Optimization of Leachate Treatment Methods by Forced by Forced Evaporation: Experimental Design, Implementation and Evaluation

Resumen

El tratamiento de lixiviados es un proceso crucial para la gestión de residuos, estos líquidos altamente contaminantes contienen ácidos húmicos, nitrógeno amoniacal, metales pesados y sales inorgánicas. Entre los métodos más comunes de tratamiento se incluyen la sedimentación con arcillas, la ósmosis inversa, la evaporación natural y la evaporación forzada. Evaluar los métodos más comunes de tratamiento de lixiviados y desarrollo de un sistema experimental de evaporación forzada para la reducción del volumen de estos residuos, mejorando la eficiencia del proceso mediante el uso de energía térmica controlada y sistemas de monitoreo en tiempo real. Se realiza una revisión de los principales métodos de tratamiento de lixiviados, incluyendo osmosis inversa, sedimentación con arcillas, evaporación natural y evaporación forzada. Luego, se diseña y construye un prototipo experimental basado en evaporación forzada, el cual cuenta con domos triangulares de vidrio y metal inclinados a 45°, un sistema de regulación de caudal con válvulas y un sistema de generación térmica con resistencias a 100 °C. La adquisición de datos se gestiona mediante una ESP32 y sensores de temperatura tipo K con conversores Max6675, enviando información en tiempo real a la plataforma ThingSpeak. Se realizan pruebas experimentales con un flujo de 0,22 ml/seg durante 9 horas diarias, monitoreando radiación solar, temperatura y humedad relativa. Se determina que la evaporación forzada incrementa significativamente la eficiencia del proceso, logrando reducir el volumen de lixiviados en un 90%. La hora solar pico se identifica entre las 12:00 y 13:00 horas, con una radiación superior a 900 W/m². El lixiviado en el reservorio alcanza temperaturas de 38 a 39 °C, mientras que, en el domo principal, se asegura el cambio de fase a partir de la inyección de energía térmica. La evaporación forzada es una alternativa eficiente para la reducción del volumen de lixiviados, superando las limitaciones de la evaporación natural en cuanto a dependencia climática y espacio requerido. El diseño del prototipo experimental demostró ser funcional, facilitando la regulación del caudal y la aplicación controlada de energía térmica.