Composicion Quimica De Residuos Solidos Urbanos

COMPOSICION QUÍMICA DE LOS QUÍMICA RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS - RSU SÓLIDOS
Curso: Saneamiento Ambiental Profesor: Carlos J. Collazos

COMPOSICION QUIMICA
• Utilizada principalmente para cálculos de combustión y energéticos pero también puede ser utilizada para estimar propiedades químicas y biológicas • El residuo se compone de materiales combustibles (p.e. papel) y no combustibles (p.e.vidrio)

PROPIEDADES QUÍMICAS
• Importantes para evaluar alternativas de tratamiento • Análisis tentativos – Humedad : pérdida de humedad a 105°C durante 1 hora – Material combustible : pérdida adicional a 950°C – Carbón fijo : residuo remanente después de removido el material combustible volátil – Cenizas • Análisis finales: C, H, O, N, S, cenizas • Contenido Energético: kJ/kg – por Calorimetríao Cálculo Btu/lb (1 Btu/lb = 2.326 kJ/kg)

COMPOSICION QUIMICA DE DIFERENTES ELEMENTOS DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS

COMPOSICION QUIMICA DE LOS RESIDUOS DE ALIMENTOS
Los residuos de alimentos pueden contener en promedio (sobre base de materia seca): C = Carbono (48%) S = Azufre (0.4%) H = Hidrogeno (6.5%) O = Oxígeno (37.6%) N = Nitrógeno (2.6%) Cenizas: (5%)

Fuente: Tchobanoglous (1993)EJEMPLO
Determinar la composición química de la fracción orgánica del residuo que se muestra en la tabla adjunta:

Componente Peso Húm edo, kg% Humedad Alimentos 9 70 papel 34 6 Cartón 6 5 Plásticos 7 1 Textiles 2 10 Caucho 0,5 0 Cuero 0,5 20 Poda y jardín 18,5 65 Madera 2 20 Inorganicos 20,5 3

EJEMPLO
Con base en la tabla de componentes que se adjunta, se calcula el contenido de C, H, O,N, S y cenizas en cada componente, previa estimación del peso seco:

EJEMPLO
Por ejemplo, para los residuos de alimentos: • % de Humedad: 70% • Peso de Material Seco: [9 - 9(0,7)] = 2,7 kg • Carbono: 2,7 (0,48) = 1,3 kg • Hidrógeno: 2,7 (0,064) = 0,17 kg • Oxígeno: 2,7(0,376) = 1,02 kg • Nitrógeno: 2,7(0,026) = 0,07 kg • Azufre: 2,7(0,004) = 0,01 kg • Cenizas: 2,7(0,05) = 0,14 kg

EJEMPLODe la misma manera se calcula para los demás componentes:

Componente Peso Húmedo Peso Seco kg kg Alimentos 9,0 2,7 Papel 34,0 32,0 Cartón 6,0 5,7 Plásticos 7,0 6,9 Textiles 2,0 1,8 Caucho 0,5 0,5 Cuero 0,5 0,4 Poda y jardín 18,5 6,5 Madera 2,0 1,6 TOTAL 79,5 58,1

C 1,30 13,90 2,51 4,16 0,99 0,39 0,24 3,10 0,79 27,37

Composición H O 0,17 1,02 1,92 14,06 0,34 2,54 0,50 1,58 0,12 0,56 0,050,00 0,03 0,05 0,39 2,46 0,10 0,68 3,61 22,95

N 0,07 0,10 0,02 0,00 0,08 0,01 0,04 0,22 0,00 0,54

S 0,01 0,06 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00 0,11

Cenizas 0,14 1,92 0,29 0,69 0,05 0,05 0,04 0,29 0,02 3,48

EJEMPLO
Para calcular el contenido total de H y O en la muestra de residuo debe adicionarse el componente de humedad. Entonces, la diferencia entre el peso húmedo y el peso secocorresponde al contenido de agua, es decir: 79,5 – 58,1 = 21,4 kg de H2O Ahora, para determinar cuanto H y O hay en la muestra se aplica la siguiente ecuación:
⎡ Humedad Total en kg ⎤ ⎢ Peso Molecular del Agua ⎥ x Peso Molecular de H ⎣ ⎦

⎡ Humedad Total en kg ⎤ ⎢ Peso Molecular del Agua ⎥ x Peso Molecular de O ⎣ ⎦

EJEMPLO
En consecuencia:

⎡ 21.4kg ⎤ ⎢ 18kg ⎥ * 2 = 2.38kg _ H ⎣ ⎦
⎡21.4kg ⎤ ⎢ 18kg ⎥ *16 = 19.02kg _ O ⎦ ⎣

EJEMPLO
Incorporando este contenido de agua en los elementos correspondientes se tiene la siguiente tabla, con y sin agua:

Elemento Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Azufre Cenizas

kg, Sin Agua kg, Con Agua 27,37 27,37 3,61 5,99 22,95 42,00 0,54 0,54 0,11 0,11 3,48 3,48

EJEMPLO
Ahora, se procede a establecer la composición molar de loselementos, despreciando las cenizas, dividiendo cada componente por su correspondiente peso atómico:

Elemento Carbono Hidrógeno Oxígeno Nitrógeno Azufre

Peso Atómico 12,01 1,01 16,00 14,01 32,07

Moles Moles Sin Agua Con Agua 2,279 2,279 3,575 5,933 1,434 2,625 0,038 0,038 0,003 0,003

EJEMPLO
Para calcular la formula que resume la composición general del residuo con y sin azufre y con y sin...