Paso 4 – Manejo De Lodos Manejo De Aguas Residuales En Pequeñas Comunidades

ETAPA

DESCRIPCIÓN

PRETRATAMIENTO

Dentro de esta etapa se definen los siguientes procesos:

Dilaceración: solidos cortados en partículas pequeñas.

Mesclado: alimentación uniforme

Almacenamiento: evita las variaciones de flujo, donde permite la acumulación de lodos

Desarenado: desarenadores de ciclón

ESPESAMIENTO

Mediante esta etapa se puede reducir el volumen, estabilizar y lograr una textura adecuada de lodo

En este proceso aumenta el contenido de solidos por eliminación de agua, en tambor rotativo, por gravedad, por flotación, por centrifugación, y por ultimo gravedad en banda.

ESTABILIZACIÓN

Tiene como objetivo disminuir presencia de patógenos, eliminar malos olores, inhibir, atenuar o eliminar su potencial de putrefacción

Los métodos más utilizados para la estabilización de lodos son:

Oxidación, por cloro, estabilización con cal, tratamiento térmico, digestión aerobia, digestión anaerobia, y el compostaje

DESHIDRATACIÓN

Reduce el contenido de humedad del lodo y se realiza mediante los siguientes métodos:

Filtro de vacío, filtro de prensa, filtro de banda horizontal, centrifuga, lechos de secado y lagunas

ESPESADO

El espesado es un procedimiento que se emplea para aumentar la fracción sólida del lodo de desecho mediante la reducción de la fracción líquida del mismo. Por ejemplo, si un lodo activado que normalmente se bombea desde los tanques de sedimentación secundaria con un contenido de sólidos del 0.8 %, se pudiera espesar hasta un contenido de sólidos del 4 %, por lo tanto, se conseguiría reducir el volumen de lodo a una quinta parte.

La reducción del volumen de lodo es muy beneficiosa para los procesos de tratamiento subsecuentes tanto por la capacidad de tanques y equipos necesarios como por la cantidad de reactivos químicos necesarios para el acondicionamiento del lodo, y por la cantidad de calor necesario para los digestores. La reducción del volumen permite reducir tamaños de tuberías, bombas y tanques digestores.

El espesado se suele llevar a cabo mediante procedimientos físicos, y los más utilizados son:

MÉTODO

DESCRIPCIÓN

VENTAJAS

DESVENTAJAS

Espesado por gravedad

Se lleva a cabo en un tanque de diseño similar al de un tanque de sedimentación convencional. Generalmente se utilizan tanques circulares. El lodo diluido se conduce a una cámara de alimentación central. El lodo alimentado sedimenta y compacta, y el lodo espesado se extrae por la parte inferior del tanque. El lodo espesado que se recoge en el fondo del tanque se bombea a los digestores, mientras que el sobrenadante que se origina, se retorna al sedimentador primario. El espesado por gravedad resulta más efectivo en el tratamiento del lodo primario.

-       El espesamiento por flotación produce lodos de mayor concentración de sólidos en tiempo más reducido, en comparación con el espesamiento por gravedad.

-       Las unidades de flotación son mucho más pequeñas y de costo menor, en comparación con las de espesamiento por gravedad.

-       El espesamiento por gravedad puede ser usado para lodos que sedimentan mal, en cambio para gravedad no.

-       Operación y mantenimiento tiene costos elevados

-       Operadores deben estar capacitados

-       Las estructuras deben estar cubiertas de lluvia

-       Los mecanismos de remoción de lodo compactado son más complicados

-Presenta malos olores

Espesado por flotación

Existen algunas variantes de este proceso, aunque la flotación por aire disuelto es la más utilizada. En este proceso, se introduce aire en una solución que se mantiene a una presión determinada. Cuando se despresuriza la solución, el aire disuelto se libera en forma de burbujas finamente divididas que arrastran el lodo hasta la superficie, en donde es recogido  con un desnatador. Este proceso resulta muy efectivo para el tratamiento de cultivo biológico en suspensión, por ejemplo para lodos activados, aunque también puede ser empleado para el tratamiento de otros lodos.

Espesado por centrifugación

Se utilizan tanto para espesar lodos como para deshidratarlos. Su aplicación para el espesado se limita al espesado de lodos activados. Este proceso implica la sedimentación de las partículas de lodo bajo la influencia de fuerzas centrífugas. Existen dos principales tipos de espesado por centrifugación: la de camisa maciza y la de cesta.

METODOS DE ESTABILIZACION DEL LODO

Estabilización con CAL

Para este proceso es necesario aplicar una cantidad mayor de cal por peso unitario de lodo tratado, que la requerida para la deshidratación. Este excedente es necesario para mantener un pH alto. Así mismo es necesario suficiente tiempo de contacto para obtener un alto porcentaje de eliminación de patógenos. Se recomienda mantener el pH arriba de 12 por lo menos 2 horas para asegurar la destrucción de patógenos. A mayor concentración de sólidos menor será la dosis de cal necesaria para un aumento constante de la temperatura. La estabilización con cal no destruye la materia orgánica, de manera que se debe aplicar un exceso de cal al ser evacuados o desecharlos antes de que el pH disminuya. El exceso puede llegar a ser de hasta 1.5 veces la cantidad necesaria para mantener el pH en 12.

Esta tecnología implica un aumento en la cantidad de los lodos ya que al final del proceso el peso de los lodos se incrementa respecto al peso inicial en un 20-40 %, esto se debe a que los rangos de cal agregada van de 100-200 kg/ton sólidos secos.

Tratamiento térmico

El tratamiento térmico es un proceso en el que los lodos se calientan en un depósito a temperaturas de hasta 260º C y a presiones de hasta 2760 kN/m2 durante un periodo corto de tiempo. Este tratamiento sirve como proceso de estabilización y acondicionamiento, aunque se considera más como proceso de acondicionamiento ya que a altas presiones y temperaturas el agua contenida y ligada a los lodos se libera, permitiendo una deshidratación adecuada sin necesidad de adición de reactivos químicos.

Una vez que el agua contenida en los lodos se ha liberado, se provoca la destrucción celular y la liberación de sólidos orgánicos solubles y nitrógeno amoniacal.

Incineracion

La incineración es el proceso de estabilización de sólidos más completa, ya que oxida completamente toda la materia orgánica, el olor es eliminado y los patógenos destruidos. En este proceso la temperatura de los lodos es elevada por encima de los 800ºC en un ambiente rico en oxígeno para conseguir la degradación de los compuestos orgánicos y obtener como producto final dióxido de carbono, agua y ceniza estable, lográndose una reducción del 90% del volumen total de los lodos alimentados.

Copostaje

Aproximadamente el 20-30 % de los sólidos volátiles se convierten a dióxido de carbono y agua. Conforme se lleva a cabo la descomposición de la materia orgánica contenida en los lodos, la temperatura se eleva hasta alcanzar 50 a 70 º C, lo cual permite la eliminación de organismos patógenos entéricos.

Digestion Aeerobia

Los lodos son alimentados a un tanque en donde son mezclados en condiciones aeróbicas, a medida que el suministro de alimento

Digestion Anaerobia

En el proceso de digestión anaerobia, los lodos residuales son alimentados a un tanque en donde se mezclan en condiciones libres de oxígeno. Al no tener suministro de alimento los microorganismos contenidos entran en fase endógena y como productos finales obtenemos metano, dióxido de carbono, ácido sulfhídrico y trazas de otros gases. La digestión anaerobia es un proceso que depende de la acción de un consorcio de bacterias, clasificadas como hidrolíticas, acetogénicas, acidogénicas y metanogénicas