Tratamientos de lixiviados

Uno de los grandes problemas que generan los vertederos son los líquidos que discurren a través de los residuos depositados y que rezuman desde o están contenido en ellos, es decir, los lixiviados.

Los lixiviados producidos en los vertederos de COGERSA se recogen y almacenan en balsas hasta su tratamiento final. Los lixiviados del vertedero de RNP se almacenan en una balsa cubierta de hormigón, mientras que los de los vertederos residuos peligrosos y de inertes se recogen en sendas balsas impermeabilizadas con polietileno de alta densidad.

COGERSA cuenta con una depuradora de lixiviados basada en el proceso BIOMEMBRAT® (primera instalación de este tipo en España). En esta planta se tratan habitualmente los lixiviados procedentes del vertedero de residuos no peligrosos. A este área de tratamiento se envían también los efluentes de la planta Físico-Química, Marpol, los lixiviados del vertedero de residuos peligrosos, u otras aguas residuales susceptibles de depuración biológica. En el caso de los lixiviados del vertedero de residuos inertes, la depuración se realiza en una balsa de decantación, suficiente para cumplir con los niveles de la autorización de vertido al arroyo de la Oscura.

La instalación de depuración de COGERSA ha pasado por varias fases de ampliación y mejora en los años 1997, 2002 y 2007. El proyecto de ampliación de la planta del año 2002 fue cofinanciado en un 80% por el Fondo de Cohesión de la Unión Europea. Tras estas mejoras, se ha pasado de tener una capacidad de tratamiento de unos 100 m³/día en una depuradora en balsas abiertas a un complejo sistema que permite tratar 700 m³/día.

Este sistema de depuración se basa fundamentalmente en una depuración biológica mediante bacterias nitrificantes y desnitrificantes (proceso de nitrificación-desnitrificación) en reactores a presión, con una fase posterior de ultrafiltración para separar el efluente de los fangos biológicos. El proceso completo se esquematiza en el siguiente diagrama:

Las principales ventajas de este sistema de tratamiento de lixiviados son:

• Alta eficacia de aireación de los fangos biológicos
• Soporta elevadas concentraciones de fangos
• Menores requerimientos de superficie de instalación
• Elevada automatización
• Separación de los fangos mediante ultrafiltración
• Flexible a cambios de concentración y caudal de los lixiviados

La depuradora de COGERSA consta básicamente de los siguientes elementos:

• Balsas de almacenamiento de lixiviados
• Tratamiento físico-químico de lixiviado (eliminación de sólidos en suspensión)
• Reactores a presión para la depuración biológica (175 m³/unidad)
• Sistema de ultrafiltración para la retención de los lodos biológicos y sólidos
• Compresores para el aporte de oxígeno y la instrumentación neumática
• Intercambiadores de calor para disipar la energía de las reacciones exotérmicas de depuración
• Sistemas de dosificación de aditivos (metanol, antiespumante, ácido fosfórico)
• Autómata, panel de control y PC de control de la planta
• Analizadores (pH, amonio, conductividad, oxígeno)
• Centrífuga de lodos biológicos
• Tratamiento terciario con carbón activo
• Balsas de almacenamiento de agua tratada

Tratamiento físico-químico

Ocasionalmente, los lixiviados pueden contener niveles elevados de sólidos en suspensión, normalmente asociados a episodios de tormentas en los que las aguas de escorrentía del vertedero arrastran sólidos que acaban en la balsa de lixiviados. Estos niveles de sólidos se concentran en los reactores como consecuencia del proceso de ultrafiltración posterior y si las purgas habituales del sistema no consiguen mantener unos niveles de sólidos compatibles con la ultrafiltración, pueden ocasionar su colapso. Para prevenir este problema, la instalación cuenta desde 2007 con la posibilidad de aplicar un tratamiento físico-químico para coagular, precipitar y centrifugar esos sólidos, asegurando la calidad del lixiviado a tratar y por tanto la capacidad de la instalación.

Depuración biológica

Los lixiviados del vertedero de residuos no peligrosos de COGERSA presentan una carga orgánica reducida y resistente a la degradación biológica, puesto que la antigüedad y el tamaño del vertedero hacen que la fracción fácilmente degradable se transforme en biogás en el propio vertedero. Sin embargo, presentan una carga de nitrógeno amoniacal importante. Para la adecuada depuración de este tipo de lixiviado se recomienda un tratamiento biológico de nitrificación-desnitrificación que en el caso de COGERSA, se lleva a cabo en reactores a una presión de 2,5 bar. La acción combinada de las bacterias nitrificantes y desnitrificantes permite convertir el amonio presente en los lixiviados en nitrógeno, a la vez que se reduce el contenido de materia orgánica biodegradable.

La depuradora dispone de 3 reactores de nitrificación, 1 de desnitrificación y 1 mixto de nitrificación-desnitrificación. El proceso de nitrificación tiene lugar en presencia de oxígeno disuelto. Este oxígeno se aporta mediante compresores de aire a través de unos eyectores de fondo por los que unas bombas de inyección hacen circular la mezcla aire-lodo, favoreciendo la disolución del oxígeno y la homogeneización de los lodos en el interior de los reactores. Este aporte de oxígeno se controla mediante una serie de analizadores. La desnitrificación heterótrofa se lleva a cabo en ausencia de oxígeno.

Las bacterias requieren una proporción adecuada de carbono-nitógeno-fósforo (C/N/P) aproximadamente de 100/10/1. Como consecuencia de la edad y características del vertedero de COGERSA, el lixiviado obtenido posee una relación C/N/P inadecuada para depuración completa del amonio. La elevada concentración de amonio (unos 2 g/L) frente a la escasa concentración de materia orgánica (menos de 500 mg/L de DBO₅) hace necesario el aporte de una fuente de carbono (metanol) fácilmente asimilable por las bacterias en el proceso de desnitrificación. Este aditivo se almacena en 2 tanques enterrados que poseen sendos sistemas de dosificación. En el caso de detectar bajos niveles de fósforo en el lixiviado también es posible aportar ácido fosfórico para mantener la relación C/N/P adecuada.

Como consecuencia de la aireación, las características de los fangos biológicos y la circulación de los mismos en los reactores se pueden producir espumas que se controlan mediante la adición de antiespumante en los reactores aireados.

El proceso biológico debe transcurrir en el rango mesófilo, por lo que las temperaturas deben mantenerse en este sistema entre los 37ºC y 40ºC. Teniendo en cuenta que el balance energético del proceso de tratamiento es exotérmico, la depuradora cuenta con 3 torres de refrigeración para evitar que la temperatura de los reactores supere esos 40ºC.

Ultrafiltración

Finalizada la depuración biológica se pasa a la fase de ultrafiltración en la que se separa la biomasa del agua tratada (permeado). El sistema cuenta con 5 calles de ultrafiltración. Cuatro calles constan de 12 módulos tubulares conectados en serie y cada módulo contiene 37 membranas en su interior con un tamaño de poro de 0,02 micras. Una quinta calle consta de 8 módulos y 100 membranas por módulo. Para el adecuado funcionamiento del proceso de ultrafiltración es necesario realizar una limpieza periódica de las membranas, para lo cual se dispone de un sistema automático de lavado con detergentes/hipoclorito.

Tratamientos complementarios

La materia orgánica disuelta que no se ha degradado durante el proceso biológico (DQO refractaria) puede ser eliminada gracias a un tratamiento terciario en reactores que continenen carbón activo sobre el que se retienen los compuestos orgánicos. Este sistema permite garantizar la calidad del efluente.

Durante la depuración biológica, las bacterias emplean el carbono, el nitrógeno y el fósforo para su crecimiento celular y multiplicación. Además, la ultrafiltración evita la salida de los microorganismos y sólidos por lo que los fangos en el interior de los reactores tienden a incrementar su concentración. Aunque este proceso es de alta carga y soporta hasta 35 g/L de biomasa, es necesario realizar purgas periódicas para mantener los niveles de concentración en el rango apropiado. La depuradora de COGERSA cuenta con una instalación para la deshidratación de estos fangos mediante la adición de coagulante, espesado y posterior centrifugación. Los lodos deshidratados se recirculan al vertedero de residuos no peligrosos.

Control de la instalación

La depuradora, altamente automatizada, cuenta con analizadores en continuo y autómatas de control que ayudan a los operadores de la instalación a mantener la instalación en condiciones óptimas de capacidad y calidad de tratamiento, que son contrastadas periódicamente en el laboratorio, para cumplir con los requisitos de la autorización de vertido y el plan de vigilancia ambiental incluidos en la autorización ambiental integrada de COGERSA.

Vertido del efluente

El efluente tratado de la instalación se almacena en una balsa desde la cual se carga en camiones-cisterna para su transporte y vertido final al sistema general de saneamiento de la cuenca del río Nora en la Estación de Transferencia de COGERSA en Oviedo.