tema6.RSII

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