Lodos Residuales Bonos de Carbono

SUBDIRECCIÓN GENERAL TÉCNICA
GERENCIA DEL CONSULTIVO TÉCNICO
SUBGERENCIA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL
Dr. Arturo Cruz Ojeda
Diciembre de 2009 EFECTOS DE LA ACUMULACIÓN DE GEI EN LA ATMÓSFERA, CIENTÍFICAMENTE COMPROBABLES •  La $erra se está calentando por efecto de invernadero provocado por el exceso de GEI generados por las ac$vidades del hombre y acumulados en la atmósfera •  EL IPCC, 2007, calculó que las temperaturas medias para este siglo variaran de 1.4 a 5.8 0C •  Lo anterior, incrementará el nivel de del mar, por deshielo de los casquetes polares por lo que se inundarán zonas costeras •  Con el incremento en la temperatura, habrá mayores precipitaciones, se incrementaran las tormentas tropicales, la sequías serán más intensas y en consecuencia, la escasez de agua se incrementará y por tanto, habrá más problemas sociales en la lucha por el agua SITUACIÓN ACTUAL DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI, CO2 y CH4) •  Actualmente a nivel mundial no hay legislación para regular la emisión de GEI. Solamente Gran Bretaña $ene una en proceso de aprobación •  En 2007, el gobierno mexicano elaboró una estrategia Nacional de Cambio Climá$co, por parte de la Comisión Intersecretarial de Cambio Climá$co de la SEMARNAT. •  Las acciones que está impulsando el gobierno mexicano para mi$gar el cambio climá$co son: detener el deterioro de los bosques, aprovechar en forma sustentable los recursos, mejorar la eficiencia energé$ca y reducir la contaminación ambiental, entre otras (INE,2007). GASES DE EFECTO INVERNADERO REGULADOS POR EL PROTOCOLO DE KYOTO (INE, 1998 Y IPCC, 2007) •  CO2 (Para el año 2000, a nivel mundial, se emi$eron 963.3 millones de toneladas totales) •  CH4 •  N2O •  Hidrofluorocarbonos (HFC) •  Perfluorocarbonos (PFC) •  Hexafluoruro de Azufre (SF6) •  Perfluorometano (CF4) •  Perfluoroetano (C2F6) % DE EMISIONES DE CO2 A NIVEL MUNDIAL, EN EL PERIÓDO DE 1950-­‐2000 FUENTES PRODUCTORAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO(GEI) •  Procesos naturales » 
El equilibrio en la emisión y absorción (sumidero) de carbono a través de la ocurrencia de procesos naturales ha exis$do por largo $empo. » 
Las plantas producen y absorben carbono, lo que man$ene condiciones apropiadas (en equilibrio) para la vida en la $erra. » 
Un exceso de gases de invernadero facilita su acumulación en la $erra, alterando los procesos naturales que ocurren en el planeta. FUENTES PRODUCTORAS DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (con\nuación ) (ONU, 1998 y IPCC, 2007) •  Origen antropogénico »  Quema de combus$bles fósiles (transporte e industria) »  Cambio en el uso del suelo forestal a otros usos »  Ac#vidades: industriales, agrícolas y ganaderas »  Descomposición de la basura y quema de ella » Tratamiento anaerobio de aguas residuales Y LODOS RESIDUALES y »  Contribución de lagos y embalses ar$ficiales en la emisión de gases de efecto invernadero (CO2 y CH4) BONOS DE CARBONO
•  Es
un
mecanismo
internacional
de
descontaminación para reducir las emisiones de
contaminantes del medio ambiente.
•  Fue propuesto por el Protocolo de Kyoto (2005)
para reducción de emisiones causantes del
calentamiento global o efecto invernadero.
MECANISMO DE DESARROLLO LIMPIO (MDL)
•  Es otro mecanismo de reducción de GEI y, propiamente es un
instrumento de mercado, que puede ser financiado por países de
economías sólidas, como JAPÓN, INGLATERRA, CANADA Y
OTROS PAÍSES DE EUROPA (compradores de bonos de
carbono).
CERTIFICADO DE REDUCCIÓN DE EMISIONES (CER)
•  A cambio de la reducción de GEI, los países en vías de desarrollo,
reciben Certificados de Reducción de Emisiones (vendedores de
bonos de carbono).
•  La reducción de emisiones de GEI, se miden en
toneladas de CO2 equivalente y se traducen en
Certificados de Emisiones Reducidas (CERs).
•  Un CER equivale a una tonelada de CO2, que se
deja de emitir a la atmósfera y puede ser
comercializado.
•  El CO2 equivalente, resulta de multiplicar la
emisión de metano por el factor de conversión de
su potencial de Calentamiento global (21) más el
valor de la emisión de CO2.
Ac\vidades Selección y diseño del proyecto para reducir GEI (Planta de tratamiento, captura y quema de biogás). Validación y registro del proyecto, por parte de la autoridad nacional , en este caso la SEMARNAT. (Aprobación). Operación, monitoreo y cuan\ficación precisa de la can$dad generada y que se quema de metano. Verificación y cer\ficación, de la metodología que se sigue para la reducción de GEI, por autoridades de las Naciones Unidas asignadas. Si se cumple, entonces se calculan y se verifica que realmente se estén reduciendo los niveles de GEI y entonces se ex$enden los CERs, y ya pueden ser vendidos al mercado. LODOS RESIDUALES MUNICIALES
•  Son un subproducto acuoso generado del
tratamiento del agua residual, en donde se
concentran muchos de los contaminantes, físicos,
químicos y microbiológicos que se retiran del agua.
•  Su reúso o disposición final tiene que satisfacer los
requisitos de la NOM-004-SEMARNAT-2002 y por
el alto contenido de microorganismos patógenos,
se considera residuo peligroso, de acuerdo a la
norma NOM-052-SEMARNAT-2005, por lo que se
requiere disponerlos sanitariamente.
•  Todos los procesos de tratamiento producen lodos
en menor o mayor cantidad.
•  El contenido de humedad de los LRM varia de 95 a
98 %.
•  Presentan un contenido de materia orgánica
biodegradable del 80 % y el resto es materia
inorgánica inerte o no biodegradable.
TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE
LODOS RESIDUALES
A.  Concentración de lodos para reducir volumen.
B.  Estabilización de lodos para evitar su
descomposición
y
así
reducir
riesgos
ambientales y de salud pública.
C.  Deshidratación para hacerlos más manejables y
transportables (Acondicionamiento previo).
D.  Disposición y Aprovechamiento sustentable.
Tanque
circular
con
rebosadero para salida del
sobrenadante y la salida
de lodos en la parte baja
del centro.
ESTABILIZACION DE LODOS
RESIDUALES
PROCESOS PARA TRATAR LODOS
RESIDUALES
•  Proceso aerobio
•  Tratamiento con cal
•  Proceso anaerobio
•  Composteo
•  Vermicomposteo
•  Incineración
Tanque de digestión anaerobia con tapa flotante, para la
estabilización de lodos residuales, en la PTARM de la Ciudad
en la Paz, Baja California (2007).
Parte del biogás se usa para
calentamiento
de
los
biodigestores y la otra, se
quema.
El biogás generado de la diges$ón anaerobia requiere de eliminar humedad y de remover los malos olores, lo que se logra con un sistema de deshumetación y desodorización. El metano que con$ene biogás es incinerado en un quemador de gas de alta eficiencia (93% se transforma a CO2). REACCIONES QUÍMICO-­‐BIOLÓGICAS QUE TIENEN LUGAR DURANTE LA EMISIÓN GEI GENERACIÓN Y EMISIÓN OXIDACIÓN DEL METANO (Guérin, et al., 2006) Con la oxidación (quemado) del metano a bióxido de carbono, se logra reducir el potencial de calentamiento global, ya que el CH4, es 21 veces más energé\co que el CO2, por tanto al realizar este proceso, se reduce en 21 bonos de carbono o sea 21 CER. Tipos
proyecto
de
No. de
Proyectos
Ubicación
Reducción de CO2
equivalente
(Miles de toneladas/año)
Manejo de
residuos en
granjas
porcícolas
88
Aguascalientes, Chihuahua, Chiapas,
Coahuila, Durango, Edo. de México,
Guanajuato, Jalisco, Michoacán, Nuevo León,
Nayarit, Puebla, Querétaro, Sinaloa, San Luis
Potosí, Sonora, Oaxaca, Tamaulipas,
Veracruz y Yucatán.
2,507
Metano de
rellenos
sanitarios
9
Aguascalientes, Chihuahua, Durango, Edo. De
México, Morelos y Jalisco
1,110
Manejo de
aguas
residuales
1
Sonora
Energía eólica
8
Baja California y Oaxaca
Hidroeléctricos
4
Guerrero, Jalisco, Michoacán y Oaxaca
161
Cogeneración
y eficiencia
energética
9
Edo. México, Hidalgo, Michoacán, Sinaloa,
Sonora, Tabasco, Tamaulipas, Quintana Roo y
Veracruz.
703
Emisiones
fugitivas
2
Coahuila y Veracruz
665
Transporte
1
Distrito Federal
24
10
2,216
 El CO2, CO y componentes traza, se eliminan fácilmente
con una suspensión de CaO en relación 1 a 3, así se
alcanza a tener una concentración de H2S a un valor de
menos de 10 mg/l (con un tiempo de contacto de 319 min),
que reduce la corrosión y mantiene la concentración de
CH4 por encima del 90%, incrementando la eficiencia del
motor y su generador.
 Con la ayuda de un compresor, se introduce el biogás a
presión y
se facilita el mezclado, que incrementa la
eficiencia del sistema. En dado caso que la producción de
biogás no sea constante se usa un controlador de tiempo
(Timer), para controlar el encendido y el apagado.
El tubo de entrada de biogás debe estar perforado para provocar una mejor distribución del biogás. Se hace uso de un compresor para facilitar la entrada a presión del biogás y mejorar el mezclado. •  En países avanzados, los lodos son estabilizados
por digestión anaerobia, por su baja producción
de lodos, bajos requerimientos de nutrientes y
aprovechamiento del biogás.
•  En México su uso es reducido, debido dos
factores principales:
a)
Falta de conocimiento sobre el diseño,
construcción
y
operación
de
reactores
aerobios y
procesos.
b)
Pobre difusión de las ventajas sobre otros
•  Se tiene que buscar condiciones óptimas para obtener
la máxima producción de biogás.
•  Disminución
0.43.
en el valor de los CERs de 0.93/año a
•  Los requerimientos de certificación son mayores, esto
es, se exige utilizar equipos (agitadores, medidores de
biogás, incineradores, entre otros) más sofisticados,
que son de mayor costo.
•  Los costos de construcción y equipamiento de los
digestores se ha incrementado para 7.2 l/s tiene un
conto de cerca 3 millones (Noyola, 2009). El mayor
costo corresponde al quemador de biogás.
•  Optimización del proceso anaerobio (mejora del sistema
de mezclado, temperatura y pH óptimos, entre otros).
•  Evaluar las alternativas en el uso de los subproductos de
la digestión anaerobia:
Comercialización de lodos eficientemente
estabilizados,
Obtención de bonos de carbono,
Generación de electricidad y su
aprovechamiento y
Obtención de carbón activado, material de
elevado uso en la descontaminación
del agua.