Lixiviados de relleno sanitario: tratamiento en sitio

El tratamiento de lixiviados de relleno sanitario reúne, en una sola corriente, casi todas las dificultades del tratamiento de aguas: DQO altísima y poco biodegradable, amoníaco en concentraciones que inhiben a la propia biomasa, metales pesados, haluros orgánicos, sulfuros, color intenso y olor. Por si fuera poco, su composición cambia con la edad de la celda y con la estación. Por eso la mayoría de los rellenos termina eligiendo entre dos caminos caros: membranas o transporte a un tercero. Este artículo explica el problema y describe una alternativa de oxidación en etapas aplicable en sitio. Para el diagnóstico de base conviene repasar oxidación avanzada de efluentes industriales.

Qué son los lixiviados y por qué aparecen en los rellenos sanitarios

Definición y química del problema

El lixiviado es el líquido que resulta de la percolación del agua de lluvia a través de la masa de residuos, sumada a la humedad propia de los residuos y al agua generada por su degradación. Al atravesar la celda, ese líquido arrastra todo lo que puede disolver o extraer.

Su composición cambia con la edad de la celda, y esa evolución define la estrategia de tratamiento. Un lixiviado joven, en fase acidogénica, tiene DQO muy alta con una fracción biodegradable importante: responde bien al tratamiento biológico. Un lixiviado maduro, en fase metanogénica, tiene menos DQO pero mucho más recalcitrante —dominada por sustancias húmicas— y, sobre todo, amoníaco alto, que no baja con el tiempo y que inhibe a la biomasa nitrificante. El lixiviado maduro es, con diferencia, el más difícil.

A eso se suman metales pesados, haluros orgánicos e inorgánicos y sulfuros de hidrógeno, que son —junto con la materia orgánica— los responsables del color negro característico y de buena parte del olor.

Valores típicos en rellenos sanitarios

Los rangos publicados para lixiviados son extraordinariamente amplios: la DQO puede variar en órdenes de magnitud entre una celda joven y una madura del mismo relleno, y el amoníaco sigue su propia curva. Por eso no existe un diseño de catálogo. El dato de partida es el protocolo del lixiviado propio, caracterizado por celda y repetido en distintas estaciones, porque la lluvia diluye la concentración pero aumenta el caudal, que es la variable que dimensiona la instalación.

Cómo se detecta en planta: análisis e indicadores de campo

• DQO y DBO₅ para establecer la relación de biodegradabilidad, que indica la edad efectiva del lixiviado.
• Nitrógeno amoniacal y nitrógeno total Kjeldahl, determinantes de la estrategia.
• Metales pesados, cloruros, sulfatos y sulfuros.
• Color, pH, alcalinidad y conductividad.
• Caudal, con registro estacional: es lo que define el volumen de la instalación.
• Indicador de campo: color negro intenso y olor a huevo podrido indican sulfuros y condiciones anaeróbicas; una relación DBO₅/DQO baja indica lixiviado maduro y biológico poco efectivo.

Causas: de dónde viene el problema

Percolación del agua de lluvia a través de los residuos

Es la fuente principal y la única sobre la que se puede actuar preventivamente: una cobertura adecuada y un buen manejo del escurrimiento superficial reducen de manera directa el volumen de lixiviado generado. Menos volumen es menos costo de tratamiento, siempre.

Degradación anaeróbica de la masa de residuos

La degradación de la materia orgánica en ausencia de oxígeno libera amoníaco, ácidos, metano y sulfuro de hidrógeno. Es un proceso que continúa durante décadas después del cierre de la celda, lo que explica por qué un relleno clausurado sigue generando lixiviado que hay que tratar.

Edad de la celda y variación estacional

Un relleno en operación suele tener celdas de distintas edades aportando al mismo colector, con composiciones muy diferentes. Si además el sistema recibe lluvias estacionales marcadas, la corriente a tratar varía en caudal y en concentración de forma inversa. Diseñar sin ecualización es diseñar para fallar.

Consecuencias operativas y costos

Impacto sobre equipos, proceso y producto

Los lixiviados incrustan y corroen: el carbonato de calcio precipita en cañerías y bombas de impulsión, los sulfuros atacan metales y hormigón, y la carga orgánica genera biofouling. En instalaciones con membranas, el fouling y el scaling obligan a limpiezas químicas frecuentes y acortan la vida de los módulos.

Riesgo normativo y de descarga

Los lixiviados están entre las corrientes más controladas. Su gestión se encuadra en el régimen de residuos peligrosos de la Ley 24.051 y su Decreto 831/93 cuando corresponde, y su descarga —si existe— en las resoluciones provinciales de vertido, en los permisos de la Autoridad del Agua (ADA) en la provincia de Buenos Aires o en el régimen de ACUMAR dentro de la cuenca Matanza-Riachuelo. La habilitación del relleno y sus condiciones operativas dependen además de la autoridad ambiental provincial y municipal. Corresponde consultar el marco aplicable en cada caso.

Costo total: OPEX, paradas no programadas y reposición de activos

La partida que domina es, casi siempre, el costo por metro cúbico: de transporte y tratamiento por un tercero, o de energía y membranas si se trata en sitio. A eso se suman los reclamos por olores —que tienen un costo social y político difícil de cuantificar pero muy real— y la gestión del rechazo o del concentrado, que en las rutas de membrana vuelve a ser un problema sin resolver.

Tratamiento de lixiviados de relleno sanitario: soluciones convencionales y sus límites

Ósmosis inversa: rechazo recirculado y costo de membranas

Es la ruta más difundida para lixiviados y produce un permeado de excelente calidad. Su límite estructural es el concentrado: entre un cuarto y un tercio del caudal alimentado queda como una corriente mucho más cargada que la original. La práctica habitual de recircularlo a la celda solo posterga el problema y aumenta la concentración del lixiviado con el tiempo. A eso se suman el pretratamiento necesario, el costo de los módulos y la frecuencia de limpiezas.

Evaporación: consumo energético

Evaporar reduce el volumen drásticamente y puede aprovechar el biogás del propio relleno como fuente de energía. Sus límites son el consumo energético, la corrosión de los equipos por cloruros y amoníaco, las emisiones a controlar y el concentrado salino que queda como residuo final.

Transporte a tercero: costo por metro cúbico

Es la opción operativamente más simple y la que no requiere inversión ni personal, pero su costo es recurrente, escala con el caudal —es decir, con las lluvias— y deja al relleno dependiendo de la disponibilidad de un operador habilitado.

Solución Watch Water: BLACK-OXY®, WHITE-OXY® y GREEN-OXY®

BLACK-OXY®: mecanismo de acción y qué resuelve

BLACK-OXY®, el tratamiento de dos etapas para lixiviados está formulado específicamente para lixiviados de rellenos sanitarios y aguas residuales de muy alta carga. Consiste en mezclar los componentes BLACK y OXY en sitio, en un solo paso.

Su acción declarada es integral: oxida la carga orgánica e inorgánica en el mismo proceso, adsorbe fosfato y nutrientes, y sostiene un proceso de nitrificación y desnitrificación que genera formas de nitrógeno y oxígeno inofensivas de base orgánica. Suministra oxígeno de manera prolongada, lo que habilita el tratamiento biológico aeróbico.

Los beneficios documentados por el fabricante son directos sobre las partidas que más pesan: tratamiento en un solo paso, sin necesidad de pretratamiento, la única tecnología con cero descarga de líquido de su línea, reducción de olores de amoníaco y ácido sulfhídrico, y eliminación de la necesidad de invertir en tecnología de membranas.

WHITE-OXY®: mecanismo de acción y qué resuelve

WHITE-OXY®, el oxidante catalizado de oxidación avanzada es la segunda etapa de la secuencia. Ofrece dos reactivos en uno sin necesidad de activador externo y se aplica en granulado con dispensadores, a una dosis documentada de 50 g/m³ de agua contaminada de cualquier tipo. Su función es destruir los contaminantes remanentes tras el primer tratamiento, acelerar la limpieza, adsorber nutrientes para mejorar la biodegradación y aportar oxígeno de forma continua durante meses. Su fórmula está declarada como libre de químicos peligrosos.

GREEN-OXY®: mecanismo de acción y qué resuelve

GREEN-OXY®, la fuente sólida de oxígeno de liberación prolongada cierra la secuencia. El granulado se asienta en el fondo de la laguna o pileta, donde asegura la oxidación de los sedimentos y del fango, que es la fuente real de la carga interna. Restablece condiciones aeróbicas, frena la producción de ácidos por bacterias anaeróbicas y mejora las condiciones de vida acuática. Entre sus funciones declaradas figuran el control de olores, la remoción de metales pesados y la adsorción de fosfato y nutrientes. Se aplica cuando el tratamiento oxidativo previo ha sido consumido por el agua altamente contaminada.

Secuencia de tratamiento recomendada

1. Reducción del volumen generado: cobertura de celdas y manejo del escurrimiento superficial. Es la medida más rentable y no depende de ningún proveedor.
2. Ecualización, imprescindible por la variabilidad estacional y por celda.
3. BLACK-OXY® como primer tratamiento, mezclado en sitio, sin pretratamiento.
4. WHITE-OXY® para los contaminantes remanentes, a 50 g/m³.
5. GREEN-OXY® u OXYSORB® para la oxigenación prolongada y la adsorción de nutrientes en el fondo de la laguna.
6. Control analítico sostenido, por celda y por estación.

Qué NO hacen estos productos

• No sustituyen el manejo del relleno. Si la cobertura es deficiente y el escurrimiento entra a la celda, el volumen a tratar crece y ningún tratamiento lo compensa.
• La documentación disponible no publica una tabla de dosificación por metro cúbico ni especificaciones físicas completas de BLACK-OXY®: solo beneficios y características cualitativas. Corresponde consultar la ficha técnica y definir la dosis con servicio técnico sobre la base de un ensayo.
• Tampoco hay dosificación publicada por superficie para GREEN-OXY®: se define con servicio técnico según superficie, profundidad y carga.
• La única dosis documentada de la secuencia es la de WHITE-OXY®: 50 g/m³.
• No corresponde prometer un residual ni el cumplimiento de un límite: la variabilidad del lixiviado obliga a verificar con ensayo sobre la muestra real, y a repetirlo cuando cambia la celda de aporte.

Parámetros de diseño y dosificación

Análisis de agua requerido antes de dimensionar

Por cada celda de aporte: DQO, DBO₅, nitrógeno amoniacal, nitrógeno total Kjeldahl, fósforo total, metales pesados, cloruros, sulfatos, sulfuros, color, pH, alcalinidad, conductividad y sólidos suspendidos. Del sistema: caudal de lixiviado con registro estacional, volumen de almacenamiento disponible, superficie de laguna o pileta, y destino previsto del efluente tratado.

Dosificación documentada

Puesta en marcha, control analítico y mantenimiento

La puesta en marcha se hace por lotes sobre volumen conocido, con seguimiento de DQO, nitrógeno amoniacal, color y olor a distintos tiempos de contacto. El control de rutina debe contemplar la variabilidad: muestreo por celda de aporte y repetición estacional, no una caracterización única. Conviene registrar además el caudal diario, que es el dato que permite anticipar la carga tras cada período de lluvias.

Ejemplo típico de aplicación

Secuencia de tres productos sobre lixiviado de alta carga con control de olores

Considérese un relleno sanitario regional del interior de la provincia de Buenos Aires, con celdas de distintas edades aportando a un colector común, laguna de almacenamiento de lixiviados y retiro periódico por transporte a un operador habilitado, con reclamos vecinales por olores en verano. El planteo es tratar en sitio por lotes: ecualizar, aplicar el primer tratamiento oxidativo sobre el volumen acumulado, seguir con la etapa de contaminantes remanentes y cerrar con una fuente sólida de oxígeno en el fondo de la laguna.

Qué se mide antes y después

Antes: DQO, DBO₅, nitrógeno amoniacal, sulfuros, metales, color y caudal por celda, en dos estaciones. Después: los mismos parámetros, con atención a la relación DBO₅/DQO —que debe mejorar si la oxidación fragmentó la fracción recalcitrante— y al nitrógeno amoniacal, que es el parámetro más difícil. El indicador económico decisivo es el volumen que deja de retirarse por transporte y el costo por metro cúbico tratado en sitio.

Qué se puede y qué no se puede extrapolar

Se puede extrapolar la secuencia de tres etapas y la lógica de tratar por lotes con ecualización previa. No se pueden extrapolar dosis ni eficiencias: la composición del lixiviado varía entre rellenos, entre celdas del mismo relleno y entre estaciones. Cada dosis debe establecerse por ensayo y revisarse cuando cambia la celda de aporte.

Próximo paso: análisis de agua y cotización

Qué datos enviar a GWC

• Protocolo del lixiviado por celda de aporte, en al menos dos estaciones.
• Caudal diario y estacional, y volumen de almacenamiento disponible.
• Superficie y profundidad de la laguna o pileta de lixiviados.
• Esquema actual de gestión: tratamiento en sitio, recirculación o retiro por tercero.
• Marco normativo aplicable y autoridad ambiental interviniente.

Ensayo de laboratorio y prueba piloto en sitio

Con esa información se plantea un ensayo por lote que define dosis, tiempo de contacto y alcance sobre DQO, amoníaco y color, y se dimensiona la secuencia completa. Si el sistema descarga a una planta depuradora o busca reusar el agua tratada, son útiles los artículos sobre remoción de fósforo en plantas depuradoras y sobre reúso de agua residual tratada en la industria; para el manejo de la línea de sólidos, el post sobre componentes y tratamiento del lodo.

General Water Company representa a Watch Water® en la Argentina y trabaja con operadores de rellenos, municipios y empresas de saneamiento en caracterización, ensayo, dimensionamiento, provisión y puesta en marcha. Envíenos los protocolos de su lixiviado y le devolvemos una propuesta técnica. El panorama completo, con las rutas de tratamiento comparadas, está en DQO recalcitrante, oxidación avanzada en efluentes.

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