Ingeniería de Procesos de Refinación y Petroquímicos · 2022
Estudio de factibilidad con enfoque en economía circular para el aprovechamiento de lodos generados en el proceso clarificación de agua de la U2900 de la Refinería de Barrancabermeja
Este proyecto de investigación evalúa las alternativas más favorables de uso y valorización de los lodos resultantes del proceso de clarificación de agua en la U2900, tomando como base su caracterización fisicoquímica y el potencial de transformación, de acuerdo con las necesidades del mercado local de Barrancabermeja y su área de influencia, generando desarrollo a través de procesos productivos para utilización del lodo como materia prima, dando origen a nuevas oportunidades de comercio en uso de fabricación de materiales de construcción como ladrillos, postes de concreto, placa huellas, entre otros, en biorremediación de suelos, o como abono orgánico, logrando un impacto ambiental positivo para la ciudad. Además, se incluyó en la canasta de subproductos de Ecopetrol S.A. abandonando la categoría de residuo industrial. La metodología utilizada tiene fundamento cuantitativa y analítica, variando la formulación existente para la fabricación de cada caso de negocio analizado. Los resultados obtenidos nos permiten direccionar el uso de los lodos de clarificación hacia el campo de la construcción o mampostería estructural, como suplemento orgánico para abono, o como insumo para la biorremediación de terrenos, permitiendo una segunda opción de uso en la economía no lineal. El proceso conlleva la necesidad de deshidratar el lodo, situación que permitiría abordar y concebir el proyecto desde su inicio dentro del marco de la economía circular, es decir con la recuperación y reintegro al tratamiento de la totalidad del agua retirada del lodo, se podría evidenciar un ahorro en la captación del caudal tomado, disminuyendo el volumen captado en 30% aproximadamente, lo que se representa un alto impacto en la huella hídrica de la Refinería para con la ciudad y sus ocupantes
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Contenido
- Introducciónp. 16
- Planteamiento del Problemap. 18
- Objetivosp. 21
- 2.1 Objetivo Generalp. 21
- 2.2 Objetivos Específicosp. 21
- Marco Teóricop. 22
- 3.1 Proceso de Economía Circularp. 22
- 3.1.1 El Modelo de Economía Circular del Grupo Ecopetrolp. 22
- 3.1.2 Camino Recorrido por el Grupo Ecopetrolp. 24
- 3.2 Proceso de Clarificación de Aguap. 24
- 3.2.1 Coagulaciónp. 25
- 3.2.2 Floculaciónp. 25
- 3.2.3 Sedimentaciónp. 25
- 3.3 Deshidratación de Lodosp. 17
- 3.3.1 Sistema Propuesto para reuso del lodop. 26
- 3.4 Caracterización de Lodosp. 29
- Metodologíap. 36
- 5.1 Caracterización de Lodosp. 29
- 5.2 Factibilidad Técnica de Aprovechamiento de Lodosp. 46
- 5.2.1 Aprovechamiento en Uso de Materiales para la Construcciónp. 46
- 5.2.2.5 Aprovechamiento como Enmienda Agrícolap. 52
- 5.3 Análisis Factibilidad Económicap. 54
- 5.4.1 Factibilidad Económica de Deshidratación de Lodos y Reuso del Agua recuperadap. 54
- 5.4.2 Análisis de factibilidad Económica de reuso de lodosp. 56
- clarificación como materia prima sustituyentep. 56
- Conclusionesp. 57
- Referencias Bibliográficasp. 58
- Figura 1 Componentes sistema de manejo de lodos de U2900p. 16
- Figura 2 Esquemática de flujos en el clarificadorp. 18
- Figura 3 Extrapolación de NTU a SSTp. 19
- Figura 4 Modelo de Economía Circular GEp. 23
- Figura 5 Partes del clarificador superpulsatorp. 25
- Figura 6 Plano levantamiento topográfico de las piscinas de decantación de lodosp. 26
- Figura 7 Estrategia propuesta deshidratación de lodosp. 27
- Figura 8 Sistema de deshidrataciónp. 28
- Figura 9 Sedimentos después de la deshidratación con Geotubep. 29
- Figura 10 Modelo de Economía Circular GEp. 36
- Figura 11 Modelo de Economía Circular GEp. 36
- Figura 12 Límites de Atterbergp. 43
- Figura 13 Diagrama de Casagrandep. 44
- Figura 14 Gráfica de la granulometría del lodop. 45
- Figura 15 Gráfica de la granulometría del lodop. 46
- Figura 16 Resultados de resistencia a la compresiónp. 47
- Figura 17 Tipos de fallap. 48
- Figura 18 Caracterización de lodos U2900p. 50
- Figura 19 Placa huella realizada al 6,05% (dos primeras) y 15.05% (dos últimas)p. 51
- Figura 20 Obras de alfarería realizadas con lodo de clarificaciónp. 52
- Figura 21 Proceso de desarrollo de muestras vegetales (pimentón a 70 msnm)p. 53
- Tabla 1 Agua tratada en la U2900p. 19
- Tabla 2 Generación de sedimentosp. 19
- Tabla 3 Composición para ladrillos no estructuralesp. 37
- Tabla 4 Composición ladrillos estructuralesp. 38
- Tabla 5 Composición ladrillos estructuralesp. 39
- Tabla 6 Composición de mezcla para placa huella peatonalp. 41
- Tabla 7 Mezcla Fertilizante comercial y lodop. 41
- Tabla 8 Caracterización de lodos U2900p. 42
- Tabla 9 Caracterización de lodos U2900p. 45
- Tabla 10 Caracterización de lodos U2900p. 47
- Tabla 11 Caracterización de lodos U2900p. 50
- Tabla 12 Caracterización de lodos U2900p. 51
- Tabla 13 Formulación para uso en fabricación de obras de alfareríap. 52
- Tabla 14 Resultados lodos de clarificación U2900 vs requerimiento nutricional de un suelop. 54
- Tabla 15 Inversión inicial alternativa uso de lodosp. 55
- Tabla 16 Factor de aprovechamiento del lodo de clarificación pucón potencialp. 56
- Tabla 17 Beneficio Potencialp. 56
- Apéndice A. Caracterización de Lodos de Clarificación U2900p. 62
- Apéndice B. Determinación de los Tamaños de las Partículas de los Suelosp. 63
- Apéndice C. Determinación Límites de Atterberg e Índice de Plasticidad de los Suelosp. 64
- Apéndice D. Análisis Absorción Mampostería Ladrillos con Arena y (40%) Lodo (L1)p. 65
- Apéndice E. Análisis Resistencia a la Compresión Ladrillo con Arena y (40%) lodo (L1)p. 66
- Apéndice F. Análisis Resistencia Compresión Ladrillo Arena,20% Lodo y Tamo(L3 y L4)p. 67
- Apéndice G. Análisis Resistencia a la Compresión Ladrillo Arena, 30% Lodo y Tamo (L3)p. 68
- Apéndice H. Análisis Resistencia a la Compresión Placa Huella (15% Lodo)p. 69
- prensadop. 70
- (Blanco) M1p. 71