S.EPA
Agency
USO DE BIORREACTORES
PARA CONTROLAR
LA CONTAMINACION DEL AIRE
U.S Environmental Protection Agency
-------
EPA-456/R-04-002
junio de 2004
USO DE BIORREACTORES PARA CONTROLAR
LA CONTAMINACION DEL AIRE
Preparado por
The Clean Air Technology Center (CATC)
U.S. Environmental Protection Agency (El43-03)
Research Triangle Park, North Carolina 27711, EE.UU.
U.S. Environmental Protection Agency
Office of Air Quality Planning and Standards
Information Transfer and Program Integration Division
Information Transfer Group (El 43-03)
Research Triangle Park, North Carolina 27711, EE.UU..
-------
RENUNCIA DE RESPONSABILIDAD
Este reporte ha sido revisado por la Information Transfer and Program Integration
Division, division de transferencia de information e integration de programas, de la Office of Air
Quality Planning and Standards, oficina de planificacion y normas de calidad del aire, de la U.S.
Environmental Protection Agency, agencia de protection ambiental de EE.UU., y aprobado para
su publication. Esta aprobacion no significa que el contenido de este reporte refleje los puntos
de vista y las politicas de la U.S. Environmental Protection Agency. No debe interpretarse que
los nombres comerciales o productos comerciales mencionados constituyan una aprobacion o
recomendacion para el uso. Estan disponibles copias de este reporte del National Technical
Information Service, servicio nacional de information tecnica, U.S. Department of Commerce,
departamento de comercio de EE.UU., 5285 Port Royal Road, Springfield, Virginia 22161,
numero de telefono (800) 553-6847.
-------
PROLOGO
El Clean Air Technology Center (CATC), centra de tecnologia para el aire limpio, sirve
como recurso en todas las areas de las tecnologias emergentes y existentes de prevention y
control de la contamination del aire, y brinda acceso publico a datos e information sobre su uso,
eficacia y costo. Asimismo, CATC proporcionara asistencia tecnica, incluido el acceso a la base
de conocimientos de la EPA, a agencias del gobierno y a otros terceros, segun lo permitan los
recursos, relacionada con la factibilidad tecnica y economica, operation y mantenimiento de
dichas tecnologias.
Acceso publico y transferencia de informacion
Pagina de bienvenida en INTERNET I Red Mundial
http://www.epa.gov/ttn/catc
Comunicaciones
Linea de informacion de CATC: (919) 541-0800 (ingles)
Linea de informacion de CATC/CICA: (919) 541-1800 (espanol)
Gratis (800) 304-1115 (espanol)
FAX: (919) 541-0242
Correo electronico: catcmail@epa.gov
Recursos de datos
• RACT/BACT/LAER Clearinghouse (RBLC)
Consultas, visualization y descarga de datos seleccionados sobre
- Aplicaciones de tecnologia especifica de origen
- Requisites normativos sobre contaminacion del aire
• PRODUCTOS DE CA TC
Descarga de reportes tecnicos, informacion sobre costos y software
Programas y centros relacionados
• C1CA - U.S.-Mexico Border Information Center on Air Pollution, centre de
information sobre contaminacion de aire para la frontera entre EE.UU. y
Mexico
• SBAP - Small Business Assistance Program, programa de asistencia para
empresas pequenas
• International Technology Transfer Center for Global Greenhouse Gases, centro
internacional de transferencia de tecnologia para los gases de efecto de
invernadero global
iii
-------
RECONOCIMIENTOS
Este boletin tecnico fue posible gracias a los esfuerzos diligentes y persistentes de
Lyndon Cox y Dexter Russell, Empleados Ambientales Mayores del Clean Air Technology
Center (CATC). Lyndon y Dexter hicieron un trabajo excepcional en identificar fuentes de
informacion, recopilar datos relatives y redactar este boletin. El CATC tambien agradece los
comentarios utiles y oportunos, y la cooperation, de los siguientes revisores expertos:
Charles Darvin
Air Pollution Control Division, division de control de contamination del aire
National Risk Management Research Laboratory, laboratorio nacional de investigation
sobre administration de riesgos
Office of Research and Development, oficina de investigation y desarrollo
£7.5. EPA
Mohamed Serageldin
Emission Standards Division, division de normas de emision
Office of Air Quality Planning and Standards, oficina de planificacion y normas de
calidad del aire
Office of Air and Radiation, oficina de aire y radiation
U.S. EPA
Asimismo, el CATC agradece a los individuos, empresas e instituciones que
suministraron la informacion sobre tecnologia de biorreaccion utilizada para preparar este
Boletin Tecnico. Los contribuidores se indican en la section de REFERENCIAS de este boletin.
iv
-------
CONTENIDO
TEMA Pagina
RENUNCIA DE RESPONSABILIDAD [[[ ii
PROLOGO [[[ iii
RECONOC1M1ENTOS [[[ iv
CONTENIDO [[[ v
FIGURAS [[[ vi
TABLAS [[[ vii
INTRODUCCION [[[ 1
iQue es la biorreaccion? [[[ 1
<,Por que es importante la biorreaccion? [[[ 1
DESCRIPCION GENERAL [[[ 2
funcionan los biorreactores? [[[ 2
FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO:
VARIABLES Y LIMITACIONES [[[ 3
Temperature [[[ 3
Humedad [[[ .' ............................................. 4
-------
CONTENIDO (continuation)
CONCLUS1ONES 25
REFERENC1AS 26
APENDICE A: PREMISAS DE COSTO OPERATIVO DEL D1SPOS1TIVO
DECONTROL 27
FIGURAS
1. Biofiltro basico 2
2. Biofiltro con reciclado de emisiones 9
3. Biofiltros en serie, horizontalmente 9
4. Biofiltro en el suelo 10
5. Fotografia de cuatro biofiltros que se estan instalando en Arlington, TX
en la planta del sistema efluentes de central regional 10
6. Filtro percolador 13
7. Filtro biopercolador 14
8. Biodepurador 16
9. Modos de operacion del oxidante termico regenerative 21
10. Oxidante termico recuperative de tres fascs 21
11. Oxidante catalitico 22
VI
-------
CONTENIDO (continuation)
Tablas
1. Tiempos de reaclimatacion del biorreactor despues de periodos sin uso 7
2. Resumen de caracteristicas de diseno de biofiltros existentes 11
3. Costodel biofiltro por unidad de volumen de flujode aire 12
4. Caracteristicas generates de los filtros biopercoladores 14
5. Caracteristicas de diseno para filtros biopercoladores existentes IS
6. Costo del filtro biopercolador por unidad de volumen de flujo de aire IS
7. Caracteristicas de diseno de los biodepuradores 18
8. Costo de control estimativo para procesos termicos y cataliticos 23
9. Costos de control al usar las biorreacciones 24
VII
-------
Esta pagina se ha dejado en bianco intencionalmente
VIM
-------
USO DE BIORREACTORES PARA CONTROLAR LA
CONTAMINACION DEL AIRE
INTRODUCTION
Los bioireactores utilizan un proceso natural tan antiguo como la vida misma. Para poder
sobrevivir, cualquier ser viviente debe tener una fuente de energia (alimento) y agua (humedad).
La manera en que se usan estas necesidades para eliminar contaminantes de corrientes de aire
contaminadas es el tema de este reporte. -
tQu£ es la biorreaccidn?
En la contamination del aire, la biorreaccion simplemente es el uso de microbios para
consumir contaminantes de una corriente de aire contaminado. Casi cualquier sustancia, con la
ayuda de microbios, se descompondra (desintegrara), dado el medio ambiente apropiado. Esto es
especialmente cierto para los compuestos organicos. Sin embargo, ciertos microbios tambien
pueden consumir compuestos inorganicos, tales como el sulfuro de hidrogeno y los oxidos de
nitrogeno.
£Por que es importante la biorreaccidn?
En pocas palabras: ;SU COSTO! El costo de capital de una instalacion por biorreaccion
es por lo general una mera fraction del costo de una instalacion de un dispositive de control
traditional.3 Los costos operatives tambien son generalmente considerablemente menores que
los costos de la tecnologia traditional. Las unidades de control termico y catalitico consumen
grandes volumenes de combustible costoso. Los biorreactores utilizan unicamente cantidades
pequenas de energia electrica para conducir dos o tres motores pequenos. Normalmente, los
biorreactores no requieren mano de obra a tiempo complete, y los unices suministros operatives
necesarios son pequenas cantidades de macronutrientes. Los biofiltros, el tipo de biorreactor
mas comun, por lo general emplean leches (medios sobre los cuales viven los microbios)
fabricados de materiales organicos que ocurren naturalmente (materiales cortados de parques y
jardines, turba, corteza, astillas de madera o abono) que son consumidos lentamente por la
biomasa (es decir, microbios). Estos leches organicos por lo general pueden suministrar la
mayoria de los macronutrientes necesarios para sustentar la biomasa. Los lechos se deben
reemplazar cada 2 a 5 anos (Ref. 1), dependiendo de la option de material del lecho.
La biorreaccion es un proceso "verde," mientras que los enfoques tradicionales no lo son.
La combustion de cualquier combustible generara oxidos de nitrogeno (NOx), materia
particulada, dioxido de azufre (SO2) y monoxide de carbono (CO). Los biorreactores por lo
general no generan estos contaminantes ni ningun contaminante peligroso.b Los productos de
una biorreaccion que consume hidrocarburos son agua y dioxido de carbono (CO2).
"Los dispositivos de control tradicionales mcluyen oxidacion tdrmica y catalftica, adsorcion y absorcion de carbono
(depuradores)
bLos biorreactores en los estados nortefios podrian requenr el calentamiento de las emisiones a fin de obtener condiciones
optimas. La fuente de este calor podria generar contaminantes por combustion
-------
Los biorreactores funcionan bien, pero los microbios son meticulosos con respecto a lo
que comen. Los microbios necesitan la concentration correcta de contaminante, temperatura,
humedad y pH. Existen muchas oportunidades para cometer errores en el diseno y en la
operation de un sistema de biorreaccidn. Sena importante que todos aquellos que piensen acerca
de la biorreaccion conversen sobre su situacion con un representante del fabricante o un experto
en el tema. Si una situacion particular de control de la contamination del aire cumple con los
requisites necesarios, los beneficios en el costo pueden ser sustanciales.
DESCRIPCION GENERAL
<,C6mo funcionan los biorreactores?
Los microbios ban habitado la Tierra desde el momento en que la Tierra se enfirio lo
suficiente como para permitir la existencia de cualquier forma de vida. Los microbios tienen un
ciclo de vida simple: nacen, comen, crecen, se reproducen y mueren. Su dieta se basa
principalmente en compuestos de carbono, agua, oxigeno (para reacciones aerobicas) y
macronutrientes. Los biorreactores usan microbios para eliminar contaminantes de las
emisiones, al consumir dichos contaminantes. El concepto es simple, pero la ejecucion puede ser
bastante complicada.
Los biorreactores se ban usado por centenares de anos para tratar aguas cloacales y otros
desechos olorosos transportados por el agua. Hace aproximadamente sesenta anos, los europeos
comenzaron a usar los biorreactores para tratar el aire contaminado (olores), en particular, las
emisiones provenientes de las plantas de tratamiento de aguas cloacales y las plantas extractoras
de grasa. El proceso inicial utiliza un dispositive denominado "biofiltro." Un biofiltro es por lo
general una caja rectangular que contiene un pleno encerrado en al fondo, un bastidor de soporte
arriba del pleno, y varies pies de medios (lecho) arriba del bastidor del soporte. Vea la Figura 1.
Aire descontaminado a la atm6sfcra
Aire contaminado
t t t tl
Vcntilador
DesagOc del agua al
tratamiento dc eflucntcs
Figura 1. Biofiltro basico
Se utiliza un gran numero dc materiales para los medios del lecho, turba, abono
provenicnte de desechos de parques y jardines, corteza, tierra gruesa, grava o formas plasticas
(Ref. 2). A veces se mezclan con los medios del lecho conchas de ostra (para neutralizar la
-------
acumulacion de acido) y fertilizante (para macronutrientes). El bastidor de soporte se perfora
para permitir que el aire del pleno se desplace hacia los medios del lecbo para entrar en contacto
con los microbios que viven en el lecho. Las perforaciones tambien permiten que se drene el
exceso de humedad condensada del lecho hacia el pleno.
Se utiliza un ventilador para recoger el aire contaminado de un edificio o proceso. Si el
aire es demasiado caliente, demasiado frio, demasiado seco o demasiado sucio (con solidos
suspendidos), podria ser necesario pretratar la corriente de aire contaminada para obtener las
condiciones optimas antes de introducirla al biorreactor. El aire contaminado se transmite a un
pleno por medio de un conducto. A medida que fluyen las emisiones a traves de los medios del
lecho, los contaminantes son absorbidos por la humedad en los medios del lecho, entrando en
contacto con los microbios.0 Los microbios reducen las concentraciones de contaminante al
consumir y metabolizar los contaminantes. Durante el proceso de digestion, las enzimas en los
microbios convierten los compuestos en energia, CO2y agua. El material no digerible queda
como remanente y se convierte en residue.
Esta es una explicacion muy simple y breve sobre como funciona un biorreactor. En la
vida real, las cosas se complican bastante. Las variables que afectan la operacion y eficiencia de
un biorreactor incluyen: temperatura, pH, humedad, mezcla de contaminantes, concentration de
contaminantes, alimentation de macronutrientes, tiempo de residencia, medios de lecho
compactado y canalization de gas. Estas son variables criticas para las cuales deben
determinarse, controlarse y mantenerse las condiciones optimas. En la parte principal de este
reporte, se presenta una explicacion completa de estos procesos.
<,Un biorreactor es la solution correcta para su situation? Esta no es una pregunta facil
de responder. El proposito de este reporte es brindar herramientas que usted puede utilizar para
determinar si una corriente de aire contaminado es un buen candidate para tratamiento por
biorreaccion. <,Por que siquiera debiera preocuparse por esto? La instalacion y operacion de los
biorreactores es mucho menos cara que la de las tecnologias tradicionales de control y, en
muchos casos, los biorreactores alcanzan las mismas eficiencias logradas por las tecnologias
tradicionales de control.
FACTORES QUE AFECTAN EL RENDIMIENTO:
VARIABLES Y LIMITACIONES
Dado que los biorreactores utilizan cultivos vivos, se ven afectados por muchas variables
en su medio ambiente. A continuation se indican las variables y limitaciones que afectan el
rendimiento de todos los biorreactores, independientemente del tipo de proceso.
Temperatura
Todas las variables discutidas aqui son importantes. Sin embargo, la variable mas
importante que afecta las operaciones de un biorreactor probablemente es la temperatura. Un
chorro de aire caliente puede matar totalmente una biomasa con mayor rapidez que cualquier
0 Los compuestos insolubles en agua no son buenos candidates para esta tecnologia
-------
otro accidente. La mayoria de los microbios puede sobrevivir y florecer en un rango de
temperaturas de 60 a 105°F (30 a 41°C) (Ref. 3). Es importante monitorear la temperatura del
lecho por lo menos una vez al dia, pero cada ocho boras seria incluso mas seguro. Una alarma
de alta temperatura en la entrada de las emisiones tambien es una buena precaution de seguridad.
Cuando las emisiones provenientes de un proceso son demasiado calientes, los
operadores con frecuencia hacen pasar las emisiones calientes a traves de un humidificador que
enfria los gases por medio del enfriamiento evaporative. Este es el metodo mas economico
disponible para enfriar las emisiones de 200 a 300°F (93 a 149°C) a temperaturas de menos de
105°F (41°C). Ademas del efecto de enfriamiento, este proceso tambien aumenta el contenido
de humedad (humidifica la corriente de emisiones), un efecto colateral deseable.
Si bien un chorro de aire realmente caliente es la variable mas letal para los microbios, el
aire firio tambien interrumpe el crecimiento de los microbios, pero no los mata. El aire frio puede
reducir la actividad de los microbios al punto que dejen de consumir contaminantes y pasen a un
estado de animation suspendida. Incluso el congelamiento no mata a los microbios. Despues de
descongelarse, pueden reaclimatarse en un periodo relativamente breve. Para lograr una
eficiencia optima durante los meses de inviemo, podria resultar necesario calentar las emisiones
usando metodos directos o indirectos. Si se requiere calentamiento, busque primero una fuente
de calor residual tal como un exceso de vapor, purga de la caldera o calor residual por
enfriamiento del producto. Al igual de lo que sucede con las emisiones de enfriamiento, analice
su fuente cuidadosamente para asegurarse de que no se agregue nada a la corriente de emision
que perjudique a los microbios en el biorreactor, puesto que, de ser asi, se agregara a la carga
total de contamination. Asimismo, algunos operadores, especialmente en los estados nortenos,
aislan el exterior del biorreactor para reducir la perdida de calor.
Humedad
La segunda variable mas critica es la humedad del lecho. Los microbios necesitan
humedad para sobrevivir y la humedad crea la biopelicula que elimina (absorbe) contaminantes
de una corriente de aire, de modo que puedan ser asimilados por los microbios. Los problemas
de baja humedad pueden corregirse al hacer pasar las emisiones a traves de un humidificador. Al
tener emisiones proximas a la saturation (100 % de humedad relativa) resolveran la mayoria de
los problemas de lecho seco. No es necesario que los humidificadores scan elegantes recipientes
de proceso de acero inoxidable, comprados en una tienda. Pueden construirse de un tanque viejo
sobrante de plastico reforzado con fibra, o bien se puede construir de paneles de fibra de vidrio
con una estructura de madera. El diseno deberia incluir varias filas de tuberias cerca de la parte
superior del recipiente, con cabezales aspersores instalados todo a lo largo, y valvulas de
enccndido/apagado en cada tramo de tuberia para proporcionar algo de control de la humedad.
Los biofiltros por lo general se operan humedos, sin agua corriente ni estancada. Una
baja humedad, durante periodos breves, no matara a los microbios, pero si reducira en gran
medida la eficiencia. La eficiencia sera menos que la optima mientras los microbios sc rccupcran
(reaclimatan) despues de un periodo de condiciones de lecho seco.
-------
For otra parte, la inundation de un reactor con agua causara un incremento de la caida de
presion a traves del lecho (agregando una carga adicional al soplador) y podria causar una
perdida de eficiencia debido a la canalization que se desvia de la biomasa. La canalization
tambien podria causar que se desplomen los medios del lecho. Para lograr una operation uniforme,
ban de evitarse estas dos condiciones.
Es importante recordar que el agua es un subproducto de una biorreaccion. Si las emisiones
estan saturadas al ingresar al proceso, habra condensation de agua en los medios del lecho. Siempre
proporcione espacio en el pleno para recoger el agua y un metodo para eliminarla del pleno. El rango
de humedad optirno para los medios del lecho es de' 40 a 60 por ciento de agua (Ref. 3). Una manera
de monitorear el contenido de humedad del lecho de manera continua es montar el bastidor de
soporte en las celdas de carga con un indicador.
Cuidado y alimentaci6n
Ademas de lograr una temperatura comoda y un medio ambiente humedo, los microbios
necesitan una dieta de nutrientes balanceados para sobrevivir y propagarse. Los contaminantes
proporcionan la fuente principal de alimento y energia, pero los microbios tambien requieren
macronutrientes para sustentar su vida. La desintegracion de los medios de un lecho organico puede
proporcionar la mayoria de los macronutrientes. Sin embargo, si un lecho es deficiente en ciertos
nutrientes, los microbios dejaran de crecer y podrian comenzar a morirse.
El nitrogeno es un nutriente esencial para el crecimiento microbiano. Los microbios utilizan
el nitrogeno para construir las paredes celulares (las cuales contienen aproximadamente el 15 por
ciento de nitrogeno) y el nitrogeno es un constituyente principal de proteinas y acidos nucleicos. Los
microbios son capaces de utilizar todas las formas solubles de nitrogeno, pero no todo el nitrogeno
esta disponible para su reutilizacion. Algunos productos de nitrogeno provenientes de los procesos
de digestion son gases (oxidos de nitrogeno y amoniaco), y pequefias cantidades de estos saldran del
proceso junto con las emisiones. No obstante ello, la mayor parte de los vapores que contienen
nitrogeno se reabsorbe en el liquido y es consumido por los microbios. Ademas, algunos productos
de nitrogeno forman compuestos solubles en agua, y se eliminan del sistema por lixiviacion con agua
condensante.
Otros macronutrientes esenciales incluyen el fosforo, potasio, azufre, magnesio, calcio, sodio
y hierro. Puede agregarse nitrogeno, fosforo y potasio (el codigo NPK en las etiquetas de los
fertilizantes) al incorporar fertilizantes de uso agricola en los medios del lecho. Pueden adquirirse
macronutrientes menos solubles, tales como el magnesio, calcio, sodio y hierro, en pequefias
cantidades en tiendas de venta de forraje y semillas. El contenido de nutrientes de un lecho debe
revisarse periodicamente presentando muestras a un laboratorio de suelos para su analisis.
Acidez
La mayoria de los biorreactores funciona mejor cuando el pH del lecho es cercano a 7, o
neutro.d Algunos contaminantes forman acidos al descomponerse. Algunos ejemplos de estos
d Los biorreactores que tratan emisiones que contienen azufre o compuestos de azufre funcionan mejor cuando el pH esta en el rango de
la2(Ref.4)
-------
compuestos son: sulfuro de hidrogeno, cotnpuestos organicos de azufre, y halogenos (cloro, fluor,
bromo y yodo). La produccion de acidos con el correr del tiempo disminuiii el pH y finalmente
destruira los microbios. Si un proceso emite contaminantes que producen acidos, se debera
desarrollar un plan para neutralizar estos acidos.
Existen varias tecnicas disponibles para neutralizar los lechos. Algunas pueden incorporate
en la especificacion para el material del lecho. Una de las tecnicas mas simples es mezclar conchas
de ostra con los medios del lecho. Con el tiempo, las conchas se disolveran y deberan reemplazarse
(Ref. 5). La cantidad de tiempo que duren las conchas sin reemplazo dependera de cuanto acido se
produce. Otra tecnica simple es instalar mangueras de remojo para jardines en los medios de
empaque durante la construction (Ref. 4). Periodicamente, se puede introducir una solucion diluida
de ceniza de sosa (carbonate de sodio, Na2CCb) en un lecho cuando el pH comience a bajar.
Otra tecnica es rociar una solucion diluida de carbonate de soda comercial sobre la parte superior
del lecho. Sin embargo, esto probablemente resulte menos eficaz que humedecer el nucleo de un
lecho con mangueras de remojo.
Poblacion de microbios
Algunos proveedores de equipos pueden simular la corriente de cmision de un cliente en
su laboratorio y realizar pruebas de biorreaccion para determmar cuales cepas de microbios
funcionan mejor en una mezcla particular de contaminantes. Pueden luego inocular los medios
del lecho con dichas cepas y arrancar con los microbios "correctos" en position. Otros
permitiran que la naturaleza siga su curso comenzando con medios del lecho que contengan una
gran variedad de microbios vivos, tales como abono, turba o fangos municipals activados. Las
cepas que prosperan en los contaminantes de una corriente de emision terminaran por dominar el
medio ambiente del lecho. El metodo natural demorara un poco mas para aclimatarse a fin de
lograr una eficiencia optima pero, debido a la diversidad de las cepas de microbios, resultara mas
adaptable a largo plazo. Los microbios especificos que se desarrollan en el laboratorio seran mas
susceptibles a cambios en el medio ambiente que los microbios generados de manera natural.
Los periodos de tiempo de inactividad resultaran en un cambio en la composition de una
poblacion de microbios. Estos cambios afectaran el rendimiento del biorreactor y se requerira
tiempo para que la poblacion de microbios logrc reaclimatarse. Martin y Loehr (Ref. 5) se
dedicaron a este tema y realizaron experimentos en la Universidad de Texas (1996). Querian
determinar los periodos de reaclimatacion despues de periodos sin uso de 1.67 dias, 3.73 dias y 2
semanas. Estos periodos estaban destinados a coincidir con un cierre de planta durante un fin de
semana de 2 dias, un feriado de 4 dias y una parada total de la planta de dos semanas. Durante
periodos sin uso, los biorreactores se trataron de dos mancras: estancados (sin flujo dc aire a
travcs de ellos), y humidificados (se pasa aire saturado a traves de ellos). El tiempo requerido
para aclimatar los microbios en el biorreactor inicialmente y reaclimatarlosc (arrancar) despues
de periodos sin uso se mucstran en la Tabla 1.
' Los autores definen la "reaclimatacion" como el tiempo que demora un sislema en alcanzar una eficiencia de
elimmacion del 98 %.
-------
Experimento
Periodo sin uso"
Humidificacion"
Toluenoc
Benceno"
Prueba 1
(dias)
Arranque inicial
No
4.00
7.25
Prueba 2
(dias)
1.67
No
0.46
0.17
Prueba 3
(dias)
3.73
No
1.00
0.21
Prueba 4
(dias)
3.73
Si
0.39
0.21
Prueba 5
(dias)
14.0
Si
1.80
2.75
El numero de dias en que el biorreactor estaba fiiera de servicio
b"Si" indicaba que el sistema de humidificacion estaba en funcionamiento durante el periodo sin uso
0 Resultados de reaclimatacion cuando solo se envia tolueno al biorreactor, dias.
d Resultados de reaclimatacion cuando solo se envia benceno al biorreactor, dias
Tabla 1. Tiempos de reaclimatacion del biorreactor despues de periodos sin uso (Ref.4)
Si bien los resultados de esta investigacion son pobres, suministran suficiente
information como para determinar tendencias utiles. For ejemplo, el tiempo de reaclimatacion
durante las pruebas con tolueno es mas del doble entre 1.67 dias y 3.73 dias de pasadas de
pruebas sin uso (0.46 dias frente a 1.0 dia). El tiempo necesario para reaclimatarse despues de
un periodo sin uso de dos semanas de duration (14 dias) es de cuatro veces y media mayor que
aquel para reaclimatarse despues de un periodo de 3.73 dias sin uso (1.80 dias frente a 0.39 dias).
Si bien demora mas reaclimatarse de un periodo de 2 semanas sin uso, dicho tiempo aun es
menor que el tiempo original de aclimatacion (1.80 dias frente a 4 dias).
Los datos sobre los efectos de la humedad son incluso mas pobres. Solo se dan dos
ejemplos directos de los efectos de la humedad: un periodo de 3.73 dias probado con y sin
humidificacion usando tolueno y benceno. En el tiempo humidificado en estado de inactividad,
el lecho se reaclimato al tolueno en 0.39 dias. En la prueba sin humidificacion, demoro 1 dia (61
por ciento mas tiempo). No hubo diferencia en los periodos de reaclimatacion durante ensayos
con benceno con y sin humedad. Ambos demoraron 0.21 dias.
i,C6mo se compara esta investigacion con otras investigaciones de reaclimatacion?
Segun los autores: "Por lo tanto, otras investigaciones ban encontrado periodos de aclimatacion
tanto mas cortos como mas largos que aquel los encontrados en esta investigacion. Es dificil
hacer comparaciones entre los periodos de aclimatacion, ya que los diferentes estudios
emplearon varies tipos diferentes de sustancias quimicas, tipos de medios [de empaque del
lecho] y condiciones de operation." (Ref.4) En otras palabras, probablemente sea necesaria una
planta piloto para determinar los periodos de aclimatacion y reaclimatacion, asi como otros
parametros de operacion para cada corriente de emision y combination de medios del lecho.
PROCESOS DEL BIORREACTOR
A partir del diseno basico del biofiltro, algunos procesos nuevos han evolucionado para
convertirse en ambiental y comercialmente viables. Estos nuevos procesos se dirigen a
situaciones que no se han afrontado de manera adecuada en el diseno basico de un biofiltro, tales
como la gran cantidad de espacio requerido, los ambientes acidos (control del pH), los
-------
contaminantes que requieren tiempos de asimilacion mas prolongados y la alimentation de los
nutrientes.
Biofiltros
En el apartado "Description general," encontrara una breve discusion del diseno y
operation basicos de los biofiltros. Los biofiltros son ideales para tratar las emisiones que tienen
bajas concentraciones de contaminantes y alto volumen de gas, una situation que los metodos
tradicionales de tratamiento no logran superar. A continuation, se muestran otras ventajas y
desventajas.
Ventajas de los biofiltros:
• Los costos de instalacion son bajos. La mayoria de los biofiltros se construyen a
partir de materiales comunes, disponibles a nivel local, tales como madera, fibra de
vidrio y tuberias plasticas. Se pueden ensamblar por carpinteros, plomeros y
excavadoras.
• Segun la cantidad de pretratamiento que requieran las emisiones, los costos
operatives por lo general son bajos. Estos costos constan de electricidad para operar
el soplador primario y la bomba de humidificacion, mano de obra a tiempo parcial
para verificar el proceso, y pequenas cantidades de macronutrientes.
• Los biofiltros tienen altos niveles de DREf para ciertos compuestos tales como
aldehidos, acidos organicos, oxido nitroso, dioxido de azufre y sulfuro de hidrogeno.
Desventaias de los biofiltros:
• Requerimiento grande de terreno para un diseno tradicional.
• No hay un flujo interno continue de liquido en el cual es posible ajustar el pH del
lecho o agregar nutrientes.
• El diseno tradicional no tiene una tapa cubierta, lo que dificulta la capacidad de
obtencion de muestras representativas de emisiones del escape y determinar los
niveles de DRE.
• Los medios naturales del lecho que se utilizan en los biofiltros deben reemplazarse
cada 2 a 5 afios. El reemplazo del lecho puede demorar de 2 a 6 semanas,
dependiendo del tamano del lecho.
Con el correr del tiempo, se ban desarrollado algunas modificaciones para superar
algunas dc las deficiencies cspecificas en el diseno tradicional de los biofiltros. Para aumentar el
tiempo de contacto con los microbios, algunas instalaciones reciclan una portion del escape a
traves del biorrcactor. Esto se hace agregando una tapa y un rcspiradero al biofiltro. Sc retira un
chorro desde el respiradero, el cual se recicla nuevamente hacia la entrada del soplador primario.
Vca la Figura 2. Asimismo, si hay terreno disponible, se pueden agregar modules de biofiltro
horizontalmente, en serie. Esta configuration se mucstra en la Figura 3.
f Eficiencias de destruccion/ elimmacion de contaminantes
8
-------
Respiradero
Aire
contaminado
Recicladn de emisiones
Cubierta del
rcspiradero
Ventilador
primario
Drenaje del agua
para tratamlento
de aguas de
desperdicio
Figura 2. Biofiltro con reciclado de emisiones
1
Biofiltro 1
Biofiltro 2
Biofiltro 3
Figura 3. Biofiltros en serie, horizontalmente
Para reducir el requisite de cantidad de terreno, algunos operadores ban apilado los
modules del biofiltro verticalmente. Tal como se menciona en el apartado "Factores que afectan
el rendimiento," mas arriba, algunos operadores ban instalado mangueras de remojo en los
medios del lecho para controlar el pH y agregar nutrientes. Algunos ban agregado cubiertas
selladas para evitar el ingreso de la lluvia y mantener adentro el calor. Esta cubierta tambien
suministra un respiradero desde el cual es posible obtener una muestra representativa del escape,
a fin de calcular un valor mas exacto del control de efficiencia de remocion.
Una de las primeras modificaciones fue instalar el biofiltro en el suelo, tal como se indica
en las Figuras 4 y 5. Esto puede hacerse de la siguiente manera: excavando un hoyo en el suelo
del tamano del biofiltro, colocando un revestimiento de grava gruesa de varias pulgadas de
espesor en el fondo, instalando un sistema de tuberias de distribution sobre cascajo, cubriendo el
sistema de tuberias con algunas pulgadas adicionales de cascajo y cubriendo el cascajo con
varies pies de medios de empaque.
Caracteristicas de diseno del biofiltro: Hace algunos afios, Allen Boyette (Ref. 6) hizo
investigaciones y redacto un reporte sobre las instalaciones de biofiltros existentes, presentando
caracteristicas de diseno e informacion de costos8 Lamentablemente, la information es para
biofiltros destinados al control. Sin embargo, brinda informacion de costo e informacion
limitada sobre los compuestos con Total Reduced Sulfur (TRS), azufre total reducido, y una
' El in forme no tiene fecha, pero parece haber sido escnto alrededor del afio 2000
-------
Emisiones
Emisiones
Emisiones
Ventilador
Cascaj
Tuberia de distribucion
Figura 4. Biofiltro en el suelo
Twrra
Figura 5. Fotografia de cuatro biofiltros que se estan instalando en Arlington,
TX en la planta del sistema efluentes de central regional
pruebas sobre el Volatile Organic Compounds (VOC, compuestos organicos volatiles). Vea la
Tabla 2. A partir de la informacion en la Tabla 2,se calcularon los costos de capital para los
biorreactores por volumen unitario de emisiones en ctibilc feet per minute (CFM); vea la Tabla 3.
Las cifras de costos resultantes son muy variables, pero el costo por volumen unitario
parece disminuir a medida que aumenta el flujo de aire, tal como se esperaria. El costo para los
tres biofiltros con capacidades de 50,000 CFMy mas, promedian solo $4.24 por pie ciibico por
minuto. Esto probablemente se debe a las economias de escala. El senor Boyette no incluye los
costos de instalacion de conductos en sus cifras de costos. En sus propias palabras, "El sistema
de recoleccion del gas oloroso para cada caso no se incluye en el costo de capital, ya que los
10
-------
Instalaci6nn
CMCMUA, NJ
CCCSD, CA
DMUA, IA
EHMSW, NY
EWWWTP, NY
HRRSA, VA
HWQD, MA
RWSA, VA
SBC.TN
UNISYN, HI
WLSSD, MN
Fuente
de olor
Abono
WWTP
Abono
Abono
WWPT
Abono
Abono
Aguas
cloacales
Abono
Ahmenlo
Desechos
WWPT
Tasa de
flujo,
CFM
2,400
3,500
210,000
50,000
15,000
3,150
15,000
2,825
80,000
2,500
50,000
Carga del
filtro,
CFM/feies2
4
5
5
5
267
4
3.5 a 5
5
4.5
4
42
Area,
pies2
600
700
42,000
10,000
5,620
790
3,600
565
19,800
6253
11,800
Profundidad,
pies
4
4
4
3
4
4
3
4
2.5 a 3
.5
4
Volumen,
pies3
2,400
2,800
168,000
30,000
22,480
3,160
10,800
2,260
54,450
2,188
47,200
Tiempo de
residencia,
segundos
60
48
48
36
90
48
40-60
48
30-45
42
57
Mezcla
de
medios
CYWC, WCd
CYW°, WCd
CYWc, WCd
CYWC, WCd
Nose
conoce
Biosolidos,
we
CYWC, WCd
CYW°, WCd
NA1
CYWC, WCd
CYWC, WCd
Eficiencia de
eliminaci6n,
%
NTe
NTe
86 Olor
NTe
NTe
NTe
94 Olor
99TRS
76 Olor
91 Olor
93 roc
82 Olor
99 7KS
NA'
Costo",
$K
S49.8
$129
$495.5
$135.4
Nar
$58.0
NA'
$14,3
NA'
$11.4
$3870
' CMCMUS=Cape May County Municipal Utilities Authority, autondad de servicios publicos municipales del condado de Cape May, Cape May, NJ
CCCSD = Cenlial Contra Costa Sanitary District, distnto sanitano de Contra Costa central, Martinez, CA
DMUA = Davenport Municipal Utilities Authority, autondad de servicios publicos municipales de Davenport, Davenport, IA
EHMSW = East Hampton Municipal Solid Waste, desechos solidos municipales de East Hampton, East Hampton, NY
EW\VTP = Everett Waste Water Treatment Plant, planta de tratamiento de aguas residuales de Everett, Everett, WA,
HRRSA = Hanisburg/Rockingham Regional Sewer Authority, autondad cloacal regional de Hamsburg/Rockingham, Mt Crawford, VA
HWQD = Hoosac Water Quality District, distrito de calidad del agua de Hoosac, Hoosac, MA
RWSA = Rivanna Water and Sewer Authority, autondad de aguas y cloacas de Rivanna, Charlottesville, VA
SBC = Sevierville Bedmimstei Corp , Sevierville, TN (MSW)
UNISYN = UNISYN Corporation, Wiamamlo, HI (una empresa trata los desechos ahmenticios)
WLSSD = Western Lake Supenor Sanitary District, distnto sanitano de la pane occidental del lago Superior, Duluth, MN
b Costo total de diseflo, construcci6n y puesta en
marcha No mcluye la mstalaci6n de conductos
0 Abono provemente de desechos de parques y jardmes
dAstillasdemadera
* No se han probado
rlnformaci6n no dispomble
Tabla 2. Resumen de caracteristicas de diseno de biofiltros existentes (Ref. 6)
11
-------
Ubicacion de la
instalacion
Wiamanillo, HI
Charlottesville, VA
Cape May, NJ
Mt. Crawford, VA
Martinez, CA
E. Hampton, NY
Duluth, MN
Davenport, IA
Flu jo de aire,
CFM
2,500
2,825
2,400
3,150
3,500
50,000
50,000
210,000
Costo", $
$11,400
$14,300
$49,800
$58,000
$129,700
$135,400
$387,000
$494,500
Costo por tasa de flujo de aire,
SICFM
$4.56
$5.06
$20.75
$18.41
$37.06
$2.71
$7.74
$2.35
El costo no incluye la instalacion de conductos Si incluye los costos de mgenieria, construccion y puesta en marcha
Tabla 3. Costo del biofiltro por unidad de volumen de flujo de aire
sistemas de recoleccion varian desde simples sistemas de conductos a sistemas elaborados de
conductos y controles. La inclusion del sistema de recoleccion puede aumentar de manera
significativa el costo de instalacion de un sistema de control de los olores, y seria requerida con
cualquier [otra] tecnologia de control de olores seleccionada."(Ref.2)
Tal como se indico anteriormente en esta seccion, existen muchas variaciones al diseno
del biofiltro que van desde equipos y controles muy elaborados, a un simple hoyo en el suelo.
Otros factores que afectan los costos son los costos de la mano de obra en el area y la situation
geopolitica.
FILTRO BIOPERCOLADOR
Tal como se menciona en la seccion "Biofiltros," el diseno basico de un biofiltro dificulta
la capacidad de controlar el pH en el empaque. Se forma acido por la destruction biologica de
muchos contaminantes, y la acumulacion de acidos crea un problema serio para los opcradores.
Muchos de los primeros biofiltros se utilizaron para eliminar olores de emisiones sucias
provenientes de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales (cloacas). Estas emisiones
con frecucncia contienen compuestos de azufre que producen acido al degradarse. Debido al
efecto perjudicial del acido en los microbios, los operadores comenzaron a experimentar con
procesos para controlar el pH que habian usado y comprendido. Uno de los procesos con los
cuales experimentaron fue el filtro percolador. Los filtros pcrcoladores se ban usado por muchos
anos y representan un tratamiento eficaz para las aguas residuales.
iQue es un filtro biopercolador? Probablemente sea mejor responder primcro a la
pregunta "^Que es un filtro percolador?", y luego describir las modificaciones que se hicicron
para crear el filtro biopercolador. Un filtro percolador es un proceso de tratamiento de aguas
residuales que por lo general consta de un tanque vertical redondo que conticne un bastidor de
soportc y se llena con agregados, ceramica o medios plasticos hasta una altura de 3 a 15 pies. En
el centre del tanque hay una tuberia vertical que ticne una conexion giratoria en cl extreme
superior. Se conecta un brazo de aspersion a la conexion giratoria, cl cual cuenta con boquillas
de aspersion instaladas todo a lo largo de su trayectoria. Las boquillas de aspersion estan
12
-------
anguladas de madera ligeramente descentrada para proporcionar la fuerza necesaria para girar el
brazo de aspersion alrededor de la parte superior del filtro percolador. Se utiliza una bomba de
recirculacion para bombear el liquido desde el deposito en el fondo hasta las boquillas de
aspersion. El nivel de liquido en el sumidero se mantiene mediante un sistema automatico de
reposicion de efluente. Se forma una biopelicula en la superficie de empaque. Se trata de una
masa biologicamente activa que elimina los contaminantes del efluente y los microbios que los
descomponen. Vea la Figura 6.
Brazo giratorio de aspersion
Lecho empacado
Efluente sin tratir
Descarga de fanfos
Bomba de recirculaciAn
Figura 6. Filtro percolador
El filtro biopercolador es muy similar al filtro percolador. Sin embargo, los
contaminantes se contienen en una fase de aire (emisiones), y los contaminantes deben disolverse
en ellas fase liquida para que esten disponibles para los microbios. A media que la fase de aire
atraviesa el empaque, los contaminantes se absorben desde el aire hacia la fase liquida para
lograr un maximo contacto con la biomasa. Esta es la diferencia con el filtro percolador, porque
los contaminantes que ingresan al sistema ya se encuentran en la fase liquida (efluente) en el
filtro percolador. Se agrega agua al deposito para compensar el agua que se ha evaporado. Los
biofangos acumulados se eliminan y desechan periodicamente del deposito. Vea la Figura 7.
Las emisiones pueden encaminarse a traves del filtro biopercolador en cocorriente o en
contracorriente al flujo de efluente. Debido al flujo continue de una fase liquida, es una cuestion
sencilla neutralizar automaticamente la acumulacion de acidos.
El uso de anillos de empaque ceramicos o plasticos logran un espacio vacio de hasta el 95
por ciento, que reduce en gran medida la caida de presion a traves del empaque. Esto significa
que 15 pies de empaque plastico en un filtro biopercolador tendra aproximadamente la misma
caida de presion que 3 pies de empaque natural en un biofiltro. En otras palabras, los 15 pies de
empaque plastico son equivalentes a un biofiltro de 5 etapas. Las caracteristicas tipicas de los
biofiltros encontrados en los Estados Unidos se muestran en la Tabla 4 (Ref. 7) . Las
caracteristicas de disefio de cuatro filtros biopercoladores existentes se muestran en la Tabla 5
13
-------
(Ref. 6). El costo de tres de estos filtros biopercoladores por volumen unitario de flujo de aire se
presenta en la Tabla 6.
Cabezal giratono de aspersion
Salida de
emisiones
Lecho
empacado
I /iVK/i\
Efluente
reciclado
Descarga de fangos
Bomba de recirculaciAn
Figura 7. Filtro biopercolador
Altura de empaque del lecho, pies
Area transversal del empaque, pies2
Tasa de flujo de emisiones, CFM
Volumen vacio del empaque, % °
Tiempo de retencion de gas del lecho
vacio, segundos b
Caida de presion a traves del lecho,
pulgadas thO
pH de la fase liquida reciclada
Al tratar VOC
Al tratar H2S
Concentraciones de VOC, granos pies'
Eficiencia dc eliminacion, %
3a6
10 a 32,000
600 a 600,000
90 a 95
2 a 60
0.36 a 2
~7pH
1 a2pH
4.57 E-3 a 45.7
60 a 99.9
Usando anillos de empaque, volcados de manera aleatona o mediante un empaque estructurado
b El tiempo de retencion de gas en el lecho vacio (EBGR) se define como el volumen del lecho empacado/tasa dc flujo de
emisiones
Tabla 4. Caracterfsticas generates de los filtros biopercoladores (Ref. 7)
14
-------
Instalaci6n"
Hyperion
Grupo
Reemtsma
US Navy
Opcraci6n
WWTP
Resinas
Tabaco
Respiraderos de
combustible
Empaquc
Apilado
Apilado
Espuma
Aleatono
Dimensidn del filtro
Diametro
5 pies
12 pies
NA
10 pies
Altura
1 1 pies
38 pies
NA
10 pies
Flujo,
CFM
380
26 K
100 K
1,750
EBRT,
segundos
21
10
11
37
AP
en
H2O
0.32
1.0
6.0
5.0
Temp, del
lecho, °F
94
92
104
80
Costo,
$K
$175
$525
$3,000
NA
Costo op.,
SIMMCFM
$0.23
$0.68
$0.23
Cflciencia,
%
98
85-99
90
$0.72
"Hypeiona = Hyperion Wastewater Treatment Plant, planta de tratamiento de aguas residuales Hyperion, Los Angeles, CA
Grupo = Grupo Cydsa, Monterrey, Mexico (celofan)
Reemtsma = Berlin, Alemania (production de cigarrillos)
US Navy, North Island, San Diego, CA
Tabla 5. Caracteristicas de diseno para filtros biopercoladores existentes (Ref. 7)
Instalaci6n
Hyperion WWTP
Grupo
Rccntsma
Tasa de flu jo, CFM
380
26,000
100,000
Costo, $
$175 K
$525 K
$ 3,000 K
SICFM*
$460.00
$20.20
$30.00
. El costo por volumen unitano del flujo de aire (S/CFM) se calcula a partir de datos de la Tabla 5.
Tabla 6. Costo del filtro biopercolador por unidad de volumen de flujo de aire
15
-------
Los resultados de costos en la Tabla 6 requieren una explication. La unidad Hyperion
fue disenada, construida y operada por ingenieros quimicos de la Universidad de California en
Riverside. Estaba destinada a ser usada como dispositive de investigation multiuso y fue
construida como remolque movil. En consecuencia, se incorporo a esta aplicacion mucha mas
flexibilidad e instrumentation de lo que normalmente seria necesaria. Como resultado de ello,
en esta comparacion no se utilize el costo por tasa de flujo volumetrico para esta instalacion.
Los costos por tasas de flujo para las dos aplicaciones restantes no son muy diferentes
entre si, y tienen un promedio de S25.10/CFM Esto es casi seis veces tan alto como S4.25/CFM,
el costo promedio de los tres biofiltros mas grandes. Esto es de esperarse, ya que el equipo de
filtro percolador tiene un diseno mas cercano a los equipos de proceso industrial que los
biofiltros tradicionales.
B1ODEPURADOR
Tal como el filtro biopercolador es una mejora del biofiltro, el biodepurador es una
mejora del filtro biopercolador. El biodepurador trata de resolver dos problemas del filtro
biopercolador: 1. mejorar la absorcion de contaminantes en el liquido, y 2. ampliar el tiempo que
tienen los microbios de consumir los contaminantes. Esto se logra de dos maneras: se inunda el
empaque de la torre con una fase liquida y se recoge el efluente de descarga del biodepurador en
un tanque de almacenamiento (sumidero) antes de volver a reciclarlo al biodepurador. Yea la
Figura 8.
Aire hmpio
Cabezalcs dc
aspcrsi6n de
cono completo
Aire contaminado
Aireador
Medfos del lecho
Soporte del lecho
Reciclado de la fase Ifquida
Control de pH de los nulrienles
Al
tratamienlo
de aguas
residuales
Ventllador pnmario
Fangos
Figura 8. Biodepurador
16
-------
La inundation del lecho aumenta la capacidad de la fase liquida de absorber
contaminantes porque a medida que la fase gaseosa (emisiones) choca con los medios del lecho,
forma minusculas burbujas que aumentan grandemente el area superficial de la interfaz entre las
fases gaseosa y liquida. El aumento del area de la interfaz mejora la capacidad de la fase liquida
de absorber los contaminantes.
El sumidero sirve como deposito para la fase liquida y permite un tiempo de reaction
adicional para que los microbios consuman los contaminantes. Los tiempos de reaction pueden
aumentarse a una bora o mas, dependiendo de la tasa de recirculacion de la fase liquida y del
tamano del sumidero. Esto aumenta el tiempo disponible para que los microbios se adhieran a, y
destruyan, los contaminantes. A continuation, se presentan mas ventajas y desventajas de los
biodepuradores.
Ventajas de los biodepuradores:
• No es necesario humidificar las emisiones antes de tratarlas. Esto podria ahorrar
el costo de instalar un proceso de humidificacion.
• El biodepurador tiene una base mas pequefia que los demas biorreactores. Esta es
una consideration importante en las instalaciones congestionadas con limitaciones
del espacio disponible.
• Dado que puede automatizarse el control del pH y la alimentation de nutrientes,
requiere menos atencion que otros tipos de biorreactores.
• Este proceso resulta ideal para las emisiones que producen acidos en el momento
del tratamiento.
• El biodepurador puede tratar emisiones que contienen materia particulada.
Desventaias de los biodepuradores:
• Es considerablemente mas costoso de instalar que otros tipos de biorreactores.
Tiene un depurador quimico como corazon del proceso, y se asemeja mas a los
equipos de procesamiento quimico que otros tipos de biorreactores.
• Una sobrealimentacion puede causar un exceso de crecimiento de la biomasa, que
puede taponar el biodepurador.
• El costo operative puede ser mas alto que el de los procesos de otros tipos de
biorreactores.
• Necesita costosos y complejos sistemas de alimentation y neutralization.
• Para controlar el crecimiento de la biomasa, se debera realizar un inventario y
manipular a los compuestos toxicos y peligrosos.
Las caracteristicas operativas y los datos de costos fueron escasos en Internet. No
obstante ello, se encontro algo de information para tres instalaciones. Esta information se
presenta mas abajo, en la Tabla 7.
Lamentablemente, no existe information suficiente en el sitio web de Roloflex para
determinar por que el costo de instalacion de su biodepurador es de un orden de magnitud menor,
en base a la tasa de flujo, que las dos instalaciones de biodepurador de la Trinity River
Authority(TRA), autoridad del no Trinity. El sitio web de TRA indico que estimaron el
17
-------
Servicio
Tasa de flujo volumetnco
Costo de capital (US S)
Concentration en la entrada
Concentration en la salida
Costo/Tasa de flujo (US S)
Roloflex, Reino Unido (Ref. 10)
Escape del secador, solventes
para tintas de impresion
8,541 CFM
$284,591
500 mg/m3, C
50-100 mg/m3, C
S33/CFM
Trinity River Authority,
autoridad del rio Trinity (Ref. 11)
1 etapa, WWTP
300 CFM
S50.000
-200 ppm, H2S
1 ppm, H2S
S170/CFM-
3 etapas WWTP
1,200 CFM
5275,000
-400 ppm, H2S
No detectado
S230/CFM
Tabla 7. Caracteristicas de diseno de los biodepuradores
costo de un biodepurador no patentado, de diseno casero, usando piedras de lava como medios
de empaque. Indican que las cotizaciones del proveedor fiieron comparables con su costo
estimative, y por ello seleccionaron las cotizaciones de dicho proveedor. TRA parece satisfecho
con el rendimiento de sus dos biodepuradores.
OTRAS TECNOLOGiAS DEL B1ORREACTOR
Durante el curso de este estudio, se identificaron otras tecnologias de biorreaccion. Dado
que no se encontro referencia alguna a aplicaciones comerciales de dichas tecnologias, en este
informe no se proporciona information detallada sobre estos procesos. Estas tecnologias
comprenden la aplicacion de una biomembrana y el uso de biorreactores de carbon activado
autohmpiantes.
La biomembrana utiliza membranas para concentrar los contaminantes y como estructura
de soporte para la formacion de una biopelicula. Sin embargo, los problemas inherentes de la
tecnologia de membranas (bajos flujos y alta caida de presion) parecen haber inhibido el
desarrollo de la utilizacion comercial de esta tecnologia.
El bioadsorbedor autolimpiante (formalmente, el biorreactor o filtro giratorio) es un
cilindro horizontal compuesto de granulated active carbon (GAC) (un lecho de carbon activo
granulado) montado sobre un eje con soportes en ambos extremes. Una tercera parte del lecho
esta sumergida en una batea con agua. Los microbios se embeben en el GAC y el lecho gira a
traves del bano de agua. El lecho esta encerrado y las emisiones ingresan desde un extremo y
salen por el otro. En teoria, el G^Cadsorbe los contaminantes de la corriente de emisiones y los
microbios consumen los contaminantes a medida que gira el lecho a traves del bano de agua y la
corriente de emision. No es claro por que esta tecnologia no ha resultado comerciablemente
viable.
OPCIONES DE CONTROL Y COMPARACIONES DE COSTOS
Los costos de instalacion y operation de los equipos de control de emisiones son muy
importantes para la instalacion afectada. De hecho, un numero de operaciones marginales
declararon bancarrota dado que los costos de los controles los hacian poco rentables. Para evitar
18
-------
que esto suceda, una instalacion debe analizar todas sus opciones para determinar cuales
tecnologias de proceso son viables y cuanto cuestan.
Lamentablemente, es dificil obtener informacion consistente, fiable y precisa de los
costos de construction y operation para las instalaciones existentes de biorreaccion. Existen
varias razones por ello. Una razon es que la biorreaccion es una tecnologia emergente, y no hay
tantas instalaciones en uso por las industrias de proceso. Otra razon es que las instalaciones que
estan usando los biorreactores tienen reticencia de publicar informacion de costos de instalaci6n
y operation, por motivos competitivos.
Las estimaciones para los procesos de biorreaccion se basan en disefios muy basicos. No
incluyen ningun tipo de pretratamiento tal como la humidificacidn o la elimination de la materia
particulada (PM). Es posible que se requieran estos procesos adicionales. Las estimaciones
tambien asumen que el costo de los conductos y la instrumentation fueron simples y minimas.
Las estimaciones para los procesos que utilizan incineration (procesos termicos y
cataliticos) fueron obtenidas usando el programs Air Compliance Advisor, Version 7.0, de la
EPA de EE.UU.Estas estimaciones, bajo las mejores condiciones, son exactas en un mas o menos
treinta por ciento. Lamentablemente, la situation presentada aqui esta fuera del rango de la
ecuacion (es demasiado baja) para la tasa de flujo de las emisiones. Por lo tanto, los resultados
obtenidos podrian ser incluso menos fiables. Aqui se intento generar estimaciones del orden de
magnitud de biorreactores y tecnologias tradicionales para propositos de comparacion.
Para las comparaciones de cabezal a cabezal, se utilize la tecnica de la planta modelo. Se
utilize una planta y corriente de emision hipoteticas para disenar y estimar los costos de diversas
tecnologias viables. Hace aproximadamente una decada, la EPA emitio un reporte de alternative
control technology (ACT), tecnologia de control alternative, en la industria de la panaderia (Ref.
11). Dicho reporte incluyo a nueve panaderias modelo, con capacidades de 5,400 a 19,000
toneladas de pan por ano. Se decidio utilizar una panaderia modelo que se encontraba
aproximadamente en el centra de este rango, de 14,000 toneladas por ano.
Se emplearon los siguientes criterios para las especificaciones de la panaderia modelo:
• El homo de panaderia consume el equivalente de 5 millones de BTU de gas
natural por hora.
• El horno de panaderia opera 24 horas del dia, 7 dias de la semana, y 8,000
horas por ano.
• La panaderia solo fabrica pan bianco usando el proceso de masa esponjosa.
• El horno es por alimentation directa con gas natural y solo tiene una chimenea.
• Las emisiones contienen un 10 por ciento de humedad, 2,000 partes por mi lion,
en base de volumen (ppmv) de etanol y 20 ppmv de acetaldehido.
• Las emisiones de un horno de panaderia tienen un promedio de 1,579 pies cubicos
reales por minuto (ACFM), y tienen una temperature de aproximadamente 375 °F.
Un reciente state implementation plan (SIP), plan de implementation del estado, ahora
requiere que la panaderia elimine y destruya el 98 por ciento de los contaminantes en sus
emisiones. Para determinar cuales tecnologias de control de las emisiones son viables para
19
-------
controlar las emisiones provenientes de esta panaderia, es necesario revisar las tecnologias
disponibles. Las tecnicas de control de las emisiones pueden dividirse en dos grupos:
tecnologias con combustion (incineration) y sin combustion.
Dispositivos de control con combustion
Esta categoria requiere que el calor queme las moleculas de VOC en presencia de
oxigeno. El escape de un homo de panaderia contiene material organico volatil insuficiente para
soportar la combustion. En esta situation, resulta necesario suministrar combustible adicional
(por lo general gas natural) para traer la temperatura de las emisiones hasta el nivel en que los
contaminantes entraran en combustion. La EPA ha encontrado que las emisiones expuestas a
1,600 °F durante por lo menos 0.75 segundos destruiran por lo menos el 98 por ciento de la
mayoria del VOC. Las tecnologias de combustion incluyen la oxidation termica, la oxidation
regenerativa, la oxidation recuperativa, la oxidation catalitica y los destellos.
Oxidaci6n termica: En esta tecnologia, las emisiones se mezclan en la llama del fuego
combustible suplementario y se alimentan en un homo con revestimiento refractario que contiene
suficiente volumen como para permitir que la mezcla de gas resida durante al menos 0.75
segundos antes de liberarse como escape. Esta tecnologia funciona muy bien, y este tipo de
incinerador es simple de operar. El problema con esta tecnologia es que desperdicia grandes
cantidades de energia. Los gases del escape estan a 1,600 °F y se podrian usar para precalentar
las emisiones antes de ingresar al homo. Dado que la oxidation termica es una option tan
derrochadora, no se la considerara en este analisis.
Oxidacion regenerativa: Esta tecnologia utiliza dos recipientes para capturar parte del
calor de desecho desde el oxidante termico. Cada recipiente se llena con un empaque
ceramico, que se caliente en el primer recipiente con gases del escape provenientes del oxidante
termico. Cuando el empaque en el primer recipiente esta caliente, los gases del escape pasan al
segundo recipiente y las emisiones del homo de panaderia se encaminan a traves del primer
recipiente para ser precalentados por el calor residual en el empaque ceramico. Vea la Figura 9.
Es posible recuperar tanto como el 70 por ciento del calor desechado, lo cual reduce el costo del
combustible en un 70 por ciento (Ref. 12).
En el Modo A, las emisiones provenientes del horno dc panaderia se dirigen a traves del
Recipiente Uno y son calcntadas por el calor residual contenido en el empaque ceramico. Los
gases del escape dcsde el oxidante termico se dirigen hacia el Recipiente Dos para calentar su
empaque.
En un momento predeterminado, los flujos sc cambian al Modo B. En secuencia, el
escape del Horno comienza a calentar el empaque en el Recipiente Uno, y el calor residual en cl
Recipiente Dos calienta las emisiones del Horno. En ambos Modos, se quema gas natural
adicional en el horno de oxidation termica para mantener su temperatura por encima de 1,600
°F. La Oxidacion Termica Regenerativa es una option viable para cl tratamiento dc las
emisiones del homo de panaderia.
20
-------
Dnisiones del Homo
A la atmosfen
Rccipicntc Uno
Rccipicntc Dos
Caldera
4 !
r
MODOA
La EmlslAn del Horno sc calienla en el Reciptenle Uno y
el Escape de IB Caldera se enfria en el Reclplenle Dos
A la atmosfera
Ennsiones del Homo
Rccipicntc Uno
Caldera
Gas Natural
Recipicnte Dos
MODOB
La Emlslon del Horno se callcnta en el Reclpiente Dos y
el Escape de la Caldera se enfria en el Reclpiente Uno
Figure 9. Modos de operation del oxidante termico regenerative
Oxidante t£rrnico recuperative: Esta tecnologia es algo similar a un Oxidante Termico
Regenerative. Ambos recuperan y utilizan el calor de desecho, pero de una manera diferente. En
un Oxidante Termico Recuperative, las emisiones desde el homo fluyen a traves del lado de los
tubos de un intercambiador termicos de casco y tubos, y el escape desde el oxidante termico se
encamina a traves del lado del casco. El calor se transporta desde el escape del oxidante caliente
hacia las emisiones del homo mas frias. Vea la Figura 10.
El Oxidante Termico Recuperative es una option viable para tratar el escape de un homo
de panaderia.
Escape del homo ^
/
JFascI
11 1 i
FascllT
. 1
< ^
^HntcicambiadOT lAmico
recuperative de tics fases
FaseJI
escape del homo
precalentado
Escape del oxidante
Oxidante termico
4
4
Gas Natural
Figura 10. Oxidante termico recuperativo de tres fases
21
-------
Oxidacidn catalitica: Esta tecnologia utiliza metales que actuan como un catalizador
para facilitar la reaction entre el oxigeno y los contaminantes de modo que la reaction tenga
lugar a una temperatura mucho menos que la temperatura de oxidation termica. Tipicamente, las
reacciones asistidas por catalizador tienen lugar en el rango de 600 a 1,200 °F, en lugar de los
1,600 °F requeridos por la oxidation termica. Como resultado de ello, se pueden obtener ahorros
significativos de combustible usando un dispositivo de control asistido por catalizador. Vea la
Figure 11.
A la atmosfera
Gas Natural
Homo
l-echndecalAlw;
Oxidante catalitico
Emisiones del homo precalentadas
Figura 11. Oxidante catalitico
Las desventajas de utilizar un catalizador incluyen un costo de capital mayor. Un
catalizador de metal precioso puede costar tanto como $600 a $800 por pie cubico. Ademas, el
uso de un catalizador requiere una corriente de emisiones extremadamente limpias que tengan
poca cantidad de materia particulada. La materia particulada puede recubrir las superficies del
catalizador, reduciendo su eficacia. La oxidation catalitica es una option viable para tratar las
emisiones del homo de panaderia 23 y es la option preferida de panaderias con controlcs en sus
hornos(Ref. 11).
Dispositivos de control sin combusti6n
Adsorcion de carbono: Esta tecnologia utiliza recipientes llenos de carbon activado
granulado (GAC) para adsorber contaminantes en sus superficies. En el caso de operaciones
continuas, se requieren al menos dos recipientes. Cuando el GACde la primera unidad se satura
con contaminantes, se deben dirigir las emisiones hacia la segunda unidad mientras se regenera
la primera unidad. La regeneration es el proceso de eliminar los contaminantes del GACy
restableccrlo a su capacidad. Por lo general, esto se hace con vapor y/o calor. Los
contaminantes no se destruyen en el proceso de adsorcion de carbono, simplemente se los
transfiere a otra fasc. El etanol, el contaminante principal en las emisiones dc un horno de
panaderia, tiene una alta afinidad para el carbono, y es diflcil de eliminar de los lechos dc GAC.
Debido a cste problcma, no se considcra la adsorcion de carbono como option viable en csta
situation.
22
-------
Depuradores quimicos: Esta tecnologia utiliza una columna empacada con anillos
ceramicos o plasticos, y se inunda con una fase liquida. Los contaminantes en las emisiones son
absorbidos por el liquido, y el liquido contarainado requiere tratamiento adicional. Los
contaminantes no son destruidos por el proceso de depuracion, sino que pasan a la fase liquida,
creando otro problema de contamination. Como consecuencia de ello, la altemativa de
depuracion quimica no es una opcion posible en esta situation.
Condensation: La condensation del etanol proveniente de las emisiones de una
panaderia requeriria serpentines enfriados refrigerados. Debido a las bajas temperaturas
requeridas, tambien se condensarian el agua, la grasa y los aceites de estas emisiones. El agua se
congelaria en los serpentines, y las grasas y aceites los ensuciarian, inhibiria la transferencia de
calor y reduciria la eficacia del condensador. Este proceso tambien crearia volumenes grandes
de agua residual que requiere tratamiento adicional. Esta tecnologia no se considera como una
opcion viable.
Cambios de proceso/formulacion: Esta altemativa no se considera como una opcion
posible. Todos los productos con levadura modificada que disminuyen las emisiones de VOC
producen productos que tienen un sabor inaceptable.
Biorreaccion: Durante la ultima decada, se ban hecho adelantos significativos en
diversos procesos biologicos. La mayoria de las instalaciones esta evaluando diversos procesos
de biorreaccion como opciones viables a las tecnologias tradicionales. Debido a los grandes
requerimientos de terreno, es posible que los biofiltros no sean una opcion factible. Otras
opciones que son potencialmente viables son los filtros biopercoladores y los biodepuradores.
Comparaciones de costos
Los costos de la destruction termica y catalitica de los contaminantes emitidos desde un
horno de panaderia se calcularon usando el programa Air Compliance Advisor de la EPA. Las
suposiciones de costos y los datos de las corrientes de emisiones pueden encontrarse en el
Apendice A. Dichos costos se muestran en la Tabla 8, a continuation.
Proceso
Recuperative
Regenerative
Catalitico
Costo total
de capital, $
$227,375
S60.100
844,100
Costos anuales de
servicios publicos", $
$6,300
$2,680
$2,970
Otros costos
di rectos", $
$25,700
$26,800
$28,700
Costos
indi rectos', $
$24,760
$18,830
$18,600
Costos anuales
totales, $
$52,300
$48,257
$50,270
Los coslos anuales de los servicios publicos incluyen los costos de electncidad y de gas natural.
Otros costos directos incluyen mano de obra, mantenimiento, supervisi6n y recuperacion de capital
c Los costos mdirectos incluyen gastos fijos, seguros, impuestos y recuperacion del capital
Tabla 8. Costo de control estimative para procesos termicos y cataliticos
23
-------
Las estimaciones varian de $48,257 para la tecnologia regenerativa a $52,300 para el
proceso recuperative. Los costos totales con frecuencia se expresan como costo por mil pies
cubicos tratados. Las emisiones anuales son de 758 millones de pies cubicos por ano, lo cual
resulta en un costo de control de $0.064 por pie cubico al utilizar la tecnologia regenerativa.
Los costos de control de biorreaccion se estimaron a partir de valores encontrados en la
literatura y en el Internet (Ref. 8). Los elementos de costo se muestran en la Tabla 9, a
continuacion.
Proceso
Biofiltro
Filtro
biopercolador
Biodepurador
Costos
totales, $
$8,560a
$42,800"
S337,900r
Mano de
obrab, S
$1,780
$1,780
$3,420
Nutrientes
$640
$640
$1,284
Limpiezas
del lechoc, S
$1,605
$1,605
$2,140
Costos
indirectosd, $
$1,200
$6,000
$47,300
Costos
anuales
totales, S
$5,225
$10,025
$54,144
a Estimacion basada en S5 por CFM y una tasa de flujo de 1,579 CFM + ajuste de CPI hasta enero de 2003
Incluye operaciones, mantenimiento y supervision.
c Dos por afto.
ncluye gastos fijos, impuestos, seguros y recuperacion del capital
e$25porCFM+CPl.
f$200porCFAY+C/V.
Tabla 9. Costos de control al usar las biorreacciones
Las estimaciones de costos anuales totales para los procesos de biorreaccion tienen un
rango mucho mas amplio que las estimaciones para los controles por incineracion. La
estimacion anual de costos para los procesos por biorreaccion varia de $5,225 para un biofiltro a
$54,144 para un biodepurador. Los costos del biofiltro en dolares por CFM son de $0.0069 por
CFM, que es un orden de magnitud menos que la tecnologia por incineracion regenerativa. Los
costos anuales totales del biodepurador son comparables con los costos anuales de los procesos
de incineracion. De este modo, no presenta ventaja financiera alguna frente a las tecnologias
termicas.
ASUNTOS SOBRE NORMAS
Se encontro muy poca informacion sobre como se regulan o permitcn los biorreactores.
Un productor de pintura que instalo un sistema de biorreactores en la Costa Oeste fue contactado
para determinar como habia obtenido los permisos para su instalacion. El gercnte ambiental de
la planta dijo que la instalacion recibio un permiso de tipo de planta piloto que les pcrmitio
experimentar a fin de determinar el ORE y las condiciones operativas optimos. Posteriormentc
se determine que cl biorrcactor inicial instalado tenia un tamano deficicnte y fue reemplazado
con una unidad el trcinta por ciento mas grande. Estan satisfechos con la nucva instalacion, que
segun cllos facilmente cxcede la garantia del proveedor del 75 por ciento de DRE. Se sientcn
confiados que con el tiempo podrian alcanzar un 85 a 90 por ciento de DRE. El gerente indico
24
-------
que siente que podran ahora calificar facilmente como un designacion de "sintetico menor" bajo
los nuevos procedimientos de permisos de revision de fuentes, en lugar de tener una designacion
de "fuente importante".
CONCLUS1ONES
La EPA esta planificando promulgar una nueva norma MACTpara varies procesos
organicos para fines del verano de 2003. Estas nuevas normativas someteran a mas de 25 nuevas
categorias de fuentes organicas a las normas MACT. Un numero de operadores mas pequenos
ahora tendran que cumplir con las nuevas normas de emisiones. Los ingenieros de plantas
estaran considerando colectivamente lo que se debe hacer y cuanto costara cumplir con estas
nuevas normas. Un sistema de biorreactores podria ser la mejor solution a este problema. Sin
embargo, podria ser un camino arduo a seguir, y se deben hacer muchas investigaciones antes de
tomarse las decisiones finales.
Al igual que muchas otras tecnologias de control, la biorreaccion funciona en muchos
casos, pero no en todos. La cuestion es saber cuando funcionara y cuando no. Esto requiere
investigation, pruebas y consultas con peritos que tengan experiencia en la construction y
operation de biorreactores. La primera pregunta debiera ser: <,La biorreaccion es aplicable para
mi corriente de emisiones? Si las emisiones son muy acidas o muy basicas, deberan
neutralizarse antes de ingresar a un biorreactor. Si no estan en o cerca de una humedad relativa
del 100 por ciento, deberan humidificarse si se piensa utilizar un biofiltro. Si la corriente de
emisiones es demasiado caliente o fria, debera enfriarse o calentarse. Si es demasiado sucia (con
materia particulada), la corriente de emision debera limpiarse antes de ingresar a un biofiltro (los
solidos suspendidos no son un problema en el caso de filtros biopercoladores o biodepuradores).
Si las emisiones son muy concentradas o extremadamente toxicas, probablemente no son aptas
para la biorreaccion.
Si la corriente de emision es apropiada, o puede pretratarse para que resulte apropiada,
i,cual es la tecnologia de biorreactores correcta? Esta respuesta depende de las caracteristicas de
la corriente de emision. Si la corriente de emision contiene contaminantes que generan acidos al
degradarse (compuestos de azufre o halogeno), un filtro biopercolador o biodepurador podria ser
la opcion correcta. Si las emisiones no generan acidos, y hay espacio disponible, un biofiltro
podria ser la respuesta. Si se requiere un alto nivel de DRE, tal vez se requiera un biodepurador.
Sin embargo, tal como se muestra en la section de costos de este reporte, si se requiere un
biodepurador, el elevado costo de capital del mismo podria compensarse por un menor costo de
combustible cuando se lo compara con los procesos termicos. Asimismo, aun corresponden las
ventajas ambientales de no producir NOx o CO adicionales. Si una instalacion se encuentra
cerca de un limite de emision o un umbral para cualquiera de estos contaminantes, esto podria
ser una ventaja significativa.
Pues bien, la biorreaccion es una opcion viable de bajo costo en algunas circunstancias,
para aquellas instalaciones que tengan emisiones que cumplen con los requisites exigidos por
esta tecnologia.
25
-------
REFERENCIAS
1. Q. Zhang y colaboradores, "Odor Production, Evaluation and Control", Department of
Biosystems Engineering, University of Manitoba, octubre de 2002.
2. J. E Burgess, S. A. Parsons y R. M. Stuetz, "Developments in Odor Control and Waste Gas
Treatment", School of Water Science, Cranfield University, Bedfordshire, Reino Unido.
3. Peter L. Voigt; "Biofiltation for Odor and VOC Control"; Clean TeQ Publication,
Dandeneng, Victoria, Australia, 3175.
4. Joseph S. Devinny, "Clearing the Air Biologically", Civil Engineering Magazine, septiembre
de 1998, paginas 46-49.
5. F. Jason Martin, Rust Environmental, y Raymond C. Loehr, Profesor de University of Texas,
Austin, "Effects of Periods of Non-Use on Biofilter Performance", Journal of the Air and
Waste Management Association, Vol. 46, paginas 534-554.
6. R. Allen Boyette, PE, "Biofiltration Economics and Performance", E & A Consultants, Gary,
NC, ~ 2000.
7. Marc A. Deshesses y Huub H. J. Cox, "Biotrickling Filter Air Pollution Control",
Department of Chemical & Environmental Engineering, University of California, Riverside,
CA, ~ 2000.
8. Huub H. J. Cox y Marc A. Deshusses, "Waste Gas Treatment in Biotrickling Filter", capitulo
4, University of California, Riverside, CA.
9. Bio-Wise, Company Publication, "Biological System Reduces VOC Emissions", Bio-Wise,
P.O. Box 83, Didcot, Oxfordshire, OX11 OBR, sito web: www.dti.aov.uk/biowise.
10. Mark A. Perkins, PE, William R. Tatem y James S McMillen, EIT; "Multi-Faceted Odor
Control Program Controls Costs and get results at a Large Regional Wastewater Treatment
Plant"; Trinity River (Texas) Authority; y Alan Plummer and Associates, Inc.
11. C. Wally Sanford, Alternative Control Technology for Bakery Oven Emissions, Reporte de
la U.S. EPA Nos. 453/R-92-017, OAQPS, U.S. EPA, diciembre de 1992.
12. Air Compliance Advisor, U.S. EPA, OAQPS/ISEG, 2000.
26
-------
APENDICE A
PREM1SAS DE COSTO OPERATIVO DEL DISPOSIT1VO DE CONTROL
Tasa de interes %
Tasa salarial de mano de obra de operation $/hr
Tasa de mano de obra de mantenimiento, $/hr
Costo electrico, $/kW-hr
Costo de gas natural, $/M3
Costo de agua de enfriamiento, $/M3
Costo de desecho de agua, $/M3
Costo de vapor, $/kg
Costo de desecho de polvo, $/kg
Horas anuales de operacion
Ciclo de trabajo
7%
$16.73
$18.41
$0.06
$0.15
$0.05653
$1.007
$0.01097
$0.02949
8,000 hr
Operacion continua
Datos de la corriente de emision
Temperatura de escape del homo, °R
Presion, atmosferas
Tasa volumetrica - M3/seg
Contaminante: Etanol, ppmv
Contaminante: Acetaldehido, ppmv
258.9
1
0.3806
2000
20
27
-------
TECHNICAL REPORT DATA
(Please read Instructions on reverse before completing)
i REPORT NO
EPA-456/R-04-002
3 RECIPIENTS ACCESSION NO
4 TRIE AND SUBTITLE
Uso de biorreactores para controlar la contaminacion del aire
5 REPORT DATE
June 3004
6 PERFORMING ORGANIZATION CODE
7 AUTHOR(S)
8 PERFORMING ORGANIZATION REPORT NO
9 PERFORMING ORGANIZATION NAME AND ADDRESS
10 PROGRAM ELEMENT NO
Clean Air Technology Center (E 143-03)
Information Transfer and Program Integration Division
Office of Air Quality Planning and Standards
U.S. Environmental Protection Agency
Research Triangle Park, NC 27711
II CONTRACT/GRANT NO
12 SPONSORING AGENCY NAME AND ADDRESS
Office of Air Quality Planning and Standards
Office of Air and Radiation
U.S. Environmental Protection Agency
Research Triangle Park, NC 27711
13 TYPE OF REPORT AND PERIOD COVERED
Final
14 SPONSORING AGENCY CODE
EPA/200/04
15 SUPPLEMENTARY NOTES
For more information, call the Clean Air Technology Center (CATC) Information Line at (919) 541-0800 or access the
CATC Web page at .
16 ABSTRACT
This is the Spanish Version of EPA-456/R-03-003, USING BIOREACTORS TO CONTROL AIR POLLUTION.
Because of increasing fuel cost and tightening environmental regulations, alternative air pollution control technologies are
being considered to replace or supplement expensive combustion control technologies. This technical bulletin addresses one
of these technologies, bioreactors. Bioreactors use micro-organisms to destroy pollutants in air emission streams. Using
publicly available data, this report: presents information on commercially available bioreaction processes used to control air
pollution; considers the limitations of bioreactors; assesses the effectiveness of bioreactors for removing pollutants; and
provides information on the capital and operating costs of bioreactors.
KEY WORDS AND DOCUMENT ANALYSIS
DESCRIPTORS
h IDENTIFIERS/OPEN ENDED TERMS
c COSAT1 Field/Group
Biorreaccion
Biorreactor
Biofiltro
Biofiltro biopercolador
Biodepurador
Control de la contaminacion del aire
Compuestos organicos volatiles
VOC
Control de olores
Contaminantes del aire organicos
peligrosos
HAP organicos
18 DISTRIBUTION STATEMENT
Release Unlimited
19 SECURITY CLASS (Report)
Unclassified
21 NO OF PAGES
27
20 SECURITY CLASS (Page)
Unclassified
22 PRICE
EPA Form 2220-1 (Rn 4-77)
PREVIOUS EDITION IS OBSOLETE
-------
United States Office of Air Quality Planning and Standards Publication No. EPA-456/R-04-002
Environmental Protection Information Transfer and Program Integration Division June 2004
Agency Research Triangle Park, NC
------- |