RELLENO SANITARIO

DEFINICION

• El relleno sanitario es un método de disposición final de los residuos sólidos, que utiliza principios de ingeniería para confinarlos de manera que no causen perjuicio al ambiente, molestias ala población.

• Lo residuos se compactan al menor volumen posible, luego se cuben diariamente con tierra , debe ser estable y garantizar un total aislamiento de los residuos ,gases y lixiviado.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

VENTAJAS• La inversión inicial de capital es

inferior • Bajos costos de operación y

mantenimiento.• Generar empleo de mano de

obra no calificada• Recuperar gas metano reciben

más de 200 ton/dia, fuente alternativa de energía.

• Recuperar terrenos que hayan sido considerados improductivos o marginales

DESVENTAJAS• La adquisición del terreno

constituye el primer problema por la oposición, falta de conocimiento.

• La supervisión constante .• Existe un alto riesgo de

transformarse en botadero por la carencia de voluntad política de las administraciones municipales.

• Se pueden presentar una eventual contaminación de aguas subterráneas

ACTIVIDAD BIOLOGICA EN EL RELLENO SANITARIO

• Fase I. Ajuste inicial• Es la fase en la que los componentes orgánicos biodegradables

de los R.S.U sufren descomposición biológica bajo condiciones aerobias, porque hay cierta cantidad de aire atrapado dentro del relleno.

• Fase II. Fase de transición.• En la fase II, desciende el oxigeno y comienza desarrollarse

condiciones anaerobias, mientras el vertedero se convierte en anaerobio. El PH del lixiviado, si es que este forma, comienza a caer debido a la presencia de ácidos orgánicos y al efecto de las elevadas concentraciones de CO2 dentro del vertedero.

• Fase III. Fase acida.• En la fase III, se acelera la actividad microbiana iniciada

en la fase II con la producción de cantidades significativas de ácidos orgánicos y pequeñas cantidades de gas de hidrogeno.

• El PH del lixiviado, frecuentemente caerá hasta un valor de 5 o menos, por la presencia de ácidos orgánicos en el lixiviado.

• En la fase IV la formación de metano y acido se produce simultáneamente, aunque la velocidad de formación de ácidos es considerablemente mas reducida

• E n la fase IV el PH dentro del relleno subirá a valores mas neutros ,en el rango de 6.8ª 8.El PH del lixiviados

• Fase V. Fase de maduración.• Se produce después de convertirse el material

inorgánico biodegradable en CH4 y CO2 durante la fase IV. Mientras la humedad sigue migrando a través de los residuos

PRODUCCION DE BIOGAS

• Cuando los residuos se descomponen en condiciones anaeróbicas se generan gases.Se conoce que el 50% de materia orgánica de los residuos es convertida en gas(Dr. George Tchobanoglous)distribuidos de la sgte. manera:

• Metano (CH4) 15%• Monóxido de Carbono (CO2) 34%• Amoniaco y otros 1%

CALCULOS PARA INSTALAR UN RELLENO SANITARIO

1. PRODUCCION PER CAPITA DE 0.95 kg/hab-dia

• V= DSp/Drsm• Vanual =Vdiario x 365 • V = (700 toneladas diarias de basura que se

producen)/ (330 kg/m3)• V = (700 000 Kg diarias de basura que se

producen)/ (330 kg/m3)

2. VOLUMEN DE RESIDUOS SÓLIDOS POR DÍA • V= 2121.212 m3/dia• Vanual =Vdiario x 365 • Vanual =2121.212 m3*360 • Vanual =774242.38 m33. CALCULO DEL MATERIAL DE COBERTURA• Mc = Vanual x F• Donde F : es factor de material de cobertura • Mc = 774242.38 m3 x 0.20• Mc = 154848.476 m3/año

4. CALCULO DEL VOLUMEN TOTAL DEL RELLENO• VRS = Vanual + Mc

• VRS = 774242.38 m3/año + 154848.476 m3/año

• VRS = 929090.856 m3/año

5. VOLUMEN TOTAL OCUPADO EN LA VIDA UTIL (asumiendo 10 años )

• VT = (929090.856 m3/año) x (10años)

• VT = 9290908.56 m3•

6. VOLUMEN DISPONIBLE DEL TERRENO (Vd)• Vd = A x h Se tiene una area de

216.960 has y la altura es de 1.2m• Vd = 2169600m2 x 1.2m• Vd = 2603520 m3 • 7. AREA DISPONIBLE • ARS =2169600m2 o 216.960 has

8. AREA total requerida • AT= F x ARS

• AT= 1.2 x216.960has

• AT= 260.28 has

9. CALCULOS DE CELDAS DIARIAS • 9.1 CALCULO DE LOS RESIDUOS SOLIDOS

DIARIOS (RSD)

• D RSD = D sp (7/mol)

• L RSD= 700 TM/dia

• 9.2 VOLUMEN DE LA CELDA (Vc)• Vc = Rsd/Drs x mc• Vc = ((700000Kg/dia) x 1.20)/(330kg/m3)• Vc =2545.454 m3/dia• 9.3 AREA DE LA CELDA (Lc)• Lc = Ac/a• Lc = 2121.21m2/22m• Lc = 96.418m area de la celda• Se requiere un volumen de 774242.38 m3 para

construir un relleno por año

• 9.2 VOLUMEN DE LA CELDA (Vc)• Vc = Rsd/Drs x mc• Vc = ((700000Kg/dia) x 1.20)/(330kg/m3)• Vc =2545.454 m3/dia• 9.3 AREA DE LA CELDA (Lc)• Lc = Ac/a• Lc = 2121.21m2/22m• Lc = 96.418m area de la celda• Se requiere un volumen de 774242.38 m3

para construir un relleno por año

PRODUCCION PERCAPITAS

• DSr Cantidad diaria de residuos sólidos• Pob Población total• Cob Cobertura del servicio de aseo % (se

considera como 100%• 0.95 kg/hab-dia =ppc = DSr/Pob/Cob

(Kg/hab*día)

DENSIDAD DE PRODUCCIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS

• La formula utilizada es: DSp = Pf x ppc / D (m3/día)

• Pf población del año• Ppc producción per cápita del

año• D Densidad recién

compactada de RS• DSp = Pf x ppc / D • DSp = 864,250 hab* 0.95 kg/hab-

dia/(168.40m3/dia)• DSp = 4.879 Kg/m3• El cálculo de las celdas se realizó

con la siguiente formula:• Vc = DSrs x MC / Drsm

• Donde:• Vc Volumen de la celda diaria

en m3

• MC Factor de material de cobertura 25%

• DSrs Cantidad media diaria de RS

• Drsm Densidad de los RS recien compactados

• Vc = DSrs x MC / Drsm

• Vc = 700000(Kg/dia) * 0.25/330 kg/m3

• Vc = 530.30m3/dia •

10. CALCULOS DE LIXIVIADOS

Volumen unitario• Materia organica• El contenido de humedad varia de 0.2 – 0.4• Caso será 0.30• (Materia organica) x 0.30 = WRS• WRS = 67074TM• WMc: 0.30 → 16% de humedad• Agua aportado por el material de cobertura (Wmc)• WMc= 700.000TM x 0.3 x 0.2

• WMc=42.000TM de agua• Agua que se infiltra de las lluvias (WA)• 0.60 de humedad → para el relleno tiene 30% de humedad• RS = 700.000TM x 0.3• RS = 210000TM

• AGUA CONSUMIDA EN LA FORMACIÓN DEL GAS DE RELLENO SANITARIO (WGV)• C68H111O50N + 16H2O → 35CH4 + 33CO2 + NH3

• 1741 288 560 1452 17• • Donde: C68H111O50N es la formula empírica general para materia organica, la masa de

agua que se consume por cada kg de residuo solido volátil rápidamente biodegradable (SVRB) seca y destruidos es:

• • Agua consumida = 288/1741 = 0.165/kg (SVRB)• • De acuerdo al % de materia, la materia organica es el 31.94% en el 2010• • 700000TM x 0.3194 = 223580TM esta es la materia orgánica• • De acuerdo a esto el agua consumida en la formación de gas de relleno sanitario • • (WGV) = 223580kg de materia organica x 0.165 kg de agua/kg de materia organica• WGV= 36890 TM de agua•

• AGUA PERDIDA COMO VAPOR DE AGUA (WVA)• Suponiendo que el gas esta saturado en vapor de agua:• • PV = nRT• • T=295K• P=4.82kN/m2

• V=1.01lt• n=numero de moles• R=0.082atm.lt/mol.K• • n=0.201 moles• • De acuerdo a los gases producidos • • Agua evaporada = 16582.2m3 de gas/año x 0.00362kg de H2O/m3 de gas• Agua evaporada = 60.03kg de agua/año que se arrastra como vapor•

• AGUA QUE SE EVAPORA (WE)• • WE= 0.05 x 700000• WE=35000TM de agua• • CAPACIDAD DE CAMPO DE RELLENO (C.C)• • El agua que entra que no se consume y que no sale como vapor de agua puede

mantenerse en el relleno o puede aparecer como lixiviado. Los residuos y el material de cobertura son capaces de retener agua y esta capacidad de retener se denomina capacidad de campo

• • RESUMEN DEL BALANCE DE MATERIALES PARA AGUA DE RELLENO• • SRS = WRS + WMC + WA - WGV – WVA – WE• SRS = 67074TM + 42000TM + 210000TM - 36890 TM - 60.03TM - 35000TM• SRS = 247123.97TM•

CALCULO DE GAS PRODUCIDOBALANCE DE MATERIA PARA LOS GASES

• Los gases que se producen deben ser extraídos por medios de filtros o tuberías de drenajes, entre los principales gases tenemos el metano de concentraciones altas entre 5-15% asi mismo se produce gas amoniaco y dióxido de carbono cuyas concentraciones van a depender de la composición de los desechos

• • Materia organica + agua bacterias materia organica biodegradable + metano + co2 + otros

gases

• Entonces se puede calcular el volumen total del gas utilizando la ecuación descrita a continuación suponiendo la conversión completa de reciduos biodegradables en CO2

•

• Esta forma química aproximada sin asufre • Rápidamente descomponible= C134H215O97N

• Lentamente descomponible= C203H317O130N• • Rápidamente descomponible• C134H215O97N + 33H2O 70 CH4 + 65CO2+ NH3

• 3392 594 1120 2860 17• • Lentamente descomponible• C203H317O130N + 60H2O 108 CH4 + 95CO2+ NH3

• 4825 1080 1728 4180 17• • Se determina el volumen de metano y de dióxido de carbono producido• Los pesos específicos del metano y dióxido de carbono son 0.717 y 1.978

kg/m3

•

LENTAMENTE DESCOMPONIBLES

RÁPIDAMENTE DESCOMPONIBLE

LENTAMENTE DESCOMPONIBLES

EL PROMEDIO DE LA CANTIDAD DE GAS GENERADO SERÁ

RÁPIDAMENTE DESCOMPONIBLE

• TOTAL DE GASES DE MATERIA ORGÁNICA FÁCILMENTE DESCOMPONIBLE

• • V=0.89m3 de gas / kg de materia orgánica x 223580kg de M.O• V=198986.2m3 de gas en 10 años • V=198986.2m3/ 12meses = 16582.2m3/año• • TOTAL DE GASES DE MATERIA ORGÁNICA LENTAMENTE

DESCOMPONIBLE • • V=0.93m3 de gas / kg de materia orgánica x 223580kg de M.O• V=207929.4m3 de gas en 10 años • V=207929.4m3/ 120meses = 1732.74m3/mes

TRATAMIENTO PARA LOS LIXIVIADOS

• Los lixiviados se originan por la circulación de agua entre la basura, la cual a su paso va disolviendo los elementos presentes en los residuos. El resultado es un líquido altamente agresivo al ambiente principalmente por sus elevadas cargas orgánicas representadas en parámetros de DQO en un rango de 10.000 a 30.000 mg/l, valor que depende del tipo de basura depositada y de la capacidad del relleno y la edad del relleno.

• Idealmente los lixiviados deberían tratarse:• sistemas de ósmosis inversa • Recirculación• Evaporación• Tratamiento convencional• Descargas a sistemas municipales

BIBLIOGRAFIA

• Proyecto de prefactibilidad para la instalacion de un relleno sanitario en el distrito de yarabamba-tesis para optar el grado de baciller

• Manual para la operación de relleno sanitario(Sedesol)• www.openuniversity.com