PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA ACELERAR LA DEGRADACION DE MATERIA ORGANICA BIOGENA EN VERTEDEROS DE BASURA.

Procedimiento para acelerar la degradación de materia orgánica biógena en vertederos de basura,

en los que las basuras están depositadas en un montón (11) apilado sobre un fondo de vertedero (21), en cuyo montón está introducida al menos una tubería de aspiración a través de la cual se succionan los gases del vertedero producidos en el montón, caracterizado porque la cantidad de gas succionada en la zona del fondo del vertedero es mayor que la cantidad de gas producida en esta zona por descomposición, de modo que, a través del aire exterior, penetra oxígeno en el montón (11) y se transfiere el proceso de descomposición a una descomposición al menos ampliamente aerobia

Procedimiento y dispositivo para acelerar la degradación de materia orgánica biógena en vertederos de basura.

La invención concierne a un procedimiento para acelerar la degradación de materia orgánica biógena en vertederos de basura, en los que las basuras están depositadas en un montón apilado sobre un fondo de vertedero, en el cual está introducida al menos una tubería de aspiración a través de la cual se succionan gases de vertedero producidos en el montón.

La invención concierne también a un dispositivo para realizar el procedimiento antes citado, el cual comprende al menos una tubería de aspiración introducida en el montón y que se extiende hasta la zona del fondo del vertedero, al menos una sonda de medida para analizar y medir la concentración de los gases producidos en el montón, y un dispositivo de control para ajustar la potencia de aspiración, concretamente el caudal de los gases succionados en la tubería o tuberías de aspiración en función de los gases detectados por la sonda o sondas de medida y de sus concentraciones.

Por basuras se entienden aquellas mezclas que consisten en basura doméstica o basuras industriales semejantes a la basura doméstica y que, aparte de constituyentes inorgánicos no descomponibles, presentan constituyentes orgánicos que se descomponen por vía aerobia en presencia de oxígeno y una humedad suficiente y por vía anaerobia en ausencia de oxígeno.

Únicamente en tiempos recientes se han creado por la separación de basuras las condiciones necesarias para realizar deliberadamente un aprovechamiento y/o eliminación de basuras por medio de un compostaje (aerobio) o en procesos anaerobios (torres de putrefacción o similares) a fin de que, con un espacio de vertedero cada vez más escaso, se garantice una eliminación de basuras que presente la máxima compatibilidad con el medio ambiente. La basura orgánica completamente degradada por vía aerobia puede emplearse como composte. En un tratamiento anaerobio de basura se puede utilizar el metano obtenido como energía aprovechable. Se aplica también una consideración correspondiente siempre que la basura esté suficientemente seca hasta un grado de producto estabilizado y se queme aprovechando el poder calorífico.

Sin embargo, particularmente en años anteriores se han apilado las basuras producidas formando montículos de basura o bien se han volcado éstas en fosos existentes o creados. Después del agotamiento de la capacidad y el cierre de estos vertederos se han cubierto más o menos los montones y en casos particulares se han sembrado éstos de verde. La descomposición anaerobia de los constituyentes orgánicos que se establece forzosamente en el montón apilado conduce a una formación de gas metano que alcanza concentraciones intolerables, especialmente en zonas urbanas o próximas a las ciudades.

Por tanto, en tales vertederos cerrados se han introducido tuberías de aspiración a través de las cuales se ha succionado el gas de vertedero producido. Las concentraciones de gas metano inicialmente altas de hasta un 60% en volumen admiten una succión y combustión económicas del metano en centrales de calefacción de bloques de viviendas. Sin embargo, el proceso de degradación se desacelera con el tiempo, de modo que el contenido porcentual de metano en el gas de vertedero succionado se hace netamente más pequeño y, por último, se alcanzan concentraciones que, por un lado, excluyen una combustión económica y, por otro lado, alcanzan aún valores de, por ejemplo, hasta un 25% en volumen que pueden provocar situaciones de peligro por explosiones en recintos cerrados. Debido a la migración del gas, se pueden puentear así distancias relativamente grandes (hasta 300 m son conocidos por el autor) antes de que el gas entre, por ejemplo, en espacios de bodegas o en pozos de agua residuales y forme aquí peligrosas mezclas gaseosas explosivas.

Para minimizar esta amenaza, la succión del gas de vertedero se tiene que realizar todavía, según el estado de la técnica, durante varios años. A este fin, se realizan succiones del gas de vertedero a través de tuberías de succión existentes, pozos existentes o similares a lo largo de toda la altura del montón, regulándose la potencia de aspiración de manera correspondientemente adaptada a la cantidad del gas de vertedero producido.

Si disminuyen aquí las concentraciones de CH₄ por debajo de aproximadamente 25 a 27% en volumen, no existe ya capacidad de combustión del gas. Se tiene que elevar la concentración de CH₄ hasta más de 30% en volumen por medio de la adición de gas para quemar la mezcla gaseosa, o bien se oxida la mezcla gaseosa sin adición de gas, por ejemplo en una etapa de catalizador, para dar CO₂.

El documento US-A 5632798 describe un procedimiento para el compostaje aerobio de basura orgánica, en el que se carga y se airea la basura orgánica en un saco.

El documento US-A 4837153 describe lanzas para inyectar o succionar aire o líquidos.

El documento US-A 6024513 revela un procedimiento de compostaje de basura doméstica en un amontonamiento que, al mismo tiempo, es humedecido y recorrido con gas inyectado a través de varias lanzas.

S. Knauf y otros, en Korrespondenz Abwasser del 1 de Marzo de 1996, volumen 43, No. 3, páginas 428-435, "Kompostmieten - Gegenüberstellung verschiedener Belüftungsvarianten", tratan de las diferencias entre una ventilación de aspiración y una ventilación de impulsión en cajas de putrefacción.

Según el procedimiento descrito en el documento AT 403 480 B para la degradación microbiológica y/o la estabilización de mezclas fermentadas por vía al menos temporalmente anaerobia en vertederos, se deberá sellar la superficie creada por un trabajo de desmonte de una manera sustancialmente estanca a los fluidos antes y/o después del tendido de tuberías de fluido, después de lo cual se inyecta a través de las tuberías introducidas un gas oxigenado en zonas previstas para el trabajo de desmonte.

En el documento US-A 5642630 se describe un procedimiento para transportar y separar metano y dióxido de carbono provenientes de cuerpos de vertedero. Se ajusta aquí la presión de aspiración de modo que se evite una migración del aire atmosférico a las capas de la superficie.

El documento EP 0 505 218 A muestra y describe una lanza equipada con aberturas para la succión de gas metano.

Debido a los pozos de gas usualmente configurados con un filtrado que llega casi hasta la superficie, una aspiración más fuerte conduce solamente a una aireación próxima a la superficie y a una eventual reacción de la materia orgánica biógena. En capas más profundas la mayor parte del material vertido no produce variación alguna de las condiciones de reacción. Por otro lado, debido a la degradación biológica se tiene que, a consecuencia del proceso de hidrólisis, algunos compuestos orgánicos asumen una forma disuelta en agua y son evacuados a través del agua de filtración. Por tanto, conducen a una posible contaminación del agua subterránea (medida como contenido de CSB (demanda química de oxígeno) y de NH₄ en el agua de filtración). Según los actuales conocimientos, el riesgo de emisiones de gas y el de las emisiones de agua de filtración duran entre 50 y 100 años.

Por tanto, el cometido de la presente invención consiste en indicar un procedimiento y un dispositivo de la clase citada al principio con los cuales, minimizando el gasto que se ha de hacer en otros casos, se pueda conseguir una degradación masivamente acelerada de la materia orgánica biógena en vertederos de basura. El tiempo de tránsito hasta la degradación casi completa de la materia orgánica biodegradable deberá reducirse netamente, en general hasta menos de 10 años.

Este problema se resuelve por el procedimiento según la reivindicación 1 y con el dispositivo según la reivindicación 5; en las reivindicaciones 2 a 4 y 6 a 11 subordinadas se describen perfeccionamientos según la invención.

La idea central de la presente invención se basa en que se ajustan en el montón unas condiciones aerobias en las cuales los procesos de degradación biológica se desarrollan de forma sensiblemente más rápida que en condiciones anaerobias. Gracias a la medida de que en la zona del fondo del vertedero la cantidad de gas succionada es mayor que la cantidad de gas producida en esta zona por descomposición, se establecen forzosamente al cabo de algún tiempo unas condiciones aerobias en el montón apilado en función de la potencia de aspiración. A través...

1. Procedimiento para acelerar la degradación de materia orgánica biógena en vertederos de basura, en los que las basuras están depositadas en un montón (11) apilado sobre un fondo de vertedero (21), en cuyo montón está introducida al menos una tubería de aspiración a través de la cual se succionan los gases del vertedero producidos en el montón, caracterizado porque la cantidad de gas succionada en la zona del fondo del vertedero es mayor que la cantidad de gas producida en esta zona por descomposición, de modo que, a través del aire exterior, penetra oxígeno en el montón (11) y se transfiere el proceso de descomposición a una descomposición al menos ampliamente aerobia.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la succión de gas se realiza exclusivamente en la zona del fondo del vertedero, preferiblemente en el tercio inferior del montón (11) y/o en un área que se extiende hasta 6 m por encima del fondo (21) del vertedero.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la succión de gas se realiza en varios lugares dispuestos en la zona del fondo del vertedero, que preferiblemente son equidistantes uno de otro.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se controla la potencia de aspiración en función de la composición del gas medida a diferentes alturas en el montón de modo que en cada lugar del montón se ajuste un contenido de oxígeno necesario para una descomposición aerobia.

5. Dispositivo para la puesta en práctica del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende al menos una tubería de aspiración introducida en el montón y que se extiende hasta la zona del fondo del vertedero, al menos una sonda de medida para analizar y medir la concentración de los gases producidos en el montón y un dispositivo de control para ajustar la potencia de bombeo, concretamente el caudal de los gases succionados en la tubería o tuberías de aspiración en función de los gases detectados por la sonda o sondas de medida y de su concentración, caracterizado porque la abertura de succión de la tubería o tuberías de aspiración está dispuesta en la zona del fondo del vertedero, concretamente en el tercio inferior del montón.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque en el montón (11) están introducidas varias tuberías de aspiración dispuestas preferiblemente en posiciones equidistantes una de otra.

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque están instaladas varias tuberías de aspiración cuya posición, distancia y potencia de bombeo se han elegido de modo que sus zonas operativas de succión al menos se toquen y preferiblemente se solapen en grado insignificante.

8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque se puede regular individualmente la potencia de bombeo en cada tubería de aspiración, pudiendo controlarse esta potencia preferiblemente en función de la concentración del gas medida en la correspondiente zona operativa.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, caracterizado porque las tuberías de aspiración (trayectos filtrantes) poseen en su zona superior una envolvente hermética al gas, eventualmente por medio de un revestimiento (forro) contraído, y poseen solamente en su zona inferior una o varias aberturas de aspiración de gas.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizado porque los niveles de aspiración se extienden hasta por debajo del nivel del agua subterránea.

11. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque, para medir la composición del gas a diferentes profundidades, unos cartuchos filtrantes para la toma de muestras de gas están empotrados en capas de gravilla de preferiblemente 1 m de espesor dentro de una perforación en la que están superpuestos estratos de gravilla filtrante y arcilla que preferiblemente tienen cada uno de ellos 1 m de espesor.