Formación y eliminación de contaminantes procedentes de la combustión de lodos de depuradora

Resumen

En el presente trabajo se ha llevado a cabo el estudio de la formación y posterior eliminación de contaminantes procedentes de la combustión de lodos de depuradora. Este estudio se ha desarrollado desde distintos puntos de vista: a escala laboratorio, mediante el uso de contaminantes modelo y a escala industrial. A escala laboratorio se han utilizado dos hornos con distinta capacidad de combustión de residuos donde se ha estudiado la combustión del lodo de depuradora en diferentes condiciones. Para estudiar la eliminación de los contaminantes formados se han colocado en la salida de los gases de combustión distintos lechos sólidos para que reacciones con éstos y así estudiar el efecto que producen sobre los contaminantes emitidos. El principal lecho utilizado ha sido crudo de cemento, ya que uno de los objetivos de este trabajo es conocer la capacidad de formación y eliminación de contaminantes en el proceso de producción de clínker de cemento. Además también se ha estudiado la eliminación de contaminantes con catalizadores comerciales, como son un catalizador de gases exhaustos de automóvil (Pt soportado sobre cordierita), un catalizador de Pd sobre alúmina granulada y un catalizador de pentóxido de vanadio. Los compuestos analizados a la salida del proceso han sido compuestos orgánicos volátiles (C1-C6), hidrocarburos aromáticos policíclicos (en concreto los 16 PAHs que la Agencia de Protección del Medio Ambiente Americana establece como contaminantes prioritarios) y la familia de compuestos de dioxinas y furanos (los 17 congéneres tóxicos). Mediante el uso de una celda de difusión, se ha estudiado el efecto catalítico de los lechos usados en los hornos. La celda de difusión permite generar una corriente gaseosa con una concentración constante de un único contaminante. En concreto se ha utilizado naftaleno, fenantreno y 4-clorofenol. Mediante esta técnica se pueden conseguir concentraciones muy diluidas, del orden de 1-1000 ¿g/m3, obteniendo concentraciones similares a las que se pueden encontrar en las emisiones procedentes de procesos de combustión. Esta corriente controlada se hace pasar por los lechos para medir su actividad catalítica.. Por último, se ha llevado a cabo el estudio de las emisiones procedentes de una chimenea de un horno real de producción de clínker en el momento en el que se utilizaban lodos de depuradora como combustible parcial alternativo. Se midieron las emisiones de la chimenea en 6 condiciones diferentes, en las que el grado de sustitución energética de los lodos fue aumentando desde 0% al 20%. En cada una de las condiciones se analizaron las emisiones de los siguientes contaminantes: compuestos orgánicos volátiles, hidrocarburos poliaromáticos, dioxinas y furanos, metales pesados y gases ácidos. Para poder realizar este estudio ha sido necesaria la puesta a punto de todos los métodos de muestreo isocinético, tal y como demanda la legislación, y de los tediosos métodos de análisis posteriores.