Desarrollo y optimización de la tecnología OSCAR® para el tratamiento de efluentes con una elevada carga orgánica

Resum

La presente investigación se enmarca en un contexto de necesidad de cambio respecto al tratamiento de residuos de elevada carga orgánica (RECO), que en la actualidad están generando una grave problemática a la salud y al medio ambiente. Así pues, la empresa Ecolotum, Energía Recuperable S.L. ha desarrollado la tecnología OSCAR (Oxidación Sub-Critica de Aguas Residuales) para solucionar este problema. Mediante un acuerdo de colaboración con el Grupo de Catálisis y Procesos de Separación de la Universidad Complutense de Madrid, se ha ido validando su eficacia en el tratamiento de distintos RECO. Esta investigación impulsa de una manera experimental el trabajo realizado por Ecolotum. El desarrollo de esta tecnología comienza por analizar el estado del arte de las tecnologías convencionales, pero también de aquellas tecnologías que junto a OSCAR, parecen haber visto no solo una oportunidad, sino una necesidad de cambiar el tratamiento que siguen estos residuos en la actualidad. La tecnología OSCAR, se basa en la oxidación de la materia orgánica presente en estos residuos manteniendo la fase líquida del agua y, por lo tanto, evitando los costes asociados a su deshidratación y secado. En estas condiciones, mediante la inyección de un agente oxidante, y unas condiciones de presión y temperatura elevadas, se consigue romper los enlaces C-C que caracterizan la materia orgánica, produciendo principalmente CO2 y H2O, junto a compuestos de carbono de cadena corta como el ácido acético. En el presente trabajo se analizan diferentes RECO, principalmente los lodos procedentes de depuradoras urbanas, pero también residuos procedentes de la industria farmacéutica y cervecera, así como diferentes compuestos modelo con el que se comprende mejor la efectividad de esta tecnología. La primera parte de esta investigación, tiene que ver con un análisis técnico. Así pues, se muestra como extremar las condiciones de operación de presión y temperatura por encima de los 300 ºC y los 200 bar, sin exceder la temperatura crítica del agua (374 ºC), maximiza la destrucción de materia orgánica, alcanzando un 90 % de reducción de DQO. Todo ello resulta en un progresivo desarrollo y escalado de la tecnología. Comienza con un reactor discontinuo de pequeño tamaño (300 mL), pasando por el prototipo ALFA, que trabaja con un reactor tubular en continuo y un caudal de (0,3-3) L/h. Termina con el prototipo BETA que trabaja de manera similar al prototipo ALFA, pero con una capacidad de tratamiento casi 50 veces mayor (50 L/h). El prototipo BETA además proporciona datos para completar el estudio económico realizado en la tercera parte de esta investigación. La segunda parte de la investigación trata de analizar el algoritmo de simulación DECOX desarrollado por Ecolotum, el cual es capaz de simular la reacción de oxidación con una gran precisión teórica, y un elevado grado de detalle, en cuanto a parámetros físico- químico se refiere. Afinar el funcionamiento de este algoritmo es fundamental para ahorrar tiempo y recursos en futuras investigaciones con otro tipo de residuos u otro tamaño de instalación, en condiciones de operación diferentes. La tercera parte de esta investigación trata sobre el análisis económico de esta tecnología. Una parte fundamental para el desarrollo empresarial y la implantación real de la tecnología OSCAR en el mercado como mejor técnica disponible. El ahorro producido respecto a las técnicas convencionales es, en ocasiones, superior a 75.000 ¬/año para una planta de 25.000 h.e. Este estudio muestra las barreras de entrada que tiene esta tecnología y otras similares desde el punto de vista económico, puesto que siempre será más rentable desde el punto de vista económico desechar o almacenar los residuos. Aun así, se demuestra que la tecnología OSCAR es rentable en aquellos lugares, en los que el almacenamiento o vertido incontrolado de residuos está completamente prohibido.