05 biosolidos

Biosólidos
MC Francisco Gómez Vega
Área Ambiental
VI Congreso Regional de
Químicos Farmacéuticos Biólogos
Biblioteca Universitaria “Raúl Rangel Frías”
25 – 27 de Agosto de 2004
BIOSOLIDOS
LODOS ACTIVADOS
Otros residuos productos de las actividades humanas son los lodos activados.
Un lodo se considera como una masa de sólidos en suspensión dentro de un
volumen de agua con la particularidad de que la concentración de sólidos en
dicho volumen es tal, que la densidad del lodo es mayor que la del agua.
Podríamos decir que los lodos son aguas residuales altamente concentradas.
En ocasiones, los lodos pueden ser el producto de un proceso, o bien, los residuos
de este.
Como la orientación del curso es hacia los biosólidos, nos vamos a enfocar
principalmente a los lodos generados como consecuencia de los tratamientos
de aguas residuales.
PLANTA DE TRATAMIENTO
DISTRIBUCIÓN DE CAUDALES
“
Desvía los flujos
hacia los tanques de
servicio.
Tratamiento secundario
“ Se
puede dividir en dos grandes
apartados:
“ Aerobios
“ Anaerobios
“ El
más popular, sobre todo en plantas
municipales, es el aerobio, que tiene a
su vez una serie de variantes.
Variantes del Tratamiento
Aerobio
Lodos activados
convencionales
“ Lodos activados de
mezcla completa
“ Lodos activados de
alta tasa
“ Aereación extendida
“ Aereación por pasos
“
Proceso Kraus
“ Ooxígeno puro
“ Lagunas aereadas
“ Lagunas facultativas
“ Zanjas de oxidación
“ Biodiscos
“ Reactor de cargas
secuenciales.
“
REACTOR BIOLÓGICO
“
Se efectúa la
degradación biológica
de la materia
orgánica contenida en
el agua, a través de
grandes reactores
aeróbicos
TANQUE CLARIFICADOR
SECUNDARIO
“
Se procesa una
segunda
sedimentación donde
se separa el material
degradado.
•Para mantener el nivel adecuado de bacterias en el licor
mezclado, se recicla la biomasa que se colecta en el
sedimentador secundario, hasta que la edad del lodo o el
nivel de sólidos suspendidos en el licor mezclado no
exceda al valor de diseño (usualmente para la mezcla
completa se especifican 3 500 miligramos por litro o
ppm).
•Tanto en los procesos aerobios como anaerobios es
necesario disponer de los lodos en exceso que se
generan; en este apartado es donde el proceso
anaerobio aventaja al aerobio, ya que produce sólo
diez por ciento del volumen de lodos que produce el
aerobio.
•Los métodos más comunes de manejo de lodos
consisten en deshidratación por exposición al sol, o
manejo en filtro prensa de banda o de placas y
marcos.
Tomando como base un sistema de tratamiento
convencional de aguas residuales de tipo municipal se
tienen los siguientes puntos de generación de lodos:
Desarenador
Floculador
Sedimentador primario
Desinfección
Lodos
Proceso biológico
Sedimentador secundario
A pesar de ser efluentes muy concentrados en sólidos, el
porcentaje en peso de agua sigue siendo considerable por lo
que prácticamente el efluente se encuentra en estado líquido y
su manejo se complica pues no es realmente un sólido.
Los grandes volúmenes que se generan implican la
instalación de tuberías de gran tamaño y altos costos de
bombeo.
Las necesidades de confinamiento/tratamiento son
mayores, pues los volúmenes son muy grandes.
Alternativa
La deshidratación o secado de los lodos, que consiste en
un tratamiento físico de separación.
Tratamientos Físicos
Deshidratación de Lodos
„
La selección del sistema de deshidratación
dependerá:
„
„
„
„
Las características del lodo (densidad, viscosidad,
origen, etc)
Espacio disponible en el sitio de tratamiento.
Contenido de humedad remanente requerido para la
disposición final o tratamiento.
Sistemas de deshidratación existentes:
„
Lechos de secado
Î
Î
Î
Î
„
„
Convencionales de arena„
Pavimentados
„
Empacados
„
Auxiliados con vacío
„
Lagunas de secado
Centrífugas
Filtros rotatorios al vacío.
Filtros prensa.
Filtros banda.
Concentración por
gravedad con filtros
rotatorios.
Tratamientos Físicos
Convencionales de arena
El secado ocurre por drenaje y evaporación colocando el
lodo sobre una cama de arena equipada con un sistema de
drenaje.
Pavimentados
El secado ocurre por drenaje y evaporación colocando
el lodo sobre firmes de concreto o asfalto equipados con un
sistema de drenaje.
Lagunas de secado:
Son depresiones o cunetas de tierra donde se distribuye
uniformemente el lodo, el secado se realiza principalmente por
evaporación, ya que no se cuenta con estructuras de drenaje en la
parte inferior de las lagunas y el sobrenadante se decanta a través
de vertedores.
Centrifugación:
Las centrífugas son equipos que se operan por lotes, es
decir, se alimentan de forma intermitente y consisten en recipientes
concéntricos donde el recipiente interior está formado por una
malla que deja pasar el agua pero retiene los sólidos. El agua que
pasa este recipiente se recolecta en el exterior y se saca del
sistema por medio de tuberías. La separación se logra mediante la
fuerza centrífuga ya que los recipientes se encuentran girando a
alta velocidad proyectando los sólidos contra la malla.
Filtros rotatorios al vacío
Los filtros rotatorios son cilindros
cuyo interior se encuentra al vacío
y las paredes están equipadas con
mallas o telas sintéticas que
retienen los sólidos. Estos
cilindros giran sobre un
contenedor donde se alimentan
los lodos y al momento en que las
paredes del cilindro entran en
contacto con este depósito se
adhieren los sólidos por el vacío.
El agua que logra pasar al interior
del cilindro se llama filtrado y se
retira del sistema por medio de
tuberías.
Filtros prensa
Los filtros prensa consisten en una serie de bastidores de acero
que sostienen una tela o malla. El lodo se bombea entre cada par
de bastidores y una vez llenos, mediante un tornillo se van
oprimiendo unos contra otros expulsando el agua a través de la
tela. Los sólidos se retienen entre los bastidores y una vez lograda
la concentración requerida en la torta, se libera el tornillo y la torta
se desprende de los bastidores.
Filtros de bandas horizontales
El principio de separación en estos equipos es semejante al
anterior, solo que en lugar de que las telas estén fijas a unos
marcos, las telas son bandas continuas que se hacen pasar a
través un juego de rodillos que cambian la dirección de las bandas
para aumentar la presión ejercida sobre el lodo.
En el proceso se presentan varias zonas de acuerdo a la posición
de las bandas en el equipo:
1) Zona de drenado
por gravedad.
2) Zona de baja presión
o de compresión.
3) Zona de alta presión
o de cortante.
Prensas de tornillo
Concentración por gravedad con filtros
rotatorios
En estos sistemas la separación del agua y los sólidos ocurre
por la acción de la gravedad. El lodo se deposita en cilindros
semejantes a los filtros rotatorios al vacío que se encuentran
girando continuamente, pero no se tiene vacío dentro de
ellos, por lo que el agua simplemente drena a través de las
mallas. En ocasiones se tienen dos tambores o etapas para
aumentar la concentración de sólidos en la torta que es de
máximo 10 a 16%.