RTPs.

Se definen como tales los tratamientos aplicados a RTP líquidos cuyo objeto es conseguir mediante la adición de determinados reactivos la eliminación de componentes tóxicos y peligrosos presentes en la fase acuosa.

Las reacciones químicas que se pueden utilizar para conseguir estosobjetivos son:

Reacciones de insolubilización y/o precipitación

Reacciones de reducción de la toxicidad o detoxificación.

Reacciones de separación.

Procesos de adsorción.

1. Reacciones de insolubilización o precipitación.

Son reacciones ampliamente utilizadas en una gran variedad de sectores industriales (tratamiento de superficies, industria química, petroquímica, pinturas, industria del automóvil…). El contaminante eliminado más característico con este tipo de tratamiento en estas industrias son los metales pesados.

La precipitación se basa en alterar el equilibrio químico del sistema excediendo el producto de solubilidad de las especies de forma que estas precipiten. Esta alteración puede alcanzarse por varios medios:

Adición de sustancias que reaccionan con el compuesto para dar lugar a una forma del mismo poco soluble.

Cambio del pH de la solución.

Cambio de la temperatura de la solución.

Los metales pesados se precipitan generalmente como hidróxidos mediante la adición de hidróxido sódico o de cal, ajustando el pH final al valor que proporcione una menor solubilidad del hidróxido formado.

Normalmente la precipitación de metales va seguida de etapas de floculación (con el fin de aumentar el tamaño de los sólidos formados) y de decantación.

2. Reacciones de reducción de la toxicidad.

2.1. Tratamiento de cianuros.

Este tipo de contaminantes se generan principalmente en industrias de galvanizado, donde se utilizan en procesos de electrodeposición.

Cloración alcalina.

Es el tratamiento más ampliamente utilizado y consiste en emplear hipoclorito sódico o cloro activo con el fin de oxidar el cianuro a cianato y, posteriormente, a CO2 y N2.

La destrucción se realiza según las siguientes etapas:

1ª etapa

NaCN + Cl2 à CNCl + NaCl

CNCl + 2NaOH à NaCNO + NaCl + H2O

2 etapa

2 NaCNO + 4NaOH + 3 Cl2 à 6 NaCl + 2 CO2+ N2 +2 H2O

La velocidad de esta reacción en esta etapa depende del pH, exceso de hipoclorito presente y de la constante de formación del complejo cianuro-metal.

La destrucción del cloruro de cianógeno requiere un control del pH ya que la velocidad de destrucción y la cantidad de cloro requerido depende del pH. El consumo teórico de cloro en la primera etapa es de 2.7 gr Cl2/CN y en la segunda etapa de 2.5. Sin embargo, la reacción tiene lugar en presencia de exceso de Cloro, de forma que los requerimientos reales, a pH alcalinos son de 6.8gr de Cl2/CN. El tiempo invertido en la reacción es de 3 a 4 horas.

 

 

Ozonación.

De forma similar a la cloración, la destrucción del CN por el ozono tiene lugar en dos etapas, con formación de cianato como producto intermedio:

NaCN + O3 à NaCNO +O2

2NaCNO + O3 + H2O à NaOH + 2CO2 + N2 + 3 O2

En este caso no es necesario un control estricto del pH. Sin embargo, el coste y la inversión de este tratamiento es mayor que en el caso anterior.

2.2. Reducción del cromo hexavalente.

El método más normal de eliminación del cromo hexavalente es su reducción a cromo trivalente y su precipitación como hidróxido. Como agente reductor se utiliza el bisulfito sódico (NaHSO3), metasulfito sódico (Na2S2O5) y sulfato ferroso (FeSO4 · H2O). Las reacciones tienen lugar a pH ácido (1-3):

4 H2CrO4 + 6 NaHSO3 +3 H2SO4 à 2 Cr2(SO4)3+ 3 Na2SO4+ 10 H2O

2 H2CrO4 + 3 Na2SO3 + 3 H2SO4 à Cr2(SO4)3+ 3 Na2SO4+ 5 H2O

4 H2CrO4 + 3 Na2S2O5 +3 H2SO4 à 2 Cr2(SO4)3+ 3 Na2SO4+ 7 H2O

2 H2CrO4 + 6 FeSO4 + H2SO4 à Cr2(SO4)3+ 3 Fe2(SO4)3 + 8 H2O

Otra opción para el tratamiento del cromo hexavalente es a través de su precipitación como sales de bario. Sin embargo el alto coste de estas sales hace que sea un tratamiento empleado únicamente en casos de emergencia. La reacción tiene lugar a pH 8-9.

CrO2-2 + Ba+2 à BaCrO4

Normalmente este tipo de tratamientos se combina con el de cianuros ya que en muchas industrias existe la necesidad de eliminar ambos contaminantes.

 

 

 

En la figura se esquematiza el tratamiento realizado para cianuros y cromo hexavalente.

3. Procesos de separación

Los residuos susceptibles de ser separados son, comúnmente las emulsiones de aceite agua, que provienen de procesos de lubricación, refrigeración, corte etc. y son conocidos como taladrinas.

Los métodos de tratamiento de taladrinas consisten generalmente en la separación de la fase aceitosa y acuosa seguida de la icineración de la fase aceitosa.

La rotura dela emulsión mediante la utilización de compuestos químicos (sales y ácidos). El ácido sulfúrico es el reactivo más comúnmente usado empleándose en ocasiones polielectrolitos solubles como coadyuvantes. La separación de fases se ve favorecida por el incremento de la temperatura a 60-90ºC.

INCINERACION DE RTPs

La incineración de residuos industriales presenta unas características similares a las mencionadas al hablar de incineración de RSU, que no serán repetidas en este capítulo. Sin embargo nos encontramos con algunos conceptos especiales que trataremos en este apartado.

La incineración de residuos industriales, presenta ciertas ventajas respecto a la de RSU:

La composición de los residuos a incinerar es más homogénea.

En muchos casos, nos encontraremos con residuos industriales con alta capacidad calorífica que harán mas rentable su incineración.

En el caso de RTPs la incineración es una alternativa para su inertización.

Conceptos y requisitos en la incineración de residuos industriales.

En la incineración de residuos industriales es preciso cumplir ciertas normas y tener en cuenta algunos conceptos que son utilizados a menudo:

POHC: son los componentes o componente del residuo más difícilmente destruible desde el punto de vista térmico. El criterio de selección de POHC es doble:

La dificultad de degradación térmica durante ensayos de incineración.

La concentración de los constituyentes en el residuo.

DRE: eficiencia en la eliminación. Como guía se aconseja obtener un 99.99 DRE para cada POHC siendo:

DRE= [(Win-Wout)/Win)]*100

Y Win: velocidad de alimentación másica de los POHC al incinerador

Wout velocidad de emisión másica de losPOHC desde el incinerador.

Eficacia en la combustión(CE) se defineen términos de presencia de CO en la corriente gaseosa. Siendo [CO2] y [CO] las concentraciones de CO2 y CO del gas de salida respectivamente, la CE se calcula:

CE= 100*[CO2] /([CO2] + [CO])

La legislación exige valores de CE de 99.9.

d. PIC (productos de combustión incompleta), que son controlados mediante el establecimiento de límites legales.

Requisitos para incineración de PCB's

1.- Combustión de líquidos con PCB's

1200 ºC y 2 seg de permanencia en el horno y 3% de O2 en los gases de chimenea.

1600 ºC y 1.5 seg de permanencia en el horno y 2% de O2 en los gases de chimenea.

Eficiencia de combustión al menos de 99.9 %

La alimentación de PCB debe ser medida y registrada a intervalos no superiores a 15 min.

La temperatura debe ser continuamente registrada y medida de forma que si cae por debajo de a) o b) la combustión se detenga.

Control en las emisiones de HCL para cumplir los estándares legislados.

Criterio de combustión para PCB no líquidos.

las emisiones atmosféricas desde el incinerador no podrán superar los0.001g/Kg de PCB introducido en el mismo.

Deberán cumplir las especificaciones sobre eficiencia en combustión, registro de temperatura y alimentación y control de gases de chimenea especificados para líquidos.

SOLIDIFICACIÓN Y ESTABILIZACIÓN DE RTP's

El objetivo de estas técnicas es mejorar la manipulación del residuo y reducir la movilidad de los contaminantes por inmovilización física o química.

La estabilización es un proceso donde los aditivos son mezclados con el residuo para obtener un producto más estable física y químicamente.

La solidificación es un proceso que implica uniones del residuo con el aditivo de forma que el residuo se transforma en un sólido.

 

REUTILIZACIÓN DE ACEITES USADOS: Reutilización y destrucción.

1.- Origen y magnitud del problema.

En el mundo se utilizan anualmente 3000 millones de toneladas de crudo de petróleo. De ellas unas 38 toneladas se dedican a la producción de aceites lubricantes e industriales.

Dichos aceites pierden sus propiedades durante su uso, al estar sometidos a temperaturas y presiones elevadas y entrar en contacto con agentes químicos que los contaminan y deterioran. Por ello tras cierto tiempo de uso, los aceites son descartados y se convierten en un residuo. Se estima que aproximadamente la mitad del aceite utilizado se destruye o pierde durante su uso, de modo que los aceites usados suponen un volumen anual de 20 millones de toneladas.

Porcentaje de aceite usado generado respecto al original

Aceite de motor 63
Aceite de transmisiones 80
Aceites hidraúlicos 50
Aceites para turbinas 87
Aceites aislante 90

En España se usan 500000 Tm/año de aceites lubricantes e industriales generándose 260.000 tm/año de aceites usados. De ellos las estimaciones de recogida de aceites usados no sobrepasan las 90.000 tm/año delas que sólamente 50000 Tm/año han venido siendo utilizadas o recicladas en instalaciones autorizadas.

Definición legal delos aceites usados.

La directiva 75/439 de la CEE define como aceite usado todo producto usado semilíquido o líquido compuesto totalmente de aceite mineral o sintético, incluidos los residuos aceitosos de cisternas, las mezclas aceite-agua y las emulsiones. Dicha directiva excluye a los aceites sintéticos, tales como PCB's y PCT's y prohíbe la mezcla de residuos de estos productos con aceites usados. El límite de PCB's y PCT's se establece en 50 ppm en un aceite usado.

Tratamiento de los aceites usados.

Esencialmente existen cuatro alternativas para el tratamiento de aceites usados:

regeneración: Tratamiento por el que se obtienen bases lubricantes aptas para su formulación y utilización.

Reciclado: tratamiento por el que se obtiene producto combustible.

Combustión. Operación de quemado del aceite usado sin modificaciones.

Incineración: tratamiento por el que se destruye el aceite usado cuando su contenido en PCB's es superior a 50 ppm.