UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL REGIÓN XALAPA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL REGIÓN XALAPA ALTERNATIVAS DE DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS ESTABILIZADOS DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE XALAPA, VERACRUZ MEMORIA QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL PRESENTA DIRECTOR ING. DAVID LOZANO LAEZ Xalapa Enríquez Veracruz 2012

2 Página i

3 P R E F A C I O El trabajo que pretendo desarrollar será una explicación detallada sobre el proceso y alternativas finales de lodos estabilizados en la planta de tratamientos de aguas residuales (PTAR) lo cual permitirá dar una visión clara sobre los usos que se le puede dar al lodo. Se hablara sobre el tratamiento de las aguas residuales municipales, siendo uno de los objetivos remover los contaminantes presentes con el fin de hacerlas aptas para otros usos o bien para evitar daños al ambiente, el tratamiento del agua trae siempre como consecuencia la formación de lodos residuales, subproductos indeseables difíciles de tratar y que implican un costo extra en su manejo y disposición. Los contaminantes contenidos en las aguas residuales pasan a las plantas de tratamiento donde se eliminan en gran medida por la absorción en el lodo producto de un tratamiento fisicoquímico o biológico. El lodo resultante de estos procesos debe someterse a un análisis para determinar sus características, lo que permitirá precisar si el lodo es considerado como un residuo no peligroso y con base en esto, plantear las alternativas para el manejo y disposición del mismo. En muchos casos gran parte de los lodos generados en una planta de tratamientos de aguas residuales son descargados en sistemas de alcantarillado, en cuerpos de agua o dispuestos en tiraderos a cielo abierto sin ningún tratamiento previo que permita tomar las medidas de protección adecuadas para evitar la contaminación del suelo. El objetivo del trabajo es ver la mejor alternativa para la disposición final de los lodos producidos en la planta de tratamientos de aguas residuales de Xalapa. Página ii

4 CONTENIDO 1.- INTRODUCCION AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS GENERALIDADES DEFINICIONES A) DEFINICIÓN DE LODO LODOS PRIMARIOS a) producción de lodos primarios b) composición y características c) características del lodo primario LODOS BIOLÓGICOS... 8 características generales a) lodo activado b) características de los lodos activados c) filtros biológicos c.a) cálculo de la producción de lodo de filtros biológicos - base peso seco c.b) propiedades - lodo de filtros biológicos d) composición del lodo de filtros percoladores lodo de reactores biológicos giratorios lodo de la desnitrificación LODOS QUÍMICOS a) propiedades de los lodos químicos b) manejo de lodos químicos cadmio natas producción de natas y sus propiedades propiedades de las natas manejo de las natas métodos para el manejo de natas lodo de tanques sépticos características de los lodos de tanques sépticos cuantificación del lodo variaciones de cantidad relaciones de volumen-peso LEGISLACIÓN DE DISPOSICIÓN DE LODOS RESIDUALES Página iii

5 NOM-004-SEMARNAT PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES XALAPA, VER TRATAMIENTO PRIMARIO rejilla auto limpiante desarenador y desangrado clasificador de arenas clarificación primaria TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL tratamiento biológico aerobio de lodos activados clarificadores secundarios desinfección con cloro TRATAMIENTOS DE LODOS procesos para el tratamiento de lodos primarios espesamiento a).-tipos de procesos de espesamiento b).-espesamiento en clarificadores primarios y secundarios c).- espesamiento por gravedad d).-ventajas y desventajas de los espesadores por gravedad profundidad total del tanque a) bordo libre b) zona de compresión y almacenamiento aspectos a considerar a) adición de polímeros b) sobrenadante del espesador c) bomba y tubería de alimentación d) dispositivos para levantar las rastras e) desnatadores f) bomba y tubería para extracción del lodo espesado espesamiento mecánico por gravedad espesador por flotación DIGESTIÓN ANAEROBIA a).-el proceso se divide en dos etapas: acidogénesis y de metanogénesis DIGESTIÓN ANAEROBIA a).-descripción del proceso b).-aplicabilidad c).- ventajas y desventajas d).-dimensionamiento e).-eficiencia del proceso Página iv

6 f).-reducción de sólidos g).-producción de gas h).-tipos de cubiertas para digestores la edad de lodo requerida deshidratación de lodos estabilización la función principal de estabilizar el lodo a).-estabilización con cal b).-aplicabilidad c).- ventajas y desventajas d).-criterios de diseño e).-dosis de cal f).-reducción de patógenos g).-características químicas ALTERNATIVAS DE DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS A).-DISPERSIÓN EN EL TERRENO B).-DISPOSICIÓN EN RELLENO SANITARIO C).- DISPOSICIÓN EN SUELO DESTINADO utilización DISPOSICIÓN EN AGUA: DISPOSICIÓN EN LA TIERRA a).- enterrado b).-relleno en terrenos o relleno sanitario c).- fertilizante o acondicionamiento de suelos OTRAS DISPOSICIONES CONCLUSIONES GLOSARIO... I BIBLIOGRAFÍA... VI ANEXOS... ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. Página v

7 1.- INTRODUCCION La utilización del agua en sus diferentes usos da lugar a una mezcla de residuos de diferentes características, a si como el agua utilizada por el ser humano proveniente de los diferentes usos que este le da, se les llama aguas residuales. En la actualidad, existe una mayor conciencia para el tratamiento de dichas aguas antes de su disposición final en algún rio, lagunas, lago, sumidero, mar, etc. Para tal efecto se han desarrollado plantas de tratamiento de aguas residuales las cuales se diseñan para el correspondiente tipo de agua a tratar, tomando en cuenta ciertos criterios para cada diseño como son que tan contaminada esta el agua, la temperatura promedio del agua a tratar y del lugar de donde se colocara la planta, entre otros. La operación de las plantas de tratamiento de aguas residuales genera volúmenes de lodos, que en caso de no darles una disposición final adecuada, contribuyen de manera importante a la contaminación de la atmósfera, de las aguas nacionales y de los suelos, afectando los ecosistemas del área donde se depositen. En México la mayoría de estas plantas solo se diseñan para tratar las aguas residuales sin considerar el tratamiento de lodos resultantes. El problema radica principalmente, en el costo total de la planta ya que al diseñar construir y operar el tratamiento de los lodos el costo de la planta se eleva en el orden del 40 al 50 % del costo total aproximadamente, razón por lo cual en países como el nuestro se ah optado por buscar la disposición final mas barata, de los cuales se puede mencionar rellenos sanitarios, mar, terrenos bajos en nutrientes, lagos, lagunas, etc., los lodos tirados o colocados en estos lugares no tienen algún tratamiento previo por lo que a veces resulta ser un alto Página 1

8 contaminador ya que es en los lodos donde se concentra gran cantidad de la carga orgánica del agua residual tratada. Se ha considerado que los lodos por sus características propias o por las adquiridas después de un proceso de estabilización pueden ser susceptibles de aprovechamiento siempre y cuando cumplan con los límites máximos permisibles de contaminantes establecidos en la Norma Oficial Mexicana NOM-004- SEMARNAT-2002 o, en su caso, se dispongan en forma definitiva como residuos no peligrosos; para atenuar sus efectos contaminantes para el medio ambiente y proteger a la población en general. El presente trabajo hace ver la importancia que tiene el tratamiento de los lodos provenientes de los procesos de tratamientos de las aguas residuales, así como los beneficios que se logran al utilizarlos o disponerlos de una forma adecuada. Se desarrolla una explicación detallada sobre el proceso y alternativas finales de lodos estabilizados en la planta de tratamientos de aguas residuales (PTAR) lo cual permitirá dar una visión clara sobre los usos que se le puede dar al lodo. Se hablara sobre el tratamiento de las aguas residuales municipales, uno de los objetivos es remover los contaminantes presentes en los lodos con el fin de hacerlas aptas para otros usos o bien para evitar daños al ambiente, el tratamiento del agua trae siempre como consecuencia la formación de lodos residuales, subproductos indeseables difíciles de tratar y que implican un costo extra en su manejo y disposición. Los lodos depositados o colocados en estos lugares no tienen algún tratamiento previo por lo que a veces resultan ser un alto contaminador ya que es en los lodos donde se concentran gran cantidad de la carga orgánica del agua residual tratada. Los contaminantes contenidos en las aguas residuales pasan a las plantas de tratamiento donde se eliminan en gran medida por la absorción en el lodo producto de un tratamiento fisicoquímico o biológico. El lodo resultante de estos Página 2

9 procesos debe someterse a un análisis para determinar sus características como el carbono, hidrogeno Oxigeno, Nitrógeno, Fósforo y Sulfuro, lo que permitirá plantear las alternativas para el manejo y disposición del mismo. El objetivo del trabajo es ver la mejor alternativa para la disposición final de los lodos producidos en la planta de tratamientos de aguas residuales de Xalapa Aguas Residuales Domesticas Las aguas residuales municipales (domesticas- urbanas) son las que provienen de viviendas, edificios públicos y otras instalaciones incluyendo el agua utilizada para la limpieza de calles y control de los incendios, todas estas conectadas a un sistemas de alcantarillado común. Este tipo de agua residual contiene estas características Alta concentración de materia orgánica. Variedad de organismos patógenos. Variación del gasto según la hora. Poca variación en la concentración. El agua residual domestica es la mas fácil de tratar en comparación con la industrial, debido a que esta compuesta por organismos biodegradables fácilmente. Existe el análisis de parámetros de aguas residuales que nos indican que tan contaminada esta una determinada agua, los cuales parámetros se clasifican en tres grupos: físicos, biológicos, y químicos. Los parámetros físicos comprenden: sólidos totales, sólidos disueltos, sólidos suspendidos, sólidos sedimentables, temperatura, color, y olor. Página 3

10 Los parámetros biológicos comprenden: bacterias, hongos, algas, protozoarios, rotíferos, crustáceos, virus, DBO, DQO, grasas y aceites. 2.- GENERALIDADES En este trabajo se describe las características, así como la estabilización y disposición final de los lodos de plantas de tratamientos de aguas residuales. 2.1 DEFINICIONES. a) Definición de lodo Los materiales sólidos y semisólidos removidos del agua residual en plantas de tratamiento son considerados como lodos. Los residuales orgánicos del tratamiento primario y secundario constituyen la mayoría de los lodos, pero también incluyen arena, natas y sólidos del cribado. La producción de lodos en los procesos unitarios típicos dependerá del porcentaje de basura molida, el uso de químicos, control del proceso, cargas pico y condiciones climatológicas. Los tipos de lodos incluyen: 1.-Lodo Primario 2.-Lodo Biológico 3.-Lodos Químicos. 1.- Lodos primarios La mayoría de las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan sedimentación primaria para remover los sólidos fácilmente sedimentables del Página 4

11 agua cruda. En una planta típica con sedimentación primaria y un proceso convencional de lodos activados para el tratamiento secundario, el peso seco de los sólidos primarios es del orden del 50% del total de los sólidos generados. El lodo primario normalmente es más fácil de espesar por gravedad, ya sea con tanque de sedimentación primaria o dentro de un espesador por gravedad independiente. En comparación con lodos biológicos y muchos químicos, el lodo primario puede ser desaguado rápidamente mecánicamente con pocos requerimientos de acondicionamiento. 1.-a) Producción de lodos primarios La producción de lodo primario está generalmente dentro del ámbito de 100 a 300mg/l. Para estimar la producción de lodo primario para determinada planta se requiere calcular la cantidad de sólidos suspendidos totales (SST) que entran al tanque de sedimentación primaria y suponer una eficiencia de remoción. Cuando no hay disponibles datos específicos del sitio para los SST influentes, frecuentemente se utilizan valores de 0.07 a 0.11 Kg./cápita/d. La eficiencia de remoción de SST en el tanque de sedimentación primaria normalmente es del orden de un 50% a 65%. La eficiencia de remoción de sólidos suspendidos en la sedimentación primaria depende, en gran parte, de la naturaleza de los sólidos. Se utiliza frecuentemente una eficiencia del 60%, sujeta a las siguientes condiciones: Que el lodo es producido en el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico, sin mayor aportación de carga industrial. Que el lodo no contiene coagulantes químicos ni floculantes. Que ningún otro lodo - por ejemplo, lodo de filtros percoladores - ha sido agregado al influente de la planta. Que el lodo no contiene mayores corrientes colaterales del procesado del lodo. Página 5

12 La cantidad de lodo extraído del tanque de sedimentación primaria se incrementa substancialmente cuando las corrientes colaterales del proceso de tratamiento de lodos son reciclados al tanque de sedimentación primaria. La cuantificación de los sólidos que entran y salen del clarificador primario por medio de todas las corrientes es una herramienta importante para estimar la producción de lodo primario, cuando los lodos reciclados y las corrientes colaterales contribuyen grandes cantidades de sólidos. La cantidad de sólidos suspendidos y sólidos químicos removidos en un tanque de sedimentación primaria hipotético, que procesa agua residual la cual ha sido tratada mediante la adición de cal, sulfato de aluminio o cloruro férrico. La mayoría de los lodos primarios pueden ser concentrados fácilmente dentro de los tanques de sedimentación. Se puede obtener una concentración de sólidos entre el cinco y seis por ciento, cuando el lodo es bombeado de tanques de sedimentación primaria bien diseñados. Sin embargo, valores tanto mayores como inferiores son comunes. Las condiciones que influyen sobre la concentración del lodo primario son: Si el agua residual no es desarenada antes de que entre a los tanques de sedimentación. Si el lodo contiene grandes cantidades de sólidos finos no volátiles, como limo, del influente pluvial, se puede lograr una concentración arriba del seis por ciento. Las cargas industriales pueden afectar fuertemente la concentración de lodo primario. El lodo primario puede flotar cuando se le adhieren burbujas de gas generado bajo condiciones anaerobias. Las condiciones que favorecen la formación de gas incluyen: temperaturas calientes, depósitos de sólidos en los colectores, desechos sépticos fuertes, Página 6

13 tiempos de retención de sólidos en los tanques de sedimentación prolongados, falta de pre cloración adecuada y recirculación de los licores del lodo. Esto se puede evitar mediante el incremento de la frecuencia y tasa del bombeo del lodo primario. Si se mezclan los lodos biológicos con el agua residual, generalmente resultará una concentración menor de lodo primario. 1.-b) Composición y características Las características de los lodos primarios. En muchos casos, se dan los ámbitos y/o valores "típicos". En la ausencia de recirculación de corrientes colaterales de los procesos de lodos, el porcentaje de sólidos volátiles en el lodo primario debe aproximarse al porcentaje de sólidos suspendidos volátiles en el agua residual influente. Un contenido de sólidos volátiles inferior al 70% normalmente indica la presencia de aportación de agua pluvial, corrientes colaterales del procesado de lodos, una gran cantidad de arena, lodo de una planta de filtración que fue descargado al drenaje sanitario, desechos industriales con bajo contenido de sólidos volátiles, o sólidos de aguas residuales que han tenido un largo tiempo de retención en el alcantarillado. 1.c) Características del lodo primario El lodo primario típicamente contiene más de 100 diferentes especies de bacterias anaerobias y facultativas. Bacterias reductoras y oxidantes del sulfato, huevos de gusanos y moscas, y microorganismos patógenos típicamente están presentes. CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999) Página 7

14 2.-Lodos biológicos Características generales Los lodos biológicos son producidos por procesos de tratamiento tales como lodos activados, filtros percoladores y biodiscos. Las cantidades y características de los lodos biológicos varían con las tasas metabólicas y de crecimiento de los diferentes microorganismos presentes en el lodo. Las plantas con sedimentación primaria normalmente producen un lodo biológico bastante puro. La concentración y, por tanto, el volumen del lodo biológico purgado son afectados grandemente por el método de operación de los clarificadores. Los lodos biológicos generalmente son más difíciles de espesar y desaguar, que el lodo primario y la mayoría de los lodos químicos. 2.-a) Lodo Activado El lodo activado tiene muchas variantes: aeración extendida, zanja de oxidación, oxígeno puro, aeración mecánica, aeración por difusión, flujo en pistón, estabilización por contacto, mezcla completa, alimentación por etapas, lodo activado nitrificante, etc. La cantidad de lodo activado purgado (LAP) es afectada por dos parámetros: el peso seco y la concentración del lodo. Lodo activado se determina en función de lo que sea mayor: producción durante cargas pico o la suma de la producción media más la holgura para reducción del inventario. Ocasionalmente, el lodo es purgado de tal forma que aumenta a veces y disminuye en otras. El uso de dichos patrones aumenta la tasa máxima a la cual se deberá remover el LAP. Medición de los Coeficientes de Rendimiento de Lodos Estudios a nivel piloto y registros de operación a escala real pueden proporcionar mejores datos para establecer los criterios de diseño de producción de lodos, que cualquier Página 8

15 compilación general de datos de otros sitios. La medición de los coeficientes de rendimiento de lodo son de dos tipos básicos. Primero, tanto el rendimiento bruto y el decaimiento que pueden ser determinados. 2.-b) Características de los lodos activados Varios tipos de microorganismos están presentes en grandes cantidades en el lodo activado. Las bacterias formadoras de flóculos (zoogleas) incluyen especies de Zoogloea, Pseudomonas, Arthrobacter y Alcaligenes. El lodo activado también contiene microorganismos filamentosos como Sphaerotilus, Thiothrix, Bacilus y Beggiatoa. Varios tipos de protozoarios están presentes, incluyendo ciliados y flagelados. 2.-c) Filtros Biológicos Los filtros percoladores son utilizados ampliamente en el tratamiento de las aguas residuales municipales. Esta sección trata sobre los filtros percoladores utilizados con clarificadores. Cuando no se utiliza un clarificador, el efluente del filtro percolador normalmente es alimentado a un proceso de lodos activados. 2.-c.a) Cálculo de la Producción de Lodo de Filtros Biológicos - Base Peso Seco Los microorganismos de los filtros percoladores son bioquímicamente similares a los que predominan en los sistemas de lodos activados. Por consiguiente, la producción de sólidos de los filtros percoladores y sistemas de lodos activados es muy similar cuando se compara en base a masa de sólidos producidos por masa de substrato removido. Sin embargo, existen diferencias entre los dos sistemas con respecto a la metodología para la predicción de la producción de sólidos y el esquema para el purgado de lodo. Los métodos empíricos son normalmente utilizados para el diseño. Página 9

16 2.-c.b) Propiedades - Lodo de Filtros Biológicos La población microbiana que habita un filtro percolador es compleja e incluye muchas especies de algas, bacteria, hongos, protozoarios, gusanos, caracoles e insectos. Las moscas de filtros y sus larvas frecuentemente están presentes en grandes números alrededor de los filtros percoladores. 2.-d) Composición del lodo de filtros percoladores Lodo de Reactores Biológicos Giratorios Los reactores biológicos giratorios (biodiscos) son utilizados con el mismo propósito básico que los lodos activados y filtros percoladores: para nitrificar El proceso de biodiscos utiliza un tanque en el cual el agua residual, normalmente efluente primario, es contactada con un medio plástico en forma de grandes discos. Las bacterias crecen sobre los discos. Los discos giran lentamente sobre ejes horizontales; las bacterias son alternadamente sumerjidas en el agua residual y expuesta al aire. El exceso de bacterias se desprende de los discos y cae al agua residual. Después de hacer contacto con las bacterias, el agua residual pasa a un tanque de sedimentación, donde el excedente de bacterias y otros sólidos son removidos. Estos sólidos removidos constituyen el lodo de los biodiscos. El lodo de biodiscos es similar en cantidad por peso seco, contenido de nutrientes y otras características, al lodo de filtros percoladores. Lodo de la Desnitrificación La desnitrificación es un proceso biológico para la remoción de nitratos del agua residual. Un donador de electrones, carbono de efluente primario o metanol, es adicionado al agua residual que contiene los nitratos. Las bacterias desnitrificadoras extraen la energía para su crecimiento de la reacción del nitrato con el donador de electrones: Página 10

17 Nitrato + Donador de Electrones (estado reducido) Nitrógeno Gas + Donadorde Electrones Oxidado + Energía Las bacterias desnitrificantes pueden crecer en un sistema de crecimiento suspendido similar al de lodos activados o en un sistema de crecimiento fijo como un filtro percolador. La producción de lodos para un desecho común doméstico nitrificado es del orden de 36 mg/l de agua residual tratada. 3.-Lodos Químicos En todas estas instalaciones se forman lodos químicos. Los precipitados químicos normalmente se mezclan con los sólidos del lodo primario o biológico. A continuación se presenta una breve descripción de los lodos químicos y sus características. Los químicos pueden incrementar enormemente la producción de lodos. La cantidad del incremento depende de los químicos utilizados y las tasas de adición. No existe una relación sencilla entre la masa de químicos adicionados y la masa de lodos producida. Se generan diferentes tipos de precipitados, como: Precipitados de Fosfato. Ejemplos son: AlPO4 o Al(H2PO4)(OH)2 con sales de aluminio, FePO4 con sales de hierro y Ca3(PO4)2 con cal (356, 359, 360). Precipitados de Carbonato. Esto es significativo con cal, que forma carbonato de calcio, CaCO3. Si se utiliza recarbonatación en dos etapas, se forma un lodo recarbonatado de casi CaCO3 puro (361). Precipitados de Hidróxido. Con sales de hierro y aluminio, un exceso de sal forma un hidróxido, Fe(OH)3 o Al(OH)3. Con cal, hidróxido de magnesio, Mg(OH)2, puede ser formado; el magnesio proviene del agua residual influente, de la cal, o de las sales de magnesio. Página 11

18 Sólidos Inertes de los Químicos. Esta situación se vuelve importante con la cal. Si la cal viva es un 92% CaO, el ocho por ciento restante puede ser principalmente sólidos inertes que aparecen en el lodo. Muchos químicos suministrados en forma seca contienen cantidades importantes de sólidos inertes. Sólidos de Polímeros. Los polímeros pueden ser utilizados como coagulantes primarios y para mejorar la eficiencia de otros coagulantes. Los polímeros en sí contribuyen poco a la masa total, pero pueden mejorar substancialmente la eficiencia del clarificador, con el consiguiente incremento en la producción de lodo. Sólidos Suspendidos del Agua Residual. La adición de cualquier químico al proceso de tratamiento de aguas residuales afecta la eficiencia del proceso. El cambio en la producción de lodo deberá ser considerada. Las cantidades de los diferentes precipitados en los lodos químicos son determinadas por las condiciones de ph, mezclado, tiempo de reacción, composición del agua y la oportunidad de floculación. 3.-a) Propiedades de los Lodos Químicos Las propiedades de los lodos químicos son afectadas principalmente por los compuestos precipitados y los demás sólidos de las aguas residuales. Para obtener un uso eficiente de químicos, se deberán ajustar las tasas de alimentación a los cambios en el gasto y composición del agua residual. 3.-b) Manejo de Lodos Químicos La mayoría de los procesos de tratamiento de lodos se pueden aplicar con los lodos químicos: espesamiento, estabilización por medio de digestión, incineración, etc. CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999) Página 12

19 Donde el uso de cal resulta en la formación de carbonato de calcio, puede ser factible recuperar cal mediante recalcinación. El tratamiento terciario con cal es adecuado para la recuperación de cal. Donde la cal es adicionada al agua residual cruda, la recuperación de cal es más difícil, pero de todos modos posible. La recuperación de cal no es 100% eficiente, ya que siempre se pierde una parte con el fosfato, sílice y otros materiales que deben ser removidos del sistema. La recuperación de cal reduce pero no elimina la cantidad de residuo que es necesario disponer. La factibilidad de la recuperación de cal depende del tamaño de la planta, cantidad de carbonato de calcio formada, costo de cal nueva y costo de disposición del lodo. Cadmio Debido a que con frecuencia se encuentran cantidades que limitan el resto del lodo como acondicionador de suelo, el cadmio es un elemento crítico. Si el lodo que contiene cadmio es aplicado a suelos agrícolas, parte del cadmio puede entrar a la cadena alimenticia. Se ha indicado que el consumo humano normal de cadmio ya es bastante alto, en comparación con los límites de tolerancia humana y que fuentes adicionales de cadmio debieran ser limitadas en forma muy estricta. Natas Las natas son el material que flota sobre el agua residual, excepto donde la flotación ha sido involucrada. En una unidad de flotación, las natas se incorporan al material flotado. Las natas pueden ser removidas de muchas unidades de tratamiento, incluyendo los tanques de preaeración, desnatado, sedimentación primaria y secundaria, contacto de cloro, espesadores y digestores. El término "natas" se refiere específicamente al material que ha sido removido con desnatadores. (COMISION NACIONAL DEL AGUA SEPTIEMBRE 1999) Página 13

20 Cantidad de Natas La cantidad de natas generalmente es pequeña en comparación con los sólidos primarios y lodos activados purgados. Las natas frecuentemente se remueven de los clarificadores secundarios y tanques de contacto de cloro, pero no existen datos sobre las cantidades removidas. Producción de natas y sus propiedades Aunque hay algunos datos sobre la cantidad de grasas removidas durante el tratamiento del agua residual, las cargas de grasas no son indicadores de la cantidad de natas, el contenido de grasas del lodo primario puede exceder el 25% del total de sólidos. En los lodos biológicos, puede llegar hasta más del 10 por ciento. Como la cantidad de estos lodos normalmente es grande comparada con las natas, se puede suponer que la mayoría de las grasas están en los lodos y no en las natas. Típicamente, el contenido de grasas del agua residual doméstica es de 100 mg/l, pero la mayor cantidad de natas indicada es de 17 mg/l, y en muchos casos, las cantidades son menores. En una planta, se estimó que únicamente el cinco por ciento de la grasa se removía con las natas. El resto estaba en el lodo primario. En plantas de tratamiento existentes, frecuentemente es posible estimar la cantidad de natas de datos tales como las horas de operación del equipo de bombeo o la frecuencia con que los cárcamos de natas son vaciados. Los cálculos de diseño deben contemplar grandes variaciones en la cantidad de natas. CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999) Página 14

21 Propiedades de las Natas Información sobre el contenido de sólidos, volátiles, valor combustible y grasas de las natas. Las natas normalmente tienen una gravedad específica del orden de 0.95 Las natas pueden estar compuestas de cantidades variables de aceites vegetales y minerales, grasas, pelo, hule, grasas animales, ceras, ácidos grasos libres, jabones de calcio y magnesio, semillas, cáscaras, pedazos de material celulísico como madera, papel o algodón, cigarrillos, plástico y pedazos de basura. Cuando se atrapan gases en las partículas de lodo primario y secundario, estas partículas se vuelven componentes de las natas. En una planta, se observó una variación en la composición de las natas. A 10 C las natas consistan en una masa aglomerada. A 20 C, fluía libremente, de manera similar a lodos combinados espesados a 4% sólidos. Las natas no deben ser almacenadas por más de varios días debido a que las grasas empiezan a descomponerse, resultando en la producción de malos olores. Comúnmente, se debe considerar que las natas contienen patógenos. Sin embargo, algunos procesos para el manejo de natas pueden ser desinfectantes. Si las natas han sido calentadas a 80 C para ser decantadas, incineradas o tratadas con una dosis de sosa cáustica suficiente para producir un ph de 12, pocos patógenos permanecerán. Manejo de las Natas Las ventajas y desventajas de varios esquemas para la disposición de natas. Bombas del tipo de cavidad progresiva son adecuadas para el bombeo de natas, aunque no pueden manejar grandes bolas de grasa a menos de que se proporcione algún tipo de rejilla o desintegrador. Los eyectores neumáticos son adecuados si las grasas no interfieren con los controles. La tubería deberá ser revestida de vidrio y mantenida razonablemente tibia para minimizar taponamientos. Página 15

22 Métodos para el manejo de natas La tubería deberá ser calentada a una temperatura mínima de 15 C. Se prefieren temperaturas más altas, especialmente si el diámetro de la tubería es menor de 100 mm o si la longitud es sustancial. Se deberán proporcionar numerosas conexiones para lavado. Cuando las natas van a ser incineradas, se debe agregar una pequeña cantidad de combustóleo como una forma de asegurar que las natas pueden ser bombeadas. Se deberá proporcionar un molino en línea en caso de que se vayan a decantar o incinerar. El decantado (espesamiento sencillo mediante flotación) es utilizado a veces para incrementar el contenido de sólidos de las natas. El decantado requiere algún cuidado en su diseño, para reducir los efectos de malos olores y alto contenido de grasas y sólidos en el agua decantada. Cuando menos dos fabricantes han colocado en el mercado unidades calentadas para el decantado. El calentamiento de las natas a una temperatura del orden de 80 C mejora enormemente la separación de los sólidos del agua. As, el agua decantada tendrá un menor contenido de slidos y grasas, mientras que las natas espesadas contendrán menos humedad. Lodo de tanques sépticos Los desechos de los tanques sépticos domésticos se pueden definir como una mezcla del líquido y material sólido parcialmente digerido que se origina como desechos líquidos domésticos. Estos desechos se acumulan en un tanque o fosa séptica durante un periodo de varios meses o años. Normalmente, los desechos domésticos provienen de los escusados, baños o regaderas, fregaderos, desintegradores de basura, lavadoras de vajilla y lavadoras de ropa. Dichos desechos pueden incluir también el contenido de los tanques sépticos de escuelas, moteles, restaurantes y establecimientos similares. Los desechos de los tanques sépticos frecuentemente son descargados a los sistemas de tratamiento Página 16

23 de aguas residuales municipales. Si los sistemas municipales son diseñados y operados con cuidado pueden manejar este tipo de desechos adecuadamente. Este material puede producir espuma y generalmente tiene un olor altamente molesto. Las propiedades de sedimentación son muy variables. Algunas muestras se sedimentan fácilmente hasta un 20 a 50% de su volumen original, mientras que otras tienen muy poca sedimentabilidad. Cantidades importantes de arena pueden estar presentes. Grandes concentraciones de coliformes totales y fecales, así como de estreptococos fecales han sido encontradas en estos desechos. Características de los lodos de tanques sépticos Al ser tratados en las plantas de aguas residuales, los sólidos de los tanques sépticos se mezclan frecuentemente con el influente. En algunas situaciones, sin embargo, se trata o se le da un tratamiento por separado. Estos sólidos también pueden ser adicionados directamente al lodo de las aguas residuales. Normalmente estos sólidos son transportados en camiones y descargados inmediatamente al sistema de tratamiento, o almacenados temporalmente y adicionados gradualmente al agua residual o lodo. Por consiguiente en muchos casos se recomienda el uso de tanques de almacenamiento para los sólidos de las fosas sépticas. Cuantificación del lodo Se presentan las cantidades de lodo producidas por diferentes procesos y operaciones. Se presenta información correspondiente a la concentración de los lodos que se pueden esperar para los diferentes procesos. Se debe considerar que la cantidad de lodo producido por cada proceso varía considerablemente. CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999) Página 17

24 Variaciones de Cantidad La cantidad de sólidos que entran a la planta de tratamiento de aguas residuales puede variar en un rango muy amplio. Para poder diseñar la capacidad que deben tener los equipos para poder manejar estas variaciones el diseñador debe tomar en cuenta: (1) el promedio y la tasa máxima de producción de lodos y (2) el potencial de almacenamiento de lodos que tienen los equipos en la planta. Relaciones de Volumen-Peso El volumen de los lodos depende principalmente de su contenido de agua y, sólo ligeramente, en las características del material sólido. Si la materia sólida de un lodo está compuesta básicamente por sólidos fijos (minerales) y volátiles (orgánicos). CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999) Página 18

25 2.2.- LEGISLACIÓN DE DISPOSICIÓN DE LODOS RESIDUALES. Las leyes fundamentales que rigen la disposición de los lodos de las plantas de aguas residuales son: Ley General Del Equilibrio Ecológico y La Protección al Ambiente Reglamento De La Ley General Del Equilibrio Ecológico y La Protección Al Ambiente En Materia De Residuos Peligrosos. Norma Oficial Mexicana Nom-Crp-001-Ecol/93 Norma Oficial Mexicana Nom-Cca-031-Ecol/1993 Ley De Aguas Nacionales Reglamento De La Ley De Aguas Nacionales Reglamento De La Ley General Del Equilibrio Ecológico y La Protección Al Ambiente En Materia de Impacto Ambiental Pero para este caso la planta de tratamiento de aguas residuales de Xalapa, ver. unicamente aplica la norma: NOM-004-SEMARNAT-2002 NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-004-SEMARNAT-2002, PROTECCION AMBIENTAL.- LODOS Y BIOSOLIDOS.- ESPECIFICACIONES Y LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES DE CONTAMINANTES PARA SU APROVECHAMIENTO Y DISPOSICION FINAL. Esta Norma Oficial Mexicana establece las especificaciones y los límites máximos permisibles de contaminantes en los lodos y biosólidos provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales, con el fin de posibilitar su aprovechamiento o disposición final y proteger al medio ambiente y la salud humana. Página 19

26 4.1.- Las personas físicas o morales interesadas en llevar a cabo el aprovechamiento o disposición final de los lodos y biosólidos a que se refiere esta Norma Oficial Mexicana, deberá de recabar la constancia de no peligrosidad de los mismos en términos del trámite SEMARNAT En el caso del proceso de estabilización alcalina, las muestras de lodos deben ser tomadas antes de ser sometidas a este proceso. Los lodos y biosólidos que cumplan con lo establecido en la especificación 4.1, pueden ser manejados como residuos no peligrosos para su aprovechamiento o disposición final como se establece en la presente Norma Oficial Mexicana. Para que los biosólidos puedan ser aprovechados, deben cumplir con la especificación 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 y 4.8; y lo establecido en las tablas 1, 2 y 3 de la presente Norma Oficial Mexicana. 4.4 Los generadores de biosólidos deben controlar la atracción de vectores, demostrando su efectividad. Para lo cual se pueden aplicar cualquiera de las opciones descritas, de manera enunciativa pero no limitativa, en el Anexo 1 u otras que el responsable demuestre que son útiles para ello. Se deben conservar los registros del control por lo menos durante los siguientes 5 (cinco) años posteriores a su generación. 4.5 Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana los biosólidos se clasifican en tipo: excelente y bueno en función de su contenido de metales pesados; y en clase: A, B y C en función de su contenido de patógenos y parásitos. 4.6 Los límites máximos permisibles de metales pesados se establecen en la tabla 1. Página 20

27 TABLA 1 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA METALES PESADOS EN BIOSOLIDOS CONTAMINANTE EXCELENTES BUENOS (Determinados en forma total) mg/kg mg/kg En base seca en base seca Arsénico Cadmio Cromo Cobre Plomo Mercurio Níquel Zinc Los límites máximos permisibles de patógenos y parásitos en los lodos y biosólidos se establecen en la tabla 2. TABLA 2 LIMITES MAXIMOS PERMISIBLES PARA PATO GENOS Y PARASITOS EN LODOS Y BIOS OLIDOS CLASE INDICADOR PATOGENOS PARASITOS BACTERIOLO GICO DE CONTAMINACION Coliformes fecales Salmonella spp. Huevos de NMP/g en base seca NMP/g en base seca helmintos/g en base seca A Menor de Menor de 3 Menor de 1(a) B Menor de Menor de 3 Menor de 10 C Menor de Menor de 300 Menor de El aprovechamiento de los biosólidos, se establece en función del tipo y clase, como se especifica en la tabla 3 y su contenido de humedad hasta el 85%. Página 21

28 TABLA 3 APROVECHAMIENTO DE BIOSOLIDOS TIPO CLASE APROVECHAMIENTO EXCELENTE A *Usos urbanos con contacto público directo durante su aplicación * Los establecidos para clase B y C EXCELENTE B *Usos urbanos sin contacto público directo O durante su aplicación BUENO *Los establecidos para clase C EXCELENTE C *Usos forestales O * Mejoramientos de suelos BUENO * Usos agrícolas La aplicación de los biosólidos en terrenos con fines agrícolas y mejoramiento de suelos se sujetará a lo establecido en la Ley Federal de Sanidad Vegetal y conforme a la normatividad vigente en la materia. Para la disposición final de los lodos y biosólidos, éstos deben cumplir con la especificación 4.1 y con los límites máximos permisibles para el contenido del indicador de contaminación, patógeno y parásito especificados en la tabla 2, para clase C. Los sitios para la disposición final de lodos y biosólidos, serán los que autorice la autoridad competente, conforme a la normatividad vigente en la materia. Los lodos y biosólidos que cumplan con lo establecido en la presente Norma Oficial Mexicana, pueden ser almacenados hasta por un periodo de dos años. El predio en el que se almacenen debe ser habilitado para que no existan infiltraciones al subsuelo y contar con un sistema de recolección de lixiviados. Se permite la mezcla de dos o más lotes de lodos o biosólidos, siempre y cuando ninguno de ellos esté clasificado como residuo peligroso y su mezcla resultante cumpla con lo establecido en la presente Página 22

29 Muestreo y análisis de lodos y biosólidos El generador de lodos y biosólidos por medio de laboratorios acreditados debe realizar los muestreos y análisis correspondientes para demostrar el cumplimiento de la presente Norma Oficial Mexicana y deberá conservar los registros por lo menos los siguientes 5 (cinco) años posteriores a su realización. La frecuencia de muestreo y análisis para los lodos y biosólidos se realizará en función del volumen de lodos generados como se establece en la tabla 4. TABLA 4 FRECUENCIA DE MUESTREO Y ANALISIS PARA LODOS Y BIOSOLIDOS Volumen generado por Frecuencia de año (Ton/Año) muestreo y Parámetros a determinar en base seca análisis Hasta 1,500 Una vez al año Metales pesados, indicador bacteriológico de contaminación, patógenos y parásitos Mayor de 1,500 hasta Una vez por semestre Metales pesados, indicador 15,000 bacteriológico de contaminación, patógenos y parásitos Mayor de 15,000 Una vez por trimestre Metales pesados, indicador bacteriológico de contaminación, patógenos y parásitos El generador podrá quedar exento de realizar el muestreo y análisis de alguno o varios de los parámetros establecidos en la presente Norma Oficial Mexicana, siempre y cuando la detección de éstos sea en cantidades menores que los límites máximos establecidos, o cuando por la procedencia de los lodos y biosólidos éstos no contengan los contaminantes regulados en la presente Norma Oficial Mexicana, en ambos casos, deberá manifestarlo ante la Secretaría por escrito y bajo protesta de decir verdad. La autoridad se reserva el derecho de verificar dicha información. ( NOM-004-SEMARNAT-2002) Página 23

30 3.- PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES XALAPA, VER. La planta de tratamiento de aguas residuales ubicada en el predio la Palma, Municipio de Emiliano Zapata, procesa el efluente de aguas negras provenientes de la ciudad de Xalapa, actualmente se encuentra descargando a el arroyo el limpio cumpliendo con los parámetros de calidad del agua de acuerdo a la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT Cuenta con un sistema de tratamiento de lodos: Digestión Anaeróbico Este canal puede manejar un flujo de operación de 750 lps, un flujo máximo de 1350 lps y un flujo máximo extraordinario de 1396 lps. La planta de tratamiento de aguas residuales de Xalapa ver. Se divide en 3 tratamientos Tratamiento primario Tratamiento del agua residual Tratamiento de lodos 3.1.-Tratamiento Primario En este canal se cuenta con una válvula de corte hecha de placa de acero. En caso de presentarse las condiciones de falla en energía eléctrica y presencia de un toxico antes mencionada, esta válvula cerrara e impedirá el paso del efluente hacia la planta de tratamientos, desviando el flujo hacia el by-pass. Página 24

31 Rejilla auto limpiante Se cuenta con una rejilla auto limpiante su función es la de remover sólidos gruesos, como medida de protección para los equipos y para la operación efectiva de la planta (FIGURA 1) La rejilla está compuesta de barras curveadas con una separación entre barra y barra de 8 mm, teniendo un brazo rotatorio que cuenta con un cepillo limpiador en uno de los extremos. El brazo gira y por medio del cepillo va limpiando la rejilla y trae consigo la basura depositada en la rejilla. Estos sólidos son descargados a una banda transportadora. Desarenador y desangrado El objetivo de esta etapa consiste en la remoción de arenas, grasas y aceites presentes en el efluente. La eficiencia de remoción esperada en este equipo es de 95% en arenas mayores a 0.2 lmm, mientras que en grasas y aceites de 20 % cada desarenador tendrá una capacidad de operación de 375 lps y una capacidad pico de hasta 675 lps. Para la remoción de grasas se realizo con la proyección de aire por medio de difusores de aire, el flujo de aire por unidad de área utilizada en el diseño es de 0.067m 3/ hr.m 2. (FIGURA No. 2) Página 25

32 Los desarenadores son del tipo vértice, que constan de un tanque circular de 6m. de diámetro de concreto con fondo cónico, por donde el efluente fluye a través de este hacia unas paletas rotatorias que continuamente están en movimiento con el efluente. El movimiento mecánico de las paletas del desarenador ocasiona una corriente transversal secundaria la cual ayuda a la concentración de la arena en el fondo del desarenador. La arena acumulada en el fondo es lavada por medio de la inyección de agua de servicios al fondo del desarenador, lo que ocasiona que la materia orgánica adherida a la arena se desprenda. Clasificador de arenas Posteriormente al lavado, la arena limpia es succionada y descargada por un sistema de air life hacia el clarificador de arenas. (FIGURA No. 3) El material sedimentado (arenas) son enviadas hacia el clarificador de arenas por medio de las bombas air lift donde descarga en la parte baja del clasificador, de ahí, el tornillo transporta la arena hacia arriba mientras que un flujo de agua cae en la arena para realizar un último lavado. Al final la arena es descargada por un chute en la parte superior del clasificador. El equipo consta de un tornillo sin flecha, el tornillo tiene un ángulo de inclinación de 25. El recipiente tiene una superficie de 2.4m 2. El canal del tornillo tiene una forma de U recubierta con un liner. La arena es recolectada en un contenedor para su disposición posterior. La cantidad estimada de arenas extraídas del sistema siempre varia por el flujo depende de la cantidad de agua que entre a la planta. Página 26

33 Clarificación primaria El propósito de la clarificación primaria consiste en remover los sólidos orgánicos sedimentables, como son los sólidos y DBO suspendidos, mediante un proceso de precipitación por gravedad. (FIGURA No. 4) Esta etapa del proceso se considera una carga superficial de 30m 3 /m 2 /día a flujo promedio y para flujo pico 54m 3 /m 2 /día. En base a la carga hidráulica de diseño, las eficiencias de remoción esperadas en esta etapa son: 68% en sólidos suspendidos totales, 35% en demanda bioquímicos de oxigeno y 41% en remoción de grasas y aceites. Se cuenta con 2 equipos de clarificación de 37m. de diámetro, los 2 operando a la vez. Este equipo es del tipo tracción periférica con puente móvil. El sistema de control y motriz se encuentra localizado en la periferia. El agua residual es alimentada por la parte inferior central del clarificador hacia el cilindro distribuidor central. Los sólidos sedimentados por el efecto de la gravedad son colectados por un brazo con cepillos raspadores mecánicos, enviados hacia el centro y extraídos por medio de equipo de bombeo para ser enviados hacia el digestor anaeróbico. Las bombas operarán en forma semi continua y cada bomba extraerá lodo de cada clarificador, y como stand by tendremos la tercera bomba. En la parte superior, el equipo cuenta con un skimmer que es una rastra que gira por la superficie del espejo de agua del clarificador y recolecta las grasas y aceites -y sólidos no sedimentables presente en la superficie. Estos son descargados en una pequeña tolva que posee el clarificador y de aquí descargan por gravedad hacia contenedores de grasas, los cuáles se enviarán posteriormente a disposición junto con las basuras recolectadas en la rejilla. Página 27

34 3.2.-Tratamiento del agua residual Tratamiento biológico aerobio de lodos activados En esta etapa del proceso se remueve DBO, DQO y sólidos suspendidos por un proceso de oxidación y conversión de los compuestos a C02 Y H20; este proceso es llevado a cabo por microorganismos que al degradar la materia orgánica en presencia de oxígeno, se reproducen generando lodo de exceso que debe ser removido periódicamente. El efluente clarificado es conducido hacia un tanque aireado donde se lleva a cabo la degradación; posteriormente los sólidos del licor mezclado deberán ser sedimentados en un clarificador secundario (FIGURA No. 5). Cada reactor posee un volumen de operación de 9,000 m3. El consumo de aire fue diseñado para la capacidad de operación con las carga de DBO promedio mensual más un 20% de sobre diseño. Finalmente con el fin de minimizar el consumo de energía eléctrica, para el sistema de difusión se seleccionaron difusores de burbuja fina de alta eficiencia, en conjunto con sopladores centrífugos también de alta eficiencia, esto permitió tener una potencia instalada y de operación más baja, comparada con los difusores y sopladores de lóbulos convencionales. El efluente pasa a través de un vertedero hacia cada reactor biológico, a la entrada de cada reactor se contará con una" placa de acero, con el fin de restringir el flujo a través de cada reactor en caso de que así se requiera. Cada reactor contará con tres zonas de difusión, la primera es la de alta densidad en donde el flujo de aire de difusión representa el 50% del total a adicionar al reactor, ya que en esta etapa el efluente cuenta con la mayor concentración de carga Página 28

35 orgánica. La segunda etapa requiere de un 30% del flujo total de aire, mientras que la tercera y última zona requiere de 20%. El aire a los difusores es suministrado por sopladores tipo centrífugos un soplador Para cada reactor y el tercero está como stand by La descarga de cada reactor va hacia una caja de distribución y de esta se divide hacia los clarificadores secundarios. Clarificadores secundarios El clarificador es del tipo tracción periférica con sistema de tubos de succión para la extracción de lodos. La longitud del puente es de 25.7 m, un poco más que lo que es el radio del clarificador, cuyo diámetro es de 37 m. La descarga de cada reactor entra por la parte inferior central del clarificador, sube por la columna central y es descargado por orificios de la columna hacia la periferia del clarificador. Los lodos sedimentados son colectados por el brazo de rastras y por el sistema de extracción, el cual envía el lodo a un tanque colector, donde es sifoneado por un extractor eléctrico y de aquí el lodo es enviado por medio de las bombas de lodos secundarios, dos en operación y una en stand by, hacia el reactor. En la línea de descarga de este lodo, se cuenta con la bomba de lodos a espesador (una en operación y una en stand by), estas bombas envían la purga de lodos del sistema biológico hacia el espesado para su posterior envío al tratamiento de lodos. (FIGURA No. 6). La carga hidráulica de diseño a flujo promedio (300 lps por clarificador) del clarificador secundario es de 24 m3/m2.día. Para flujo pico (390 lps) la carga hidráulica es de 31.3 m3/m2.día. La capacidad de las bombas de lodos secundarios es de 300 lps cada una, lo que representa el 100% de recirculación de lodo al reactor. En la operación de la planta esta razón puede cambiar dependiendo de la concentración de sólidos Página 29

36 suspendidos del licor mezclado que se desee mantener, puede ser desde un 20% hasta un 100% de recirculación a una concentración de lodo del 1%. La purga de lodos se realiza en función de la producción de lodos. Para este caso el sistema está diseñado para una producción de lodos de 0.65 kg SST/kg DBO removida. La recirculación de todos es una operación continua, mientras que la purga de lodos se realiza en forma semi continua. Para efectos de diseño, se considera que el tiempo mínimo de purga de lodos es de 12.6 horas/día. En cuanto a las natas del sistema, el clarificador cuenta con un skimmer o rastra, la cual gira en la periferia del tanque y remueve las grasas y aceites localizadas en la superficie del clarificador y son depositadas en una caja, que a su vez descarga ai tanque de natas. En este tanque se recolectan las natas de ambos clarificadores y por medio de las bombas (una en operación y una en stand by) son enviadas hacia el digestor de lodos Desinfección con cloro El efluente clarificado de los sedimentadores secundarios es descargado a la cámara de contacto de cloro. La entrada del efluente hacia la cámara se realiza por la parte inferior y el efluente proveniente del by pass del clarificador primario descarga por la parte inferior, con el fin de crear turbulencia y mezclar ambas corrientes. (FIGURA No. 7) La desinfección del agua del tratamiento primario y del tratamiento secundario se lleva a cabo en un mismo punto, el control de la dosificación de cloro se realiza por medio de la medición de dos parámetros: flujo total de agua a desinfectar y la concentración de cloro residual en la etapa final del tanque de contacto. Página 30

37 En esta etapa del proceso ocurre la reducción de los coliformes fecales y totales por medio de la adición de cloro al agua. En el tanque de contacto de cloro es adicionada agua con cloro mediante difusores que están diseñados para proporcionar un mezclado inmediato, lo cual aumentará la eficiencia del proceso de desinfección. Las dosis de cloro a adicionar son: 12 mg/l para el efluente del by-pass y 8 mg/l para el efluente de los clarificadores secundarios tratamientos de lodos Procesos para el tratamiento de lodos primarios. El lodo secundario proveniente de los clarificadores secundarios es alimentado al tanque mezclador de polímero y después al espesador de lodos tipo tambor, donde el lodo espesado es descargado por gravedad al digestor de lodos. En el digestor llega además del lodo espesado, el lodo primario y las natas. Los lodos generados en el sistema biológico, antes de ser enviados a su estabilización, son bombeados a un sistema de espesamiento de lodo. Este consta de un tanque mezclador con agitación y un espesádor tipo rotatorio. Antes de que el lodo sea alimentado por la parte inferior del tanque de mezclado, se adiciona en línea solución de polímero diluido. Ya en el tanque, se mezcla el lodo con el polímero para efectuar la floculación, que es el agrupamiento de sólidos suspendidos para facilitar la separación del sólido en el agua. Posteriormente, el lodo floculado es introducido al espesádor. Este consta de un tambor fabricado de material filtrante, tornillo transportador en una tolva con un motorreductor. El lodo espesado es conducido por un transportador tipo tornillo. CURSO DE CAPACITACION SOBRE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (2011) Página 31

38 Espesamiento. El espesamiento sólo es una parte del tratamiento y disposición de los sólidos en las aguas residuales y deberá ser integrado al sistema global de tratamiento, de tal manera que el funcionamiento, tanto del tratamiento líquido como de los sólidos sea optimizado y el costo total minimizado. (FIGURA No. 8). El espesamiento consiste en la remoción del agua del lodo para lograr una reducción en el volumen. Los lodos son espesados principalmente para disminuir los costos de capital y operación de los procesos subsecuentes, mediante la reducción del volumen. a).-tipos de procesos de espesamiento El espesamiento se logra en tanques de sedimentación; espesadores por gravedad, flotación y centrifugación; y en instalaciones misceláneas, tales como digestores anaerobios secundarios, tanques de elutriación y lagunas de lodos. b).-espesamiento en clarificadores primarios y secundarios Se logra un buen espesamiento de lodo primario cuando el lodo está relativamente fresco, se mantiene a un mínimo la aportación de sólidos biológicos y el agua residual está relativamente fría. Si el lodo que se va a extraer del clarificador primario es del cinco al seis por ciento, es indispensable que las instalaciones para el transporte del lodo estén diseñadas para mover dichos sólidos. Esto requerirá de tubería corta de succión, una carga neta positiva sobre la succión de la bomba primaria de lodo, miras de inspección de succión en la tubería y un medio positivo para determinar la cantidad bombeada y la concentración de la lechada. El espesamiento ha sido mejorado mediante el uso de profundidades de líquido entre 4 y 5 metros, mecanismos de succión en lugar de rastras para extraer el Página 32

39 lodo y pendientes ligeras en el piso. Problemas tales como la flotación del lodo, olores, lodo diluido y un efluente primario pobre condujeron al desarrollo de un tanque independiente para el espesado, en lugar de utilizar el tanque de sedimentación. c).- Espesamiento por gravedad Los materiales gruesos se espesan como suspensiones de partículas (no floculentas). Sin embargo, los lodos municipales normalmente son suspensiones floculentas que se comportan muy distintos. d).-ventajas y desventajas de los espesadores por gravedad El lodo que entra al espesador se dispersa parcialmente en el agua en la zona de sedimentación y parcialmente fluye, como corriente de densidad, al fondo de la zona de sedimentación. La fase sólida del lodo, tanto dispersa como en la corriente de densidad, forma flóculos que se sedimentan sobre la parte superior de la zona de espesamiento. Los flóculos en la zona de espesamiento pierden su carácter individual. Estos tienen contactos entre sí y se vuelven parte de una matriz de sólidos comprimidos por la presión de los sólidos sobreyacentes. El agua desplazada fluye hacia arriba, por los canales dentro de la matriz. En la toma de decisiones sobre el tamaño del espesador, se deberán evaluar el proceso en la zona de sedimentación así como el proceso de consolidación en la zona de espesamiento; cualquiera de los dos procesos (sedimentación o espesamiento) que requiera mayor área superficial determina el tamaño del espesador. Para lodos municipales, el área requerida para la zona de espesamiento es casi siempre mayor que la zona de sedimentación. Página 33

40 Profundidad total del tanque. La profundidad total vertical de un espesador por gravedad está basada en tres consideraciones: bordo libre del tanque, zona de sedimentación (zona de líquido claro y de sedimentación), y zona de compresión y almacenamiento (zona de espesamiento). a) Bordo Libre El bordo libre del tanque es la distancia vertical entre la superficie del líquido en el tanque y la parte superior de la pared vertical del tanque. Está en función del diámetro del tanque, tipo de estructura de puente - medio punto o completo tipo de arreglo de tubería influente, y si hay dispositivos para el desnatado o no. Normalmente será por lo menos de 0.6 a 0.9 m, aunque en algunos casos se han utilizado hasta distancias de 2 a 3 metros. (GUIA PARA EL MANEJO, TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE LODOS RESIDUALES DE PLANTAS DE TRATAMIENTO RESIDUALES. COMISION NACIONAL DEL AGUA PAG 77). b) Zona de Compresión y Almacenamiento Se deberá proporcionar suficiente volumen de tanque para que los sólidos sean retenidos durante el periodo de tiempo necesario para espesar la lechada a la concentración requerida. Además, se requiere de suficiente almacenamiento para compensar por las fluctuaciones en la carga de sólidos. Se puede producir gas debido a condiciones anaerobias o desnitrificación, estas condiciones dependen del tipo de lodo, temperatura del líquido y tiempo que se retiene el lodo en el espesador. La experiencia ha indicado que el volumen total en esta zona no deberá exceder 24 horas purga máxima de lodo. CURSO DE CAPACITACION SOBRE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (2011) Página 34

41 3.4.-Aspectos a considerar. a) Adición de Polímeros La adición de polímeros al influente de espesadores mejora la captura de sólidos, pero tiene poco o ningún efecto sobre la concentración de sólidos espesados.(figura No. 9) b) Sobrenadante del Espesador El sobrenadante del espesador o líquido clarificado normalmente es regresado al proceso de tratamiento primario o secundario. La concentración del sobrenadante puede variar significativamente. El sistema de tratamiento del líquido deberá estar dimensionado para poder manejar la mayor carga reciclada. c) Bomba y Tubería de Alimentación Las siguientes guías son aplicables en el uso de bombas y tubería de alimentación: Utilice bombas de desplazamiento positivo con transmisiones de velocidad variable, para condiciones de carga variable y control positivo de alimentación Proporcione un bombeo lo más continuo posible. Diseñe la tubería con flexibilidad operativa. d) Dispositivos para Levantar las Rastras El mecanismo de un espesador puede tener problemas debido a fallas en la energía o a la acumulación de lodos pesados o viscosos. Cuando se tienen lodos muy densos se proveen de un dispositivo manual o automático para levantar las rastras sobre estas acumulaciones. Página 35

42 e) Desnatadores Hoy en día es práctica común utilizar desnatadores debido al incremento en el procesado de lodos biológicos y las natas flotantes relacionadas con este tipo de lodos. f) Bomba y Tubería para Extracción del Lodo Espesado Debido a las condiciones variables de carga y lo abrasivo de muchos lodos, se deberá utilizar una bomba de desplazamiento positivo con transmisión de velocidad variable, y su operación deberá estar controlada por algún tipo de censor de sólidos, por ejemplo, un indicador de nivel de la capa de lodos o de concentración de sólidos. Las bombas deberán estar localizadas directamente en seguida del espesador para tener la menor distancia posible en la línea de succión. Una carga positiva o a presión deberá ser proporcionada en la toma de succión de la bomba. Un mínimo de 3 m deberá ser proporcionado para lodos primarios y de 2 m para todos los demás lodos. Es crítico proporcionar dispositivos de limpieza adecuados en ambos lados de la bomba. Las conexiones de limpieza deberán tener una elevación mayor que la de la superficie del agua, de tal manera que a la línea se le pueda introducir una varilla sin necesidad de vaciar el tanque Espesamiento mecánico por gravedad. En el espesamiento por gravedad en bandas, el lodo se concentra al liberar agua drenándola por gravedad a través de una banda horizontal. Se requiere que el lodo sea acondicionado químicamente utilizando polímero. Los espesadores por gravedad de banda son particularmente apropiados para el espesamiento de: lodos activados antes de su procesamiento y de lodos digeridos espesados como una medida para reducir el volumen antes de su transportación al sitio de Página 36

43 disposición final. Ocasionalmente se utilizan para concentrar lodos primarios y algunos lodos químicos que sean particularmente difíciles de espesar. Se alimenta un polímero a la entrada del lodo, a través de un inyector o mezclador en línea. La tubería que transporta el lodo y un tanque de floculación proveen el tiempo de retención requerido, aprox. 20 a 40 seg., y condiciones de baja turbulencia para promover la floculación adecuada. El lodo floculado se dispersa uniformemente con ayuda de deflectores a lo ancho de la banda. El agua liberada se drena a lo largo de toda la banda dejando los sólidos sobre la banda. Algunos fabricantes utilizan rastras para formar surcos en el lodo, lo que facilita el drenado del agua. Se utiliza una cuchilla para raspar la banda y eliminar el lodo que se pega a la misma. Después, se utiliza agua limpia a presión para lavar la banda y eliminar los residuos de lodo y polímero de los poros de la banda. El agua que se drena de los lodos se recircula al proceso de tratamiento de aguas primario o secundario. La captura de sólidos suspendidos de lodos activados o de lodos digeridos espesados utilizando este tipo de espesadores por gravedad va desde 90 a un 98% con una adición de polímero de 1.5 a 4.5 kg/ton Espesador por flotación. Existen tres versiones diferentes de operación del espesador por flotación: flotación con aire disuelto, flotación al vacío y flotación con dispersión de aire. Solamente se utiliza la flotación con aire disuelto para el espesamiento de lodo. En el espesamiento con aire disuelto, se introduce aire a una solución que se mantiene a una presión elevada. Cuando la solución se despresuriza, el aire disuelto se libera como pequeñas burbujas divididas acarreando el lodo hacia la superficie, donde es removido. El espesamiento por flotación se utiliza más frecuentemente para el espesamiento de lodos residuales de procesos de tratamiento biológicos con crecimiento Página 37

44 suspendido, tal como los procesos de lodos activados o procesos de nitrificación de crecimiento suspendido. Otros lodos como el primario, filtros rociadores, lodos digeridos aerobiamente y lodos con sales metálicas de procesos de tratamiento químico también se pueden espesar utilizando este proceso. La concentración de sólidos que se puede obtener en el lodo activado residual removido por flotación depende principalmente de la relación aire-sólidos, las características del lodo (en particular el índice de volumen del lodo, SVI) tasa de carga de sólidos y aplicación de polímero. Aunque las concentraciones de sólidos removidos por flotación están dentro de un rango de 3 y 6% por peso, la concentración de sólidos es difícil de predecir durante la etapa de diseño si no se cuenta con información de planta piloto. La relación aire-sólidos es quizás el factor más importante que afecta el comportamiento del espesador por flotación y se define como la relación del peso del aire disponible para la flotación y los sólidos que flotarán en la corriente de alimentación Digestión anaerobia. El digestor de lodos es del tipo tapa flotante, en donde el biogás producido es almacenado en la parte superior del recipiente, generando que la tapa cambie su nivel de operación en función de la producción de biogás en el sistema. (FIGURA No. 10). La tapa del digestor estará variando su nivel en base a la cantidad de biogás producido, pero este nivel debe mantenerse en cierto rango para evitar fugas del biogás. Cuando el nivel de la tapa disminuye a un valor inferior a su límite de seguridad, manda alarma de bajo nivel al tablero de control. En caso contrario, si el nivel aumenta a un valor de 3.05 m, enviará alarma de alto nivel en el tablero. Página 38

45 Es importante mantener el nivel de los lodos para asegurar el tiempo de residencia adecuado para que ocurra la digestión, por tanto, el nivel de operación normal del digestor es de 8.3 m, considerando solamente la parte recta. En caso de que el nivel del lodo en el digestor disminuya debajo de su límite inferior, el interruptor de bajo nivel enviará alarma al panel de control y enviará aviso al operador que el nivel está disminuyendo, para que él decida en forma manual detener las bombas de lodo digerido y la centrifuga. Otro de los parámetros a controlar es la temperatura de los lodos dentro del digestor, cuyo valor es de 35 C. En caso de que la temperatura disminuya a un valor de 34.5"C, el interruptor de temperatura enviará arrancar las bombas de agua caliente y el calentador de agua. En caso contrario, si la temperatura aumenta a un valor de 35.5 C, el interruptor de temperatura enviará apagar la bomba de agua caliente y el calentador de agua. El lodo espesado es descargado directamente al digestor de lodos, mientras que el agua recuperada es enviada de nuevo a la caja de distribución de la entrada del reactor biológico. Aquí se reciben los lodos generados en la clarificación primaria, las grasas y aceites generados en el desarenado y clarificación y los lodos secundarios espesados. En el proceso de digestión anaeróbica las sustancias complejas se descomponen en sustancias simples, mediante una fermentación metanogénica, la cual se produce en ausencia de oxígeno. a).-el proceso se divide en dos etapas: acidogénesis y de metanogénesis. En la etapa de acidogénesis, organismos facultativos formadores de ácido convierten la materia orgánica compleja en ácidos orgánicos volátiles. En la etapa de metanogénesis, los ácidos orgánicos volátiles son convertidos a metano y dióxido de carbono. Este proceso debe llevarse a cabo controlando la Página 39

46 temperatura del proceso para incrementar la tasa de crecimiento biológico y la estabilización de los lodos. El biogás será utilizado como combustible en un sistema calentador de agua, que a su vez servirá para el calentamiento del digestor, como se explica más adelante. El Tipo de digestor anaeróbico es "Gas Holders". En donde la parte superior del tanque sirve como almacén de gas producido por la digestión a una presión constante. La cubierta del digestor se mueve dependiendo del volumen del gas y el nivel del lodo contenido en el digestor. Al digestor de lodos anaeróbico entran tres tipos de lodos de diferentes etapas del proceso: lodo primario, lodo secundario espesado y natas del clarificador secundario. El digestor de lodos cuenta con cinco mezcladores mecánicos de propela reversible, de los cuales cuatro de ellos se encuentran en la parte externa del digestor y uno interno. Cada mezclador externo posee un sistema de succión de líquido que induce al mismo a pasar a través del draft tube por la parte superior pasando a través del mezclador y descargando por la parte inferior del draft tube generando turbulencia y manteniendo los lodos del digestor completamente mezclado. El quinto mezclador el cual se encuentra localizado en el centro del digestor cuenta también con el draft tube y opera de manera similar a los externos, solo que las entradas y salidas de lodos en los mezcladores externos están localizadas en forma lateral, mientras que en el mezclador interno se encuentran en el fondo y en la parte superior. Uno de los parámetros que se debe controlar en el proceso de digestión anaeróbica es la temperatura. La temperatura ideal para la destrucción del material volátil en los lodos a digerir es de 35 C. Para lo anterior, se cuenta con un calentador de agua de circuito cerrado, el cual calienta agua a una temperatura superior a los 60 C. Página 40

47 La producción de biogás (principalmente gas metano) debido a la destrucción de sólidos volátiles, genera que en la parte superior del tanque se cuente con un pequeño almacén. Parte del biogás producido es enviado hacia el calentador de agua para ser usado como combustible, el resto del biogás es enviado a quemar. En caso del arranque del sistema anaeróbico y que no se cuente en ese momento suficiente biogás para utilizarlo como combustible, se hará uso de diesel. El volumen efectivo de operación del digestor es de 7,691 m3. El tiempo de residencia de los lodos en el reactor es de 15.6 días. El lodo obtenido en el digestor será del tipo clase "B" acuerdo a la Norma para lodo biológico tipo "B", Norma Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT Protección Ambiental Lodos y Biosólidos Digestión anaerobia. a).-descripción del Proceso La digestión anaerobia consiste en la degradación biológica de sustancias orgánicas complejas, en ausencia de oxígeno libre. Durante el desarrollo de estas reacciones se libera energía, y gran parte de la materia orgánica es transformada en metano, bióxido de carbono y agua. Como quedan disponibles poco carbono y energía, para sostener la continuación de la actividad biológica, los sólidos restantes son estabilizados. El proceso anaerobio es controlado básicamente por las bacterias metanogénicas debido a su lento crecimiento y sensibilidad a cambios ambientales. Por consiguiente, todo diseño exitoso deberá estar basado en las características especiales limitantes de estos microorganismos. b).-aplicabilidad Una gran variedad de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales pueden ser estabilizados por medio de la digestión anaerobia La Página 41

48 digestión anaerobia es un método factible de estabilización para lodos con bajas concentraciones de toxinas y un contenido de sólidos volátiles arriba del 50 por ciento. c).- Ventajas y Desventajas La digestión anaerobia ofrece varias ventajas sobre otros métodos de estabilización de lodos; específicamente, el proceso: Produce metano, una fuente aprovechable de energía. Reduce la masa total de lodo a través de la conversión de la materia orgánica a principalmente metano, bióxido de carbono y agua. Comúnmente, de 25% a 45% de los sólidos del lodo crudo son destruidos durante la digestión anaerobia. Esto puede reducir substancialmente el costo de disposición del lodo. Produce un residuo de sólidos adecuado para ser aprovechado como acondicionador de suelos. Los niveles de olores se reducen enormemente mediante la digestión anaerobia. Inactivación de patógenos. Los microorganismos productores de enfermedades en el lodo se mueren durante el tiempo de retención relativamente largo utilizado en la digestión anaerobia. Las principales desventajas de la digestión anaerobia de lodos son que: Tiene un alto costo de inversión inicial. Se requieren tanques de digestión muy grandes y cerrados, que deberán contar con sistemas para alimentación, calentamiento y mezclado del lodo. Es susceptible a trastornos. Los microorganismos que llevan a cabo la descomposición anaerobia son sensibles a pequeños cambios en su ambiente. Produce corrientes colaterales de baja calidad. El sobrenadante de los digestores anaerobios frecuentemente tiene una alta demanda de oxígeno y elevada concentración de nitrógeno y sólidos suspendidos. La recirculación del Página 42

49 sobrenadante al influente de la planta puede ocasionar trastornos en el tren de tratamiento líquido o producir una acumulación de partículas finas en la planta de tratamiento. Mantiene una tasa baja de crecimiento de las bacterias productoras de metano. Se requieren grandes reactores para contener el lodo durante 15 a 30 días, para estabilizar los sólidos orgánicos en forma efectiva. d).-dimensionamiento El tamaño del digestor anaerobio deberá ser suficiente para asegurar que el tiempo de retención de sólidos en el sistema nunca disminuye más allá de un cierto valor crítico. Un margen de seguridad deberá ser proporcionado, ya que el TRS fue determinado en base a digestores a escala laboratorio, que se c mantuvieron bajo condiciones ideales como mezclado completo, alimentación y extracción uniforme y una temperatura de digestión controlada estrechamente. Sin embargo, en una planta a escala completa, la condición ideal de mezclado completo no se logra. Como resultado, el TRS deberá ser considerablemente d mayor que el TRS. McCarty (110) recomienda un factor mínimo de seguridad de c 2.5. e).-eficiencia del Proceso El resultado primario de la digestión anaerobia es la reducción tanto de sólidos volátiles como organismos patógenos. Para proporcionar una vista general del funcionamiento de un digestor anaerobio,. Estos datos son para un sistema de digestión de alta tasa de dos etapas, en el cual sólo el digestor primario tiene calentamiento y mezclado (62). El segundo tanque proporciona una zona quieta para la separación por gravedad de los sólidos digeridos del licor sobrenadante. La temperatura de operación en la primera etapa se mantiene a 34 C y el tiempo de retención en cada tanque fue de 39 días. El lodo influente consistió de aproximadamente cantidades iguales de lodo primario y purgas de lodo activado. Página 43

50 Básicamente, toda la estabilización se llevó a cabo en el digestor primario. En esta primera etapa, 57% de los sólidos volátiles fueron convertidos a líquido o gas. Sólo el 2.8% de los sólidos volátiles en el lodo crudo fueron reducidos en el digestor secundario. Un patrón similar de rendimiento se muestra en el cuadro 5-5 para la reducción de carbohidratos, lípidos y proteínas. f).-reducción de Sólidos La reducción de sólidos es uno de los principales objetivos de la digestión anaerobia. No sólo hace el lodo menos putrescible, pero también reduce la cantidad de sólidos destinados a disposición final. Normalmente se supone que esta reducción se lleva a cabo sólo en la porción volátil de los sólidos. Por consiguiente, una medida común de la eficiencia del digestor es el porcentaje de sólidos volátiles destruidos. La reducción de sólidos volátiles en digestores anaerobios generalmente varía entre 35 y 60 por ciento. Los parámetros operativos más importantes que afectan la reducción de sólidos volátiles son el tiempo de retención de sólidos y la temperatura de digestión. g).-producción de Gas Una ventaja particular de la digestión anaerobia sobre otros métodos de estabilización de lodos es que produce gas de mediana energía como subproducto. Antes de poder establecer un programa de utilización, hay que determinar la cantidad y calidad del biogás. La generación de biogás es resultado directo de la destrucción de los sólidos. h).-tipos de cubiertas para digestores Una variación de la cubierta flotante es el contenedor de gas flotante. Básicamente, un contenedor de gas es una cubierta flotante con un faldón extendido (hasta 3 m de altura) para permitir el almacenamiento del biogás durante periodos cuando la producción de gas excede la demanda. Sin embargo, Página 44

51 la presión de almacenamiento en un contenedor de gas es baja - un máximo de 15" de columna de agua (3.7 kn/m²). Por tanto, este tipo de cubierta puede almacenar entre tres a seis horas de producción de gas, en base a un recorrido neto del orden de 2 metros. Mayor almacenamiento se obtiene comprimiendo el biogás a alta presión en esferas o cilindros horizontales, o proporcionando un tanque independiente de desplazamiento para almacenamiento de baja presión. Las cubiertas contenedoras de gas son menos estables que las cubiertas flotantes convencionales debido a que están apoyadas totalmente por un cojín de gas compresible, en lugar del líquido incompresible y a que tienen expuesta una superficie lateral grande a los efectos del viento. Para evitar el ladeo o atoramiento, es necesario proporcionar lastre en el fondo del faldón y guías espirales. Los accesorios típicos de una cubierta de digestor incluyen puertos de muestreo, registros de acceso, ventilación y remoción de arena durante la limpieza, un sistema de rebosamiento de líquido y un sistema de relevo de presión-vacío equipado con arrestador de flama. El ámbito permisible de presión de gas bajo una cubierta de digestor típicamente es de 0 a 15" de agua (3.7 kn/m²). Un problema único a los sistemas de digestión anaerobia es la acumulación de depósitos cristalinos de fosfato inorgánico sobre el interior de las paredes del tanque y tubería corriente abajo. Estas incrustaciones incrementan la fricción de la línea, desplazan volumen en el tanque de digestión y trastornan el equipo mecánico La Edad de Lodo Requerida. Presenta un método rápido para calcular el número de grado-día requerido para lograr la reducción requerida del 40% de sólidos volátiles. El resultado es de 475 grado-días. A una temperatura de reactor de 10 C, entonces: 475 grado-días/10 C = 47.5 días Página 45

52 Por tanto, el volumen del digestor aerobio deberá ser suficiente para proporcionar 47.5 días de edad de lodo, para cumplir con la reducción mínima de sólidos volátiles durante el invierno. Durante el verano, la temperatura del reactor será de 25 C:25 C x 47.5 días edad de lodo = 1,175 grado-días. En la digestión anaerobia los materiales de descomposición pasan por varios procesos: licuefacción, gasificación y mineralización, obteniéndose un producto final inerte con liberación de gases. El gas producido en el proceso de digestión anaerobia esta compuesto por una mezcla de 65-70% metano (CH4).30-35% de bióxido de carbono (CO2) y trazas de acido sulfhidr4ico (H2S). Es un excelente combustible y casi siempre se utiliza para el calentamiento del digestor (UNAM, 1992). En este proceso de tratamiento se llega a eliminar hasta el 95% de la DBO y de los sólidos suspendidos provenientes de los lodos primarios o activos Deshidratación de lodos. Los lodos provenientes de la digestión anaeróbica son enviados por medio de bombas a la centrífuga o decantador de lodos, en el trayecto se le alimenta y mezcla polímero, con el fin de poder deshidratarlos con una mayor efectividad en las centrífugas. (FIGURA No. 11). Deshidratador de lodos (FIGURA No. 11). Página 46

53 El equipo de deshidratación considerado permite alcanzar una sequedad mínima del 25% en el lodo tratado partiendo de una concentración aproximada de entre un % del lodo proveniente del digestor anaeróbico. (FIGURA No. 12). El lodo deshidratado cae a un contenedor para su disposición final. (FIGURA No.12) La descarga del lodo de la centrífuga cuenta con una "pantalonera" con una válvula de cuchilla, que permite abrir o cerrar cada derivación para el llenado de los contenedores. (FIGURA No. 13). Lodo ya deshidratado (FIGURA No. 13). El agua recuperada de la centrífuga de lodos posee una concentración alta de DBOs (aproximadamente de 1,500 ppm), por lo que para disminuir la carga en el reactor biológico, este efluente es descargado a la entrada de los clarificadores primarios para su desbaste. (IMÁGENES TOMADAS EN LA PTAR) Página 47

54 3.8.-Estabilización. La función principal de estabilizar el lodo. La estabilización consiste en la destrucción de células, con la consiguiente disminución del volumen de líquido o peso de sólidos a tratar en operaciones sucesivas. El principal objetivo de la estabilización es el de convertir el lodo tratado en menos oloroso y putrescible, así como reducir el contenido de organismos patógenos. Algunos procedimientos utilizados para lograr este objetivo también pueden resultar en cambios básicos en el lodo. La selección de un cierto método estriba principalmente en el procedimiento de disposición final planeado. Si va a desaguar e incinerar el lodo, frecuentemente no se emplea un procedimiento de estabilización. La estabilización puede llevarse a cabo mediante cualquiera de los siguientes procesos: digestión anaerobia, digestión aerobia, estabilización con cal y composteo. a).-estabilización con cal El objetivo original del acondicionamiento con cal era mejorar la facilidad de desaguar el lodo pero, con el tiempo, se observó que los niveles de olores y patógenos también se reducían. La estabilización con cal es un proceso muy simple. Estudios de evaluación en donde la estabilización con cal se logra a un ph de 10 a 11, han mostrado que los olores regresan durante el almacenamiento. Para eliminar este problema y reducir el nivel de patógenos, la adición de suficiente cantidad de cal para elevar y mantener el ph del lodo en 12.0 durante dos horas es requerida. Página 48

55 b).-aplicabilidad La estabilización con cal puede ser una alternativa eficiente cuando existe la necesidad de proporcionar: Respaldo para instalaciones de estabilización existentes. Un sistema de estabilización con cal se puede arrancar o parar rápidamente. Por tanto, se puede utilizar para complementar instalaciones existentes, cuando la cantidad de lodo excede el nivel de diseño, o sustituir la incineración durante fallas en el suministro del combustible. El gasto total de lodo se puede tratar con cal cuando las instalaciones existentes están fuera de servicio para limpieza o reparación. Manejo provisional del lodo. Los sistemas de estabilización con cal tienen costos de capital bajos y, por consiguiente, puede ser factible si existen planes de abandonar la planta o proceso al cabo de pocos años. Expansión de las instalaciones existentes o construcción de nuevas instalaciones para mejorar el control de olores y patógenos. La estabilización con cal es particularmente aplicable a plantas pequeñas o cuando la planta será cargada sólo en forma periódica. En todos los casos, se requiere un sitio adecuado para la disposición o aprovechamiento del lodo estabilizado. c).- Ventajas y Desventajas Sus principales ventajas sobre los demás procesos incluyen un bajo costo y simplicidad en la operación. El lodo estabilizado con cal se desagua fácilmente con equipo mecánico y es generalmente adecuado para aplicación a terrenos agrícolas o disposición en un relleno sanitario. Con el tratamiento a base de cal no se logra una reducción de materia orgánica. Esto tiene dos impactos importantes. Primero, la adición de cal no convierte al lodo en químicamente estable; si el ph baja de 11.0, la descomposición biológica Página 49

56 se reanuda, produciendo malos olores. Segundo, la cantidad de lodo para disposición no es reducida, así como en el caso de los métodos de estabilización biológica. Al contrario, la masa de sólidos secos es incrementada por la adición de cal y por los precipitados químicos que se derivan de esta adicción. Por tanto, debido al mayor volumen, los costos de transporte y disposición final son frecuentemente mayores para los lodos estabilizados con cal, que para los lodos estabilizados por otros métodos. d).-criterios de Diseño Se deben considerar tres parámetros fundamentales para el diseño de un sistema de estabilización con cal: ph, tiempo de contacto y dosis de cal. En esta etapa del desarrollo del proceso, la selección de los niveles de estos parámetros ha sido principalmente empírica. Los resultados de los primeros estudios se pueden utilizar como punto de partida, pero debido a la complejidad de las interacciones químicas que aparentemente se llevan a cabo en el tratamiento con cal del lodo, se recomienda estudios a nivel laboratorio y piloto como parte del diseño de un sistema a escala real, particularmente si se contemplan modificaciones sustanciales a estas condiciones. El objetivo principal de la estabilización con cal es el de inhibir la descomposición bacteriana e inactivar los organismos patógenos. El factor fundamental en el tratamiento con cal, sin lugar a duda, es el nivel de ph y no sólo la dosis de cal. e).-dosis de Cal La cantidad de cal requerida para estabilizar el lodo se determina mediante el tipo de lodo, su composición química y la concentración de sólidos. Estas dosis de cal fueron suficientes para mantener el ph del lodo arriba de 12.0 por 30 minutos. Los lodos primarios requirieron las menores dosis, mientras que las dosis más altas fueron requeridas para elevar el nivel del ph de lodos activados purgados (LAP). Página 50

57 Los resultados de estudios realizados por Paulsrud y Eikum (266) coinciden en términos generales con las pruebas de Lebanon. f).-reducción de Patógenos Se pueden lograr reducciones importantes de patógenos en lodos que han sido tratados con cal a un ph de Relaciona los niveles de bacterias medidos durante estudios a escala real en Lebanon y muestran que la estabilización con cal de lodos crudos reduce las concentraciones de coliformes totales, coliformes fecales y estreptococus fecales en más de un 99.9 por ciento. La cantidad de Salmonella y Pseudomonas aeruginosa se redujo abajo del nivel de detección. La concentración de patógenos en lodos estabilizados con cal varía de 10 a 1,000 veces menos que las de lodos digeridos anaerobiamente en la misma planta. La cal ha sido utilizada extensamente como un agente de acondicionamiento para mejorar el desaguado del lodo. Se ha mostrado que la adición de cal mejora la filtrabilidad de lodos de alumbre y fierro. La resistencia específica fue reducida por un factor de aproximadamente cuatro, y el rendimiento del filtro se incrementó por un factor de dos, cuando el acondicionamiento con cal fue utilizado. g).-características Químicas La estabilización con cal provoca cambios químicos en el lodo. Que reúne los datos químicos de dos estudios. El efecto general de la adición de cal es la reducción en la concentración de los componentes. Esto es producido tanto por dilución con la lechada de cal como por la pérdida de algunos componentes volátiles del lodo a la atmósfera. Lodos estabilizados con cal tienen menores concentraciones de fosfatos solubles, nitrógeno amoniacal y nitrógeno total Kjeldahl que lodos digeridos anaerobiamente, de la misma planta. Página 51

58 Estos niveles menores de nutrientes reducen el valor fertilizante del lodo pero, suponiendo que el nitrógeno limita la tasa a la cual se puede aplicar el lodo, permitirían la aplicación de una mayor cantidad de lodo por hectárea. La reducción de la concentración de fosfato soluble (filtrable) es provocada por la reacción entre la cal y el ortofosfato disuelto para formar un precipitado de fosfato de calcio. Por esta razón, el fosfato residual en el sobrenadante / filtrado después del tratamiento con cal se piensa que es principalmente de naturaleza orgánica. (COMISION NACIONAL DEL AGUA SEPTIEMBRE 1999) Página 52

59 4.-ALTERNATIVAS DE DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS Los lodos estabilizados y deshidratados serán enviados a disposición al basurero municipal o relleno sanitario. Los residuos de una planta de tratamiento de aguas residuales (lodos sobrantes, tratados o no) son una calamidad para el personal de diseño y operación. El único sitio práctico para su disposición es el suelo. a).-dispersión en el terreno La práctica de aplicar los residuos de la planta con el propósito de recuperar nutrientes, agua o regenerar suelo, se denomina dispersión en el terreno. Es una opción que hace uso benéfico de los fosfatos y nitratos contenidos en el lodo; los biosólidos con niveles bajos de metales pesados o de compuestos tóxicos pueden fertilizar terrenos de cultivo o árboles y pueden mejorar las condiciones del suelo de un campo de golf. A diferencia de las otras técnicas de disposición en el suelo, la dispersión en el terreno hace uso intensivo del suelo. Las tasas de aplicación están gobernadas por las características del suelo y de los cultivos o bosque en donde se dispersa el lodo. b).-disposición en relleno sanitario La disposición en relleno sanitario se define como el entierro planeado de los sólidos de las aguas residuales, incluyendo el lodo procesado, arena, escoria y cenizas, en un sitio designado. Los sólidos se colocan en un sitio preparado o trinchera excavada y cubierta con una capa de suelo. El material de cubierta debe ser más profundo que la zona de arado. Si se tiene disponibilidad de un sitio apropiado, se puede utilizar un relleno sanitario para la disposición final de los lodos residuales de plantas de tratamiento. Página 53

60 Generalmente se requiere que los lodos sean desaguados antes de su disposición, para reducir el volumen y evitar la generación de lixiviados. En los rellenos sanitarios "reales", los residuos se colocan en un área determinada, compactados con un tractor y cubiertos con 30 cm de tierra. Si diariamente se cubres los residuos, se minimizan los malos olores, así como la presencia de moscas. En algunos rellenos, se han utilizado lodos composteados o tratados químicamente como material de cubierta. Se debe calcular el volumen total de lodos que se dispondrán en el relleno a lo largo de su vida, TSV, m³ TSV = SV * SL * 1000 Donde, TSV = volumen de lodos que se dispondrán en el relleno, m³ SV = gasto volumétrico de lodos, miles de m³/año SL = tiempo de vida del relleno sanitario, años Después, se calcula el volumen requerido de las trincheras y el área total del relleno, TV = TSV * TD (TD - 2) SDAR = TV * (TS + TW) (TD * TW * 1000² * 10,000) Donde, TV = volumen requerido de las trincheras, m³ TSV = volumen de lodos que se dispondrán en el relleno, m³ TD = profundidad de las trincheras, m SDAR = área total del relleno, ha TW = ancho de la trinchera, m TS = espacio entre trincheras, m Página 54

61 c).- Disposición en suelo destinado La disposición en suelo destinado consiste en la aplicación de cargas de lodo pesadas en un terreno delimitado, con acceso prohibido al público y que se dispone en exclusiva para la disposición de los lodos del agua residual. La disposición en suelo destinado no significa su utilización en el sitio. No puede cultivarse nada. Los sitios destinados reciben lodos líquidos. Aunque es posible, la aplicación de lodos deshidratados no es común; además, la disposición de lodos deshidratados en rellenos sanitarios es generalmente menos costosa. El método para aplicar el lodo líquido digerido en el terreno es transportarlo en un camión cisterna que dispone de un equipo especialmente diseñado para la dispersión Utilización. Los sólidos de las aguas residuales no sólo pueden emplearse como nutriente de suelos. En algunos casos el lodo se mezcla con viruta de madera y se le deja descomponer para formar composta. También pueden usarse junto con los desechos municipales para composteo. La recuperación de cal y el uso del lodo para producir carbón activado también se han practicado. 1.-utilización en agricultura como abono (digestión aerobia. Digestión anaerobia) 2.-Recuperación de terrenos agotados (digestión aerobia. Digestión anaerobia) 3.-Recuperación de energía eléctrica, mecánica y calorífica (incineración) 4.-Compostaje (sin digestión) 5.- Vertidos directamente al mar, ríos, lagos. 6.-Relleno de terrenos, escombreras, minas abandonadas, pantanos, etc. Página 55

62 El tratamiento de los lodos se hace con la finalidad de disponer finalmente de ellos con la seguridad de que no causen algún daño al medio ambiente o al hombre. La disposición de los lodos, por lo tanto, debe ser la más adecuada, dependiendo de las características finales del tratamiento que se le dio a los lodos. Los desechos finales de los lodos son dos tipos: líquidos y sólidos, según las cuales es su disposición, a continuación se mencionan algunas de ellas: Disposición en agua: Este es el método más usado en nuestro país, además de ser el más económico. Esta eliminación requiere de un estudio detallado del cuerpo receptor, sobre todo si existen arrecifes colarinos, en casi de disponerlos en el mar, pero independiente del cuerpo receptor se debe de hacer un estudio detallado y claro de impacto ambiental haciendo un especial estudio en el contenido de oxigeno disuelto en el agua, determinando con esto la factividad de arrojar los lodos en el agua estudiada o el volumen de lodos que es capaz de soportar. Cuando los lodos son arrojados al mar es recomendable que su tratamiento previo haya sido espesamiento o digestión (MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS, 1983). Resulta conveniente arrojar los lodos en aguas muy profundas, ya que esto facilita su dilución, haciendo muy retardado el asentamiento o sedimentación. Para descargar los lodos en el mar se deberá tomar en cuenta: 1.- Naturaleza del agua receptora y del lecho marino en la zona de vertido. 2.- Uso del mar en dicha zona. 3.-Cambios en la biología marina que se pueden producir con el tiempo, en especial lo referente ala vida acuática (pesca). Página 56

63 El estudio en el lugar en que se van a verter los lodos puede ser favorable para el deposito de estos ya que un lecho marino puede requerir de materia orgánica para su ciclo de reproducción Disposición en la tierra. Los diferentes sistemas de disposición en la tierra son o pueden ser: a).- Enterrado. b).-relleno de terrenos o relleno sanitario. c).- Fertilizante o acondicionamiento de suelos. a).- enterrado El empleo de este proceso se usa cuando el lodo es difícil de disponer en otro lugar, principalmente por su olor. El proceso consiste en enterrar el lodo en terrenos principalmente arcillosos cubriéndolos con una capa de tierra de aproximadamente 30cm. Este método resulta conveniente cuando se dispone de terreno suficiente para el enterrado del lodo, de esta manera resultaría ser el mas económico, sin embargo, el lodo una vez enterrado puede permanecer durante años húmedo y con olor putrecible, por lo que una vez usado algún terreno para este fin, difícilmente puede volver a usarse. b).-relleno en terrenos o relleno sanitario. El lodo digerido es el más recomendable para disponerlo como relleno ya que es el lodo mas espeso que se obtiene de un proceso secundario y no es dañino para el medio ambiente. El lodo deberá ser colocado, en caso de relleno sanitario, en un terreno impermeable, lejos de la ciudad, lejos de lagos, ríos, lagunas, mar, etc. y deberá Página 57

64 ser cubierto finalmente por una capa de tierra para evitar malos olores o la propagación de plagas. En caso de relleno de terrenos resulta económico emplear lagunas artificiales para la disposición final ya que elimina o se evita el proceso de deshidratación. Usualmente se dispone en el relleno de terrenos, las cenizas provenientes de la incineración del lodo, agregándoles agua para que no se dispersen por la acción del viento. Después de varios años de colocar el lodo en relleno de terrenos o rellenos sanitarios se puede usar el terreno como lugar de esparcimiento o zonas verdes desarrollándose excelentemente las plantas y los árboles en este tipo de terreno, por el contenido de nutrientes que algunas veces caracteriza a los lodos. c).- Fertilizante o acondicionamiento de suelos. La materia orgánica contenida en el lodo residual es substancialmente rica en muchos elementos esenciales para la vida vegetal, como el nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes menos indispensables para el desarrollo de las plantas, como el boro, calcio, cobre, hierro, zinc, manganeso, etc. Algunas ocasiones los alimentos o nutrientes mencionados se encuentran en cantidades excedidas por lo que pueden resultar perjudiciales para las plantas, sobre todo los lodos provenientes de plantas de tratamiento de aguas residuales industriales. El humus del lodo además de beneficiar a los vegetales, beneficia al suelo en donde se dispone, aumentando su capacidad de retención de agua y mejorando su calidad en nutrientes, haciéndolo apto para cultivo. Dependiendo del requerimiento del suelo y del cultivo que se valla a sembrar en el terreno donde se dispondrán finalmente los lodos serán las cantidades de lodos colocados en el correspondiente terreno, así, si se deseara sembrar pastos, Página 58

65 rábanos, lechugas, espinacas, apio, etc. un lodo con alto contenido de nitrógeno seria altamente recomendable para este tipo de cultivos ya que el nitrógeno estimula el desarrollo de las hojas y tallos. Asimismo, el fosforo es esencial en muchas etapas del desarrollo de los vegetales, acelera su crecimiento, fortalece sus raíces y aumenta la resistencia de plagas; el potasio influye en el crecimiento de los vegetales, desarrolla las pulpas o las partes leñosas de los frutos y es necesario para la formación de la clorofila. 4.2-Otras disposiciones. El lodo también se puede disponer finalmente con mezcla de basura, incinerándolos para así recuperar el poder clarifico que se guarda en estos dos desechos. Para conseguir un uso efectivo de la capacidad clarifica y recuperar materiales reciclables o presentes en la basura, cuya incineración no produzca energía, la basura se somete aun riguroso proceso en donde se recuperan materiales como metales, cristales, etc. que son reciclados finalmente en otro lugar, dejando así ala basura con materia principalmente orgánica. La mezcla mencionada se incinera para así producir la energía clarifica que puede ser ocupada para mover los calentadores de los incineradores o los filtros. Otra forma útil del uso de los lodos es la reutilización en composta, mezclándolos, también, con basuras orgánicas de origen urbano, utilizando como ayudante de absorción inicial de agua paja o aserrín para conseguir también una consistencia eficiente. Para esta disposición es necesario previamente un estudio de mercado de la composta a producir. (TESIS-TRATAMIENTO Y DISPOSICION FINAL DE LOS LODOS PROVENIENTES DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS). Página 59

66 5.- CONCLUSIONES Para escoger la mejor disposición final del lodo depende de varios factores como las características del lodo, el costo total y las disposiciones finales que estén al alcance y tomar en cuenta la norma NOM-004-SEMARNAT-2002 Actualmente debemos de hacer conciencia ya si no lo hacemos como se marca estamos contaminando nuestro medio ambiente y que todo este tratamiento provoca la muerte de cuerpos como ríos, lagos, terrenos, etc. e infectando o provocando enfermedades además de contaminar mantos freáticos Se recomienda una alternativa de disponer el lodo estabilizado que es en un composteo con lodos resultantes de la depuración de aguas residuales. Es un sistema de fundamento sencillo, versátil y puede aplicarse a diferentes tipos de materiales, se le considera económico y ecológico Como objetivo de este composteo es: La obtención de abono orgánico que permita el mantenimiento de la fertilidad de los suelos, la producción de cultivos de calidad y la conservación del entorno. Producir materiales alternativos a los substratos tradicionales, utilizados en horticultura y jardinería o simplemente tratar un residuo para reducir la humedad, peso y volumen y facilitar así un destino finalista (vertido o incineración). Actualmente ya se están haciendo estudios preliminares del lodo en la PTAR Página 60

67 GLOSARIO AGUAS RESIDUALES.- Las aguas de composición variada provenientes de las descargas de usos municipales, industriales, comerciales, de servicios, agrícolas, pecuarios, domésticos, incluyendo fraccionamientos y en general de cualquier otro uso, así como la mezcla de ellas. LODO.- son los materiales sólidos y semisólidos removidos del agua residual en plantas de tratamientos. LODO PRIMARIO.- Es producido durante los procesos de tratamiento primario de las aguas residuales. LODO BIOLOGICO.- Proceso donde el agua residual entra en contacto con una población heterogénea de microorganismos, que viven, crecen y trabajan para eliminar el material orgánico soluble de las aguas residuales. SST (SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES).- Es la porción de sólidos retenidos por un filtro de fibra de vidrio que posteriormente se seca a ºC. SV (SOLIDOS VOLATILES).- Son sólidos orgánicos totales presentes en los lodos y biosolidos, que se volatilizan cuando estos se queman a 550 ºc en presencia de aire por un tiempo determinado. LIMO.- Es un material suelto con una granulometría comprendida entre la arena fina y la arcilla. SOLIDOS VOLATILES.- Porción de la materia orgánica que se puede eliminar o volatilizarse cuando esta se quema en un horno mufla a una temperatura de 550ºC. BIOSOLIDOS.- Lodos que han sido sometidos a procesos de estabilización y que por su contenido de materia orgánica, nutrientes y características adquiridas después de su estabilización, puedan ser susceptibles de aprovechamiento. DESASOLVE.- La acción de extraer sólidos provenientes de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal. I

68 ESTABILIZACION.- Son los procesos físicos, químicos o biológicos a los que someten los lodos para acondicionarlos para su aprovechamiento o disposición final para evitar o reducir sus efectos contaminantes al medio ambiente. LIXIVIADOS.- Liquido proveniente de los lodos y biosolidos, el cual se forma por reacción o percolación que contiene contaminantes disueltos o en suspensión. BACTERIAS ANAEROBIAS.- Es una clasificación de bacteria según la necesidad de oxigeno, esta bacteria puede desarrollarse y vivir en medios con ausencia de oxigeno, ya que este no es imprescindible para su vida, su habitad debe contener hidrógeno, nitrógeno y dióxido de carbono. BACTERIAS FACULTATIVAS.- Son bacterias que pueden vivir en ambiente tanto aerobio como anaerobio, es decir, con oxigeno o sin él MICROORGANISMOS PATOGENOS.- Proceden de desechos humanos infectados o portadores de enfermedades, son altamente infecciosos y se detectan difícilmente. AERACION EXTENDIDA.- Es usada comúnmente para tratar aguas residuales de origen industrial que contienen principalmente materia orgánica soluble. FLOCULOS.- Masa floculada que es formada por la acumulación de partículas suspendidas. Puede ocurrir de forma natural, pero es usualmente inducido e orden de ser capaz de eliminar ciertas partículas del agua residual. ZOOEGLOEA.- Una colonia o mas de bacterias sostenida en sustancias viscosas y gelatinosas. La zoogloea es característica en etapas transitorias en las que bacterias de crecimiento rápido pasan a otro curso dentro de su evolución. PSEUDOMONA.- Es un género de bacilos rectos o ligeramente curvados ARTHUBACTER.- Es un género de bacterias comúnmente encontradas en el suelo. Todas las especies de este género son bacterias Gram-positivas, aerobias obligadas y con forma de bacilo durante la fase de crecimiento exponencial y de coco durante la fase estacionaria II

69 ALCALIGENAS.- Es un género microbiológico de bacterias Gramnegativas, aeróbicas, incluidas en el orden Burkholderiales se usan para la producción industrial. BACILOS.- Se usa para describir cualquier bacteria con forma de barra o vara, y pueden encontrarse en muchos grupos taxonómicos diferentes de bacterias FLAGELO.- Es una estructura e forma de látigo que sirve de medio de locomoción o movilidad de las bacterias. ALGAS.- Son microorganismos eucariontes, autotróficas, fotosíntesis, que contienen clorofila y actúan como las principales productoras de materia orgánica en un ambiente acuático. BACTERIA.- son microorganismos unicelulares que presentan un tamaño de unos pocos micrómetros son los organismos más abundantes del planeta. HONGOS.- Son asociados con enfermedades de personas con baja resistencia a infecciones. PROTOZOARIOS.- Son organismos eucaroticos, con amplia variedad en forma y modo de vida son unicelulares. DESNITRIFICACION.- es un proceso bilógico para la remoción de nitratos del agua residual. FOSFATO.- Los fosfatos son las sales o los ésteres del ácido fosfórico HIDROXIDO.- Los hidróxidos son un grupo de compuestos químicos formados por un metal y uno o varios aniones hidroxilos, en lugar de oxígeno como sucede con los óxidos. CARBONATO DE CALCIO.- Es un compuesto químico, de fórmula CaCO3. Es una sustancia muy abundante en la naturaleza. SILICE.- Es el elemento electropositivo más abundante de la corteza terrestre CADMIO.- Es uno de los metales más tóxicos el cadmio es un metal blanco azulado, dúctil y maleable. Se puede cortar fácilmente con un cuchillo. COBRE.- cuyo símbolo es Cu, es el elemento químico de número atómico 29. Se trata de un metal III

70 ZINC.- es un elemento químico esencial de número atómico 30 y símbolo Zn situado en el grupo 12 de la tabla periódica de los elementos. DIGESTION ANAEROBIA.- Es un complejo bioquímico sirve para convertir los compuestos orgánicos en metano y dióxido de carbono. Se trata de un proceso de estabilización, reducción de olores, patógenos, y la masa de reducción. REJILLA AUTOLIMPIANTE.- Es una rejilla a base de soleras que elimina los contaminantes más voluminosos o material visible de las aguas residuales y se utilizan como parte del tratamiento primario o pre tratamiento. DESARENADOR.- La función de este es retirar las partículas solidas inorgánicas que se encuentran en el agua residual partículas como tierra y arenas que no pueden ser absorbidas o que no sirven como alimento al sistema biológico CLARIFICADOR PRIMARIO.- Es de 37 mts de diámetro; es de tipo tracción periférica con puente móvil. TRATAMIENTO BIOLOGICO AEROBIO DE LODOS ACTIVADO.- Capacidad de operación de 600 Ips y un flujo máximo de 780 Ips A/M= 0.17 cada reactor posee un volumen de operación de 9000 m3. DBO.- Demanda biológica de oxigeno es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación. DQO.- Demanda química de oxigeno es un parámetro que mide la cantidad de sustancias susceptibles de ser oxidadas por medios químicos que hay disueltas o en suspensión en una muestra líquida. CO2.- Dióxido de carbono u oxido de carbono CLARIFICADORES SECUNDARIO.- Es de 37 mts de diámetro; tipo tracción periférica con puente móvil y con sistema de tubos de succión DESINFECCION CON CLORO.- El proceso de desinfección del agua tratada se lleva a cabo con gas cloro, este proceso sirve para eliminar los organismos patógenos del agua. IV

71 ESPESAMIENTO.- la función es de reducir el volumen de lodos que serán estabilizados biológicamente. ACIDOGENESIS.- Es una reacción biológica en monómeros simples se convierten en volátiles ácidos grasos. METANOGENESIS.- Es una reacción biológica en los acetatos son convertidos en metano y dióxido de carbono, mientras que el hidrógeno se consume. BIOGAS.- es un producto que se obtiene a partir de la descomposición anaeróbica = fermentación. El resultado de la fermentación es la producción de biogás, como fuente energética para obtener energía renovable. V

72 BIBLIOGRAFÍA CONAGUA (SEPTIEMBRE DE 1999). GUIA PARA EL MANEJO, TRATAMIENTO Y DISPOSICION DE LODOS RESIDUALES DE PLANTAS DE TRATAMIENTO RESIDUALES. PAG 398. NOM-004-SEMARNAT-2002 (MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS, 1983). ALARCON GUTIERREZ, JAVIER (1997) TESIS-TRATAMIENTO Y DISPOSICION FINAL DE LOS LODOS PROVENIENTES DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE LODOS ACTIVADOS. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, UNIVERSIDAD VERACRUZANA, 1997 PAG. 121 HERNÁNDEZ VARGAS, JOSÉ MANUEL (1994) TESIS-PROYECTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA EL DESARROLLO HABITACIONAL NUEVO XALAPA SECCION I. FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL, UNIVERSIDAD VERACRUZANA.PAG 86. INGENIERÍA SANITARIA Y DE AGUAS RESIDUALES, GORDON M. FAIR, JOHN CH GEREY, LIMUSA, MÉXICO. CURSO DE CAPACITACION SOBRE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES, LA CUAL BASA SU TRATAMIENTO EN LODOS ACTIVADOS. (2011) COMPOSTAJE DE LODOS RESULTANTES DE LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES URBANAS. VI

73 ANEXO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES (PTAR)