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BIOPILAS

REMEDIACION DE SUELOS Y ACUIFEROS - LUIS CARLOS BALLESTEROS
by

Luis Carlos Ballesteros Vasquez

on 12 October 2012

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Transcript of BIOPILAS

BIOPILAS QUE ES ??? FUNDAMENTO Contaminantes CARACTERISTICAS DE
LA BIOPILA Bibliografia sistemas de recolección de lixiviados y un sistema de aireación http://www.miliarium.com/prontuario/TratamientoSuelos/Biopilas.asp
http://www.geotecnia2000.com/files/publicaciones/Biopilas%20activas.pdf
http://www.bvsde.paho.org/bvsaidis/mexico13/029.pdf
http://www.cam-mx.com/Biorem.asp Este método de Bio remediación se puede aplicar a todas las fracciones de hidrocarburos; es decir desde productos ligeros como la gasolina, hasta los hidrocarburos de cadenas pesadas como el diesel. Los proyectos de remediación por Biopilas pueden llevar desde un par de meses, hasta períodos de un año. Lo anterior en función de las concentraciones, la fracción del hidrocarburo y los límites de remediación La limpieza de suelos impactados con hidrocarburos, mediante biopilas constituye uno de los métodos de biodegradación ex – situ más eficaces para la descontaminación de este tipo de suelos. El fundamento del biotratamiento es relativamente sencillo. Consiste en potenciar la biodegradación de los hidrocarburos, que de forma natural se produce en el suelo, como consecuencia de la existencia de microorganismos autóctonos (bacterias, hongos, levaduras, etc.) degradadores. Por lo tanto, para que el sistema tenga éxito hay que asegurar que los suelos de forma natural presentan un adecuado volumen de población bacteriana y que las condiciones ambientales dentro de la biopila son las adecuadas (humedad, temperatura, pH, contenido en nutrientes, toxicidad, etc.). Las biopilas se utilizan cuando la sustancia contaminante es demasiado volátil como para ser tratada con la técnica de landfarming, ya que las emisiones gaseosas serían demasiado altas, o cuando se quiere acelerar el proceso de biorremediación El landfarming es una tecnología de biorremediación ex situ que requiere la excavación de los suelos contaminados y su disposición sobre una superficie impermeable (normalmente algún tipo de geomembrana). Esta geomembrana está dispuesta sobre la superficie del terreno adyacente a la zona contaminada o en una pequeña piscina excavada cerca de esta zona y sobre la que se vierte el suelo a tratar. Además, el proceso cuenta con un sistema de drenaje para la recolección de lixiviados, que deberán recibir algún tratamiento posterior Zona de tratamiento serie de tuberías de PVC que son colocadas durante la construcción Estas cañerías están interconectadas a un soplador de presión negativa o de vacío, que fuerza al oxígeno atmosférico a pasar a través de la pila de suelo. se controlan otros parámetros como la humedad, la temperatura, los nutrientes o el pH Existen en el mercado aditivos químicos específicos cuyas propiedades nutritivas pueden estimular la biodegradación. De esta manera se tiene un alto control sobre las condiciones de remediación y el medio. La base de la piscina de tratamiento estará cubierta con una superficie impermeable para reducir al mínimo el riesgo de lixiviación de los contaminantes al suelo limpio que queda debajo. Los lixiviados recogidos por el sistema de drenaje pueden ser tratados en un biorreactor en la misma zona. Los montones de suelo no suelen exceder los 2 o 3 metros como máximo pueden estar cubiertos en la parte superior por plásticos impermeables para controlar la volatilización de los COV, que deberín ser tratados antes de su emisión a la atmósfera El tratamiento de suelos mediante biopilas se aplica fundamentalmente para la eliminación de COV no halogenados e hidrocarburos. Los COV halogenados, los compuestos semivolátiles y los pesticidas también pueden ser tratados mediante esta tecnología la eficacia del proceso puede disminuir, y puede ser sólo aplicable a ciertos compuestos dentro de estos grupos GRACIAS ! Ventajas y Desventajas "relativo" bajo costo en volúmenes de suelo contaminado considerables, comparado con otras tecnologías.
La biodegradación aeróbica elimina los hidrocarburos de manera "natural" pero acelerada y sin riesgos. Esta técnica es muy eficiente en el tratamiento de residuos con bajas concentraciones de hidrocarburos Por ser un sistema cerrado permite un mayor control de las variables delproceso, como el control de condiciones climatológicas adversas (bajatemperatura o alto régimen pluviométrico) Cuando no se dispone de espacio suficiente para extender el suelo, este sistema permite construir pilas de suelo cuatro o cinco veces más altas que en una disposición sobre el suelo (ocupa diez veces menos área)(Zitrides,1995) Si en el proceso se generan gases o vapores de hidrocarburos volátiles exceden los limites regulados por la autoridad ambiental
las condiciones climatológicas de la zona pueden afectar negativamente la eficiencia del proceso, la pila del suelo se debe cubrir con membranas o poner techo de forma similar a los invernaderos. Los vapores generados en el proceso se deben colectar y tratar antes de ser emitidos a la atmósfera. Lo que incurre a costos adicionales. Como todos los tratamientos “Ex Situ”, cuando la contaminación es muy
profunda, el movimiento de tierra puede requerir costos más altos Factores Cuando no se dispone de espacio suficiente para extender el suelo, estesistema permite construir pilas de suelo cuatro o cinco veces más altas queen una disposición sobre el suelo (ocupa diez veces menos área)(Zitrides,1995) Si en el proceso se generan gases o vapores de hidrocarburos volátilesregulados por la autoridad ambiental, o las condiciones climatológicas de lazona pueden afectar negativamente la eficiencia del proceso, la pila delsuelo se debe cubrir con membranas o poner techo de forma similar a losinvernaderos. Los vapores generados en el proceso se deben colectar ytratar antes de ser emitidos a la atmósfera. Lo que incurre a costosadicionales. Como todos los tratamientos “Ex Situ”, cuando la contaminación es muy
profunda, el movimiento de tierra puede requerir costos más altos Los hidrocarburos deben ser no halogenados y deben encontrarse en el suelo en concentraciones menores a 50.000 ppm Dada la necesidad de excavación y posterior depósito del suelo contaminado, se requiere una superficie de trabajo relativamente grande cuyas dimensiones dependen del volumen de suelo a tratar. Necesidad de una densidad de poblaciones microbianas (>1.000CFU/gramo de suelo), condiciones de humedad (40 a 85% de capacidad de campo), temperatura (10 a 45ºC), textura (baja proporción de arcillas), pH del suelo adecuadas (6 a 8) y baja presencia de metales pesados (< 2.500ppm) La concentración de nutrientes en el suelo cuyo rango normal de C:N:P sea de 100:10:1 Sintesis es un tratamiento de biorrecuperación en condiciones no saturadas, que consiste en la reducción de la concentración de contaminantes derivados del petróleo es un sistema cerrado que permite controlar lixiviados, hidrocarburos volátiles y algunas variables de diseño mediante el suministro de nutrientes y oxígeno a través de la pila del suelo La técnica consiste en la formación de pilas de material biodegradable de dimensiones variables, formadas por suelo contaminado y materia orgánica (compost) en condiciones favorables para el desarrollo de los procesos de biodegradación de los contaminantes. En el fondo de la pila el sistema cuenta con un aislante que generalmente son geo membranas o canales plásticos para el control de lixiviados. Estas pilas de compost pueden ser aireadas de forma activa, volteando la pila, o bien de forma pasiva, mediante tubos perforados de aireación, con distribución permanente de nutrientes, microorganismos y aire. Caso de Estudio Para que la degradación se lleve a cabo, es necesario que existan las condiciones ambientales adecuadas, así como la cantidad suficiente de microrganismos degradadores de hidrocarburos, estos por lo general son los microrganismos autóctonos del sitio contaminado. MÉTODOLOGÍA
· Establecer los niveles de limpieza en base a los criterios interinos de Restauración de suelos.
· Determinar los volúmenes de suelo a saneara.
· Seleccionar la técnica de saneamiento.
· Seleccionar el sitio óptimo para el saneamiento
· Preparación de la base
· Diseñar el sistema de aireación
· Calcular la cantidad de nutrientes y /o humedad requeridos.
· Diseñar el sistema de drenaje e irrigación. Luis Carlos Ballesteros Vásquez Descontaminación de suelos y aguas subterráneas
contaminadas por hidrocarburos mediante bio pilas activas AGOSTO - 2000
Se concluyó los trabajos correspondientes
a la primera de las cuatro fases previstas de las
labores de descontaminación de los suelos y aguas subterráneas de una parcela, en la que durante más de 70 años se llevó a cabo una actividad industrial que originó derrames y
pérdidas de combustible (aceites hidráulicos,
gasolina y diesel) desde 11 tanques enterrados Tras las labores de caracterización ambiental del subsuelo para establecer la tipología de los contaminantes, grado de afección y su extensión espacial, se elaboró un estudio de evaluación de riesgos, que ha servido de base para establecer los objetivos de limpieza para los suelos y el agua subterranea de la zona Tras evaluar las distintas alternativas de remediación del emplazamiento, en base a criterios de coste, tiempo necesario para alcanzar los objetivos, condicionados ambientales, etc., se optó como mejor alternativa por la excavación selectiva de suelos y su posterior tratamiento mediante biopilas activas. Para el caso de las aguas, el tratamiento escogido fue el de bombeo y tratamiento Ensayos de biotratabilidad
Con objeto de determinar la capacidad del suelo contaminado para ser biodegradado y como paso previo al diseño de las biopilas, se realizaron ensayos de biotratabilidad en el laboratorio del GIRO (Gestión Integral de Residuos Orgánicos), en Mollet del Vallés
(Barcelona). Estos ensayos, se dividieron en dos tipos: Ensayos de Nivel I: centrados en determinar las principales características fisico-químicas del suelo (pH, conductividad, capacidad de campo,
COT, contenidos en nutrientes, etc.). Ensayos de Nivel II: destinados a
profundizar más en los aspectos de
la biodegradación. Se distinguen 3
grandes grupos de ensayos realizados
dentro del Nivel II:
Determinaciones microbiológicas.
Respirometria
Determinacion de Hidrocarburos Los resultados obtenidos fueron concluyentes,
indicando que los suelos4 viales (7 tipos diferentes de que presentaban unas condiciones físicoquímicas adecuadas para la biodegradación
de hidrocarburos y no existía toxicidad inherente que inhibiese la actividad metabólica de la población microbiana autóctona Características constructivas de las biopilas
La geometría de las biopilas corresponde a una pirámide truncada de base rectangular de 37 m. de largo por 28 m. de ancho y 2 m. de altura, capaz de contener un total de 1.800 m3 de suelos Las biopilas cuentan con una subbase de material limoarcilloso seleccionado, compactado y nivelado que actúa como cimiento de las mismas. Por encima de esta subbase y apoyada sobre una manta geotextil, se ha dispuesto una geomembrana de polietileno de alta densidad (PEAD) de 1,5 mm de espesor y termosoldadura doble, para garantizar la impermeabilización de
la base e impedir la posible lixiviación de contaminantes. Encima de la lámina de PEAD se ha colocado una capa de drenaje compuesta
por gravas silíceas subredondeadas y un tubo de drenaje central La construcción se completó con la instalación del sistema de recogida de lixiviados y de aireación compuesto por cinco ramales de inyección y una soplante de gran capacidad. Simultáneamente a la construcción del cimiento de las tres biopilas, se realizaron las excavaciones de los suelos, para después someterlos al proceso de homogeneización, desterronado, aireación y adición de nutrientes. Finalizada la cubrierta de las biopilas, semanalmente se procede a registrar mediante un detector multiparamétrico el contenido de CO2, O2, COV’s y LEL desde puntos de monitoreo de gases instalados para tal fin Concluida esta etapa, clave en el proceso, se procedió a colocar los suelos contaminados sobre el cimiento de las tres biopilas hasta configurar la geometría proyectada y finalmente se cubrieron totalmente con láminas de PEAD, para evitar su erosión y la alteración de sus propiedades físico-químicas por las condiciones meteorológicas. Cada mes se realizan muestreos desde la parte superior de las biopilas para comprobar la concentración de hidrocarburos de los suelos y establecer el nivel de biodegradación alcanzado $600 / M3 tratado
12000 M3
TOTAL: $7'200.000
Campeche - Mexico
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