1
2
. lixiviados
gos o e 3
Cuantificación. emp os os.. Elementos y opciones de evacuación. . Ejemplos. Definición.
4
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados .
“
” p.ej. Método racional.
. a ance ro g co super c a : – Sin almacenamiento en cobertura. – Con almacenamiento en cobertura.
5
. 2. Balance hidrológico superficial: – Sin almacenamiento en cobertura. – Con almacenamiento en cobertura.
6
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados • CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO, SLC = CC - PMP CC = capacidad de campo (tensión o presión succión ~ 0,1 – 0,33 atm). Cantidad máxima de agua que un suelo o residuo es capaz de retener frente a la acción de la gravedad. RSU: 25 a 50 % p/p base húmeda. RSU: 35 a 105 % p/p base seca. PMP = punto de marchitez permanente (tensión succión ~ 15 atm). Cantidad mínima de agua que queda en el suelo frente a la . Unidades:
seca o base húmeda. 7
. Capacidad de campo: en RSU cambia con la presión. CC(%)= 0,6 – 0,5·W/(W+4536) CC: % p/p, base seca W: Carga peso sobre RSU en kg/m 2 Ejemplo: Calcular el escurrido producido en una planta de embalado Humedad RSU: 30 % res n prensa: m
8
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados Av ailable water content = water content at field ca acit - water content at ermanent wiltin point.
The available water content depends greatly on the soil texture and structure. A range of values for different types of soil is given in the following table.
9
.
10
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados
11
. ESCORRENTÍA SUPERFICIAL = f(pendiente, suelo, vegetación). E=C*P
12
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados BALANCE HIDROLÓGICO SUPERFICIAL
13
.
1. Método “SUPERSIMPLIFICADO”. . a ance ro g co super c a . 3. + capacidad de almacenamiento del residuo .
14
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados Con capacidad de almacenamiento.
15
. Con capacidad de almacenamiento.
16
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados BALANCE CAPA A CAPA
17
. BALANCE CAPA A CAPA. Metodología.
cu os a na e ca a a o, para ca a capa: 1. Cantidad y peso de gas generado, Pgas . , 3. Cantidad de agua como vapor en gas, Avap 4. Peso de agua (en residuos), Pa = agua remanente + lluvia – – 5. Peso seco residuos, Pi = Pi-1 – (Pgas – Acons) 6. Sobrecarga media, W(kg/m2) = sobrecarga + (Pi + Pa)/2 7. Ca acidad de cam o, CC % = 0,6 – 0,5·W/ W+4536 8. Capacidad de retención, CR = CC·Pi 9. Lixiviado generado, L = Pa – CR 10. Agua remanente, Ar = Pa – L 11. Peso total capa = cobertura + Pi + Ar 18
Tema 6.1 Cuantificación de lixiviados 1. Método “SUPERSIMPLIFICADO”. . . 3. + capacidad de almacenamiento del residuo + entradas subterráneas. • DISCRETIZACIÓN ESPACIAL: GLOBAL, CAPAS, CELDAS, … • BALANCE ANUAL, MENSUAL, DIARIO?
19
. 1. Método “SUPERSIMPLIFICADO”. . a ance ro g co super c a . 3. + capacidad de almacenamiento del residuo + entradas subterráneas. 4. Simulación. Ejemplos mensual.
20
Tema 6.2 Estudio de caso. Resultados. Ejemplo material de cobertura
e erm nar a can a e agua que en rar a en un ver e ero s se utiliza una capa de marga arcillosa con un espesor de 0,90 m para la cubrición final. Datos: -Son aplicables los datos de lluvia y evapotranspiración de la tabla ad unta. -El coef. Medio mensual de escorrentía es de 20%. -El contenido de humedad del material de cubrición es el 50% de su capacidad de campo.
21
.
.
.
Ejemplo material de cobertur a. Climatología. mm enero febrero marzo abril mayo
‐ . mm
julio agosto septiembre octubre noviembre diciembre
114,3 88,9 76,2 60,9 40,6 , 2,5 0 5,1 15,2 66,1 99,1
17,8 38 78,7 99,1 132,1 , 177,8 165,1 111,8 99,1 38,1 20,3
Total suma
581,6 1143,0
22
Tema 6.2 Estudio de caso. Resultados. Ejemplo material de cobertura. Espesor (m) Tipo Coef. Escorrentía (%) Humedad (%)
0,9 marga arcillosa 20 50 CC
Capacidad campo (tabla) (cm/m)
27
Capacidad de almacenamiento; CC‐PMP (cm) Deficit de humedad inicial (cm)
13,5 1,35
23
Tema 6.2 Estudio de caso. Resultados. . Mes enero febrero marzo abril mayo junio ulio agosto septiembre octubre diciembre enero febrero abril mayo
Precip. 114,3 88,9 76,2 60,9 40,6 12,7 25 0,0 5,1 15,2 , 99,1 114,3 88,9 , 60,9 40,6
EVT. 17,8 38,0 78,7 99,1 132,1 165,1 177 8 165,1 111,8 99,1 , 20,3 17,8 38,0 , 99,1 132,1
Escorr. 22,9 17,8 15,2 12,2 8,1 2,5 05 0,0 1,0 3,0 , 19,8 22,9 17,8 , 12,2 8,1
Subida (+) o pérdida (‐) humedad 73,6 33,1 ‐17,7 ‐50,4 ‐99,6 ‐154,9 ‐175 8 ‐165,1 ‐107,7 ‐86,9 , 59,0 73,6 33,1 ‐ , ‐50,4 ‐99,6
Deficit humedad cobertura 0 0 ‐17,7 ‐68,1 ‐135,0 ‐135,0 ‐135 0 ‐135,0 ‐135,0 ‐135,0 ‐ , ‐61,2 0,0 0,0 ‐ , ‐68,1 ‐135,0
Infiltración potencial cobertura 60,14 19,62 0 0 0 0 0 0 0 0 0 60,14 19,62 0 24 0
Tema 6.2 Estudio de caso. Resultados. . cobertura….. Reducir infiltr ación. 200,0 180,0 160,0 140,0 120,0 100,0
PREC. EVT.
80,0
INF. 60,0 , 20,0 0,0
25
.
.
Ejemplo l ixiviado. -Determinar la cantidad anual de lixiviados producidos en un ver e ero que se va exp o ar uran e c nco a os. -Los cálculos deberán continuar hasta que el vertedero alcance el equilibrio.
Datos: CANTIDAD DE RESIDUOS Residuos de ositados or día Ton : 1000. Número de días de explotación: 300. Residuos depositados por año (kg): 300.000.000. CARACTERÍSTICAS DEL VERTEDERO Generales Altura del nivel (m): 3. Relación residuos/cobertura (volumen): 6/1. Número de niveles (uno cada año): 5. Material de cobertur a Peso específico del suelo (kg/m3): 1770.
26
Tema 6.2 Estudio de caso. Ejemplo lixiviado -Determinar la cantidad anual de lixiviados producidos en un ver e ero que se va exp o ar uran e c nco a os. -Los cálculos deberán continuar hasta que el vertedero alcance el equilibrio. Datos: CARACTERÍSTICAS DEL VERTEDERO Peso es ecífico del suelo k /m3 : 590. Contenido de en humedad del suelo, supuesto = CC (%): 20. Producción de gas producción de gas (tabla adjunta) Agua consumida en la formación de gas en el vertedero (kg/m 3): 0,160. Agua presente como vapor de agua en el gas del vertedero (Kg/m 3): 0,0160. Peso específico del gas del vertedero (kg/m 3): 1,339.
.
27
.
Ejemplo lixiviado -Determinar la cantidad anual de lixiviados producidos en un ver e ero que se va exp o ar uran e c nco a os. -Los cálculos deberán continuar hasta que el vertedero alcance el equilibrio. Datos: CARACTERÍSTICAS DEL VERTEDERO Ca acidad de cam o FC=0,6-0,55*(W/(4536+W)) FC (%); W: peso de sobrecarga (Kg) (altura media de los residuos en el nivel en cuestión) Cantidad de lluvia La lluvia que entra en la cobertura durante los primeros 5 años (cm/año): 10. La lluvia que entra en la cobertura final después de 5 años (cm/año): 2,5.
28
Producción gas, m3/kg Final del año 1 2 3
Tema 6.2 Estudio de caso. Ejemplo lixiviado. ro ucc n
og s.
5 6 7 8 9 10 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total
.
FRB
FLB
Total
0,000 0,00000 0,059 0,00000 0,103 0,00100 , , 0,044 0,00300 0,015 0,00400 0,000 0,00500 0,000 0,00400 0,000 0,00400 0,000 0,00300 , , 0,000 0,00200 0,000 0,00100 0,000 0,00100 0,000 0,00100 0,000 0,00100 0,000 0,00000 0 000 0 00000 0,000 0,00000 0,000 0,00000 0,294
0,034
0,00000 0,05900 0,10400 , 0,04700 0,01900 0,00500 0,00400 0,00400 0,00300 , 0,00200 0,00100 0,00100 0,00100 0,00100 0,00000 0 00000 0,00000 0,00000 29 0,328
.
FASE 1 Peso total nivel Peso Peso Peso cober. RSU total 885
1475
RSU Lluvia Nivel Peso Humeda seco d Peso Peso total
2360
1180
295
100
2459,999
FASE 1 AÑO GAS producido
1
0,00
AGUA Vapo AGUA cons. r RSU
RSU Rest. Peso
CC AGUA Ret.
0,00
0,00 0,00 3 95,00 1180,00 1672,50 0,45
2
87,03 116,53
3
153,40 205,40 ,
5
,
69,33 92,83
AGUA Rest.
Lixv.
Nivel RSU Peso
533,17 ‐138, 17
0,0
13,92 1,39 379, 68 1077,40 4 073,54 0, 34
366,07
13,61
13,6
366,07 2328,47
24,54 2,45 352,68 896,54 6298,08 0,28
251,28
101,41
101,4
251,28 2032,81
,
,
,
151,29
169,72
169,7
,
,
,
,
,
,
11,09 1,11 321,01 684,38 10047,81 0,22
395,00 2460,00
,
,
151,29 1720,67
30
Tema 6.2 Estudio de caso. FASE 2 Peso total nivel Peso Peso Peso cober. RSU total 885
1475
RSU Lluvia Nivel Peso seco Humedad Peso Peso total
2360
1180
295
25 2384,9998
AÑO 6 AGUA Vapo AGUA cons. r RSU
NIVEL GAS producido AÑO Cantidad Peso 5/6
87,025 116,53
4/6
Peso
Peso Peso
RSU Rest. Peso seco
CC Peso RSU
%
AGUA Rest.
Lixv. AGUA Ret. RSU
Peso
Peso real
‐83,95
0,00
Peso
Nivel RSU Peso Final
13,92 1,39 406,071077,40 1626,7361 0,45
490,02
406,07 2368,47
153,4 205, 40
24,54 2,45 339, 07 896,54
3871,28 0,35
310,87
28,20
28,20
310, 87 2092,41
3/6
110,625 148,13
17,70 1,77 260,01 766,11
5858,94 0,29
222,17
37,83
37,83
222,17 1873,29
2/6
69,325 92, 83
11,09 1,11 213, 35 684,38
7668,03 0,25
174,12
39,23
39,23
174, 12 1743,50
1/6
28,025 37, 53
4,48 0,45 185, 59 651,34
9381,13 0,23
149,33
36,27
36,3
149, 33 1685,66
31
.
.
FASE 2 Peso total nivel Peso Peso Peso cober. RSU total 885
1475
RSU Lluvia Nivel Peso seco Humedad Peso Peso total
2360
1180
295
25 2384,9998
AÑO 7 NIVEL GAS producido AÑO Cantidad Peso 5/7
153,4 205,40
4/7
AGUA Vapo AGUA cons. r RSU Peso
Peso
Peso
RSU Rest. Peso seco
CC Peso RSU
%
AGUA Rest.
Lixv. AGUA Ret. RSU
Peso
Peso real
Nivel RSU Peso Final
Peso
24,54 2,45 406,53 896,54 1536,5347 0,46
413,16
‐6,62
0,00
110,625 148,13
17,70 1,77 291,40 766,11
3601,82 0,36
273,17
18,23
18,23
273,17 1924,28
3/7
69,325 92,83
11,09 1,11 228,20 684,38
5453,64 0,30
205,13
23,07
23,07
205,13 1774,51
2/7
28,025 37,53
4,48 0,45 1 92,25 651,34
7193,66 0,26
171,10
21,15
21, 15
171,10 1707,44
1,18 0,12 169,18 642,64
8885,21 0,24
151,59
17,59
17,6
151,59 1679,23
1/7
7,375
9,88
406, 53 2188,07
32
AÑO
Tema 6.2 Estudio de caso. esu a os.
Lixiviado anual Kg/m2
m3
Kg
,
,
2
13,6
2768849,0
2768,8
3
101,4
20625390,5
20625,4
4
145,5
29592107,7
29592,1
5
169,7
34519326,7
34519,3
6
36,3
7375981,6
7376,0
7
17,6
3578265,1
3578,3
,
,
,
9
48,2
9793843,1
9793,8
10
34,4
7002147,6
7002,1
11
29,3
5956005,9
5956,0
12
28,9
5869876,3
5869,9
13
28,2
5742883,2
5742,9
14
27,4
5572700,9
5572,7
,
.
,
,
,
16
26,6
5404714,2
5404,7
17
26,0
5293700,8
5293,7
18
25,9
5261099,6
5261,1
19
25,6
5215294,4
5215,3
20
25,4
5158667,4
5158,7
21
25,0
5079607,9
5079,6
.
33
.
Producción Lixiviado (m 3/año) 35000,0 30000,0 25000,0 Producción Lixiviado (m3/año)
20000,0 15000,0 10000,0 5000,0 0,0 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
34
Tema 6.3 ElementosElementos-o ciones de evacuación GESTIÓN DE LIXIVIADOS Recolección. Conducción almacenamiento. Tratamiento y evacuación.
35
.
-
BARRERA GEOLÓGICA + REVESTIMIENTO ARTIFICIAL
36
Tema 6.3 ElementosElementos-o ciones de evacuación BARRERA GEOLÓGICA + REVESTIMIENTO ARTIFICIAL
37
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación ELEMENTOS DEL SISTEMA DE RECOLECCIÓN
38
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación ELEMENTOS DEL SISTEMA DE RECOLECCI N
39
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación ELEMENTOS DEL SISTEMA DE RECOLECCI N
40
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación RECOLECCI N DE LIXIVIADOS. OPCIONES. PENDIENTE: – Terrazas. – Continua. CONDUCCIONES: – ara e as. – Espina de pez.
– Simple. – Doble.
Terrazas con 1 a 5 % endiente. Conductos con 0,5 a 1 %. 41
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación RECOLECCI N DE LIXIVIADOS. OPCIONES. PENDIENTE: – Terrazas. – Continua. CONDUCCIONES: – ara e as. – Espina de pez.
– Simple. – Doble.
42
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación RECOLECCI N DE LIXIVIADOS. OPCIONES. PENDIENTE: – Terrazas. – Continua. CONDUCCIONES: – ara e as. – Espina de pez.
– Simple. – Doble.
43
Tema 6.3 Elementos Elementos--opciones de evacuación RECOLECCI N DE LIXIVIADOS. OPCIONES.
44
Tema 6.4 Dimensionamiento “
”
45
Tema 6.4 Dimensionamiento CAPACIDAD DEL SISTEMA DE DRENAJE.
46
Tema 6.4 Dimensionamiento CAPACIDAD DEL SISTEMA DE DRENAJE.
47
Tema 6.4 Dimensionamiento CAPACIDAD DEL SISTEMA DE DRENAJE.
48
Tema 6.4 Dimensionamiento RECOLECCIÓN DE LIXIVIADOS. PROBLEMAS
OBTURACIÓN: – – Precipitación química. – Biopelícula.
.
ROTURA: – Aplastamiento (sobrepeso). – Operación.
• Dimensionamiento holgado. • Trazado correcto. • Pozos de acceso. 49
Tema 6.4 Dimensionamiento TIEMPO DE PENETRACIÓN EN LA IMPERMEABILIZACIÓN
t: tiempo de penetración (periodo de diseño, años). d: espesor de arcilla (m). a: porosidad efectiva (0,1 a 0,3). : permea a ma o. Permeabilidad mínima de 10 -2 cm/s. h: carga hidráulica (m). Se acumule menos de 0,30 m de lixiviado sobre el estrato compuesto de impermeabilización. 50
Tema 6.4 Dimensionamiento ESPACIAMIENTO ENTRE CONDUCCIONES
51
Tema 6.4 Dimensionamiento ESPACIAMIENTO ENTRE CONDUCCIONES
52
Tema 6.4 Dimensionamiento ESPACIAMIENTO ENTRE CONDUCCIONES
L = es aciamiento laterales, cm. c = q / k, cm 3/s/cm/s. k = conductividad hidráulica, cm/s. 10 -2 q = caudal, m3/s. 1 l/s. a = pendiente del estrato de arcilla hacia los recolectores. 2%.
53
Tema 6.4 Dimensionamiento ESPACIAMIENTO ENTRE CONDUCCIONES
54
Tema 6.4 Dimensionamiento EVACUACIÓN DE LIXIVIADOS
55
Tema 6.4 Dimensionamiento EVACUACIÓN DE LIXIVIADOS
56
Tema 6.4 Dimensionamiento EVACUACIÓN DE LIXIVIADOS
57
Tema 6.5 Dimensionamiento •Estudio de caso para sistemas de drenaje y evacuación. •Definición de un sistema adecuado para un caudal de 1 l/s de lixiviado. - Determinar las características de la capa de drenaje y la tubería de evacuación de lixiviados.
58
