1.- INTRODUCCIÓN. 2.- FUENTES DE PRODUCCIÓN Y CARACTERISTICAS DE LOS LODOS. 3.- TRATAMIENTO PREVIO A ESTABILIZACIÓN Y DESHIDRATACIÓN DE LOS LODOS. 4.- ESTABILIZACIÓN Y DESHIDRATACIÓN DE LOS LODOS. 5.- DISPOSICIÓN FINAL.
OBJETIVO: Proporcionar al asistente la información técnica relevante en cuanto a tratamiento, manejo y disposición de lodos, enfocado a las experiencias vividas en el sector privado. Aspectos importantes a considerar en la selección de los sistemas de tratamiento de lodos: Características de los lodos (tipos). Volumen de lodos a tratar. Localización del sitio de tratamiento. Tecnologías de tratamiento. Capacidad de inversión. Capacidad de disposición final (área). Regulación local o Federal.
De los sistemas más comunes de tratamiento en una planta municipal, obtenemos los siguientes tipos de lodos: Lodos de Sistemas Físico Químicos Remoción de DBO5 por medio de floculación coagulación. Lodos de Clarificador Primario Remoción alrededor de sólidos sedimentables y suspendidos. Lodo de Bio-reactores (anaeróbico o aeróbico) Purga del exceso de lodo activado. Otros : Sistema DAF Remoción de grasas y aceites y/o natas.
Para el espesamiento de los lodos se utilizan comúnmente los siguientes procesos: Espesadores de Gravedad Comúnmente, son tanques circulares de entre 3 a 4 metros de profundidad y hasta 25 metros de diámetro. Los lodos que son alimentados en la parte central y estos fluyen a una velocidad lenta hacia el vertedero en el canal final (diámetro exterior) provocando la sedimentación de los lodos por gravedad.
DAF (Sistema de Flotación por Aire Disuelto) El espesamiento por flotación es provocar que los sólidos se separen de la fase líquida en dirección ascendente uniendo las burbujas de aire a las partículas de SS, ayudado con agente floculante.
Tambor Rotatorio. Separación del agua y el lodo a través de un medio mecánico. Es un tambor de distintos tamaños en forma de malla normalmente de acero inoxidable u orificios perforados, o tela de acero inoxidable, o una combinación de acero inoxidable/poliéster. El tamaño de paso normalmente es de máximo 1.0 mm. Estas mallas se remplazan.
Tambor Rotatorio. El tamaño de paso del tamiz y el material deberá seleccionarse adecuadamente, dependiendo del pretratamiento (rejillas o desarenado etc.) de acuerdo al tamaño de partícula esperado y al paso de material que puede dañar o romper la malla. Se requiere uso de polímeros.
Filtro Espesador de Gravedad Banda. El filtro de gravedad está basado en el principio de separación de agua por medio del drenado por gravedad a lo largo de una banda porosa horizontal. El tambor rotatorio y el filtro de gravedad son usados mayormente en procesos de lodos activados.
Acondicionamiento: Es importante primero aglomerar los sólidos suspendidos en el lodo en flóculos, esto proveerá una separación inicial del agua con el lodo. Normalmente se utilizan productos químicos, como polímeros. Desaguado por gravedad: El lodo floculado es depositado en la sección de desagüe por gravedad, esto ocurre durante el movimiento de la banda, el agua libre es drenada a través de la banda. Se utiliza la ayuda de espaciadores o la banda es inclinada.
Lodo primario: Fácil de descomponerse, desprende burbujeo y olores, lodo difícil de manejar (cuando mal sistema de pretratamiento), lodo séptico afecta el proceso biológico también. Lodo Secundario : El espesamiento es afectado por descontrol en el proceso biológico: filamentos, sobre-oxidación, Desnitrificación, concentración de lodo purgado, pobre sedimentación. Se puede realizar una mezcla de lodo primario secundario, para mejorar el espesamiento. 13
Peso Molecular. Pesos moleculares típicos: Bajo: < 100,000 Medio: 100,000-500,000 Alto: 500,000-6,000,000 Muy alto: 6,000,000-50,000,000+ Sistema de Preparación recomendado: Depósito de polímero Agua Mezclador Medidor de Flujo Agua de dilución Dosificador Agua de humectación Tanque de solución Solución de Polímero. Mezclador estático Tanque de añejamiento Bomba de desplazamiento Bomba positivo dosificadora
Muchas variables pueden afectar esta coagulación: El tipo de polímero seleccionado.preferentemente en polvo. Sistema de polímero Tqe. Prepn., añejamiento y dosificación. (independientes). Concentración del polímero usado..máximo 0.5 (mejor si es de 0.1 %). Tiempo de contacto de polímero...preferente 3 minutos. El tipo de la bomba de polímero usado.pref. Diafragma. El mezclado del polímero...mezcladores estáticos Agua de dilución Lodo Solución de polímero.. Mezclador estático Energía de mezclado Torta
Tipos de sistemas de tratamiento de lodos. Digestión Aeróbica. Requerimiento de aire para oxidar el lodo. No hay presencia de olores o descomposición Construcción mas sencilla. Digestión Anaeróbica. Ausencia de aire y se requiere mayor control. Construcción más compleja. Producción de Biogas, que puede ser empleado como recurso de energía Reducción de lodos, reducción de materia volátil hasta 40%. Preferentemente calentar lodos a máximo 35 o C. Estabilización con Cal. Requerimiento de cal y sistema de preparación y dosificación. ph > 12 y posterior mantener a > 11.5. Producción mayor de lodos. Mezclado de lodo con la lechada es importante y no fácil.
Filtros Banda. Equipo compuesto por bandas filtrantes y rodillos de compresión; así como charolas de recolección. Compresión: Zona de compresión Los sólidos de lodo son intercalados a través de 2 bandas porosas que viajan a su vez alrededor de una serie de rodillos de compresión, para que luego la torta sea descargada.
Centrífugas. La centrifugación es un proceso en el que la fuerza centrífuga (generalmente de 500 a 3000 veces la fuerza de gravedad) es aplicada a una mezcla de lodo para acelerar la separación de las fracciones líquida y sólida. La concentración de sólidos en la alimentación, según la aplicación, pueden variar de 2% a 10 %.
Puntos de adición de polímero y mezcladores en línea. Válvula de mezclado, mezclador estático o mezclador dinámico de línea Filtro Prensa Filtrado Bomba de Lodos Dosificadora de Polímero MIXER
En sistema continuo de tanques batch, dos tanques de mezclados son usados para envejecer el polímero esperando para el proceso. También se utiliza inyector para dosificar el polímero dentro del tanque de mezclado. UN PUNTO DE LOS MAS IMPORTANTES ES:!!!! LA ENERGIA DE MEZCLADO!!!! REAFIRMANDO: LA ENERGIA DE MEZCLADO.. El Polímero tendrá el mayor efecto en como se desempeña el sistema de deshidratado. Si usted no selecciona el polímero apropiado, no importa cual sistema y que tan eficiente sea, usted no logrará su desempeño optimo.
FIGURA.- EFECTO DE LA ENERGIA DE MEZCLADO Y LA FORMACIÓN DEL FLÓCULO. MUY POCA ENERGIA MIXER FLÓCULOS GRANDES Y PEQUEÑOS CORRECTA CANTIDAD ENERGIA MIXER FLÓCULOS DE BUEN TAMAÑO Y UNIFORMES MUCHA ENERGIA ENERGIA DESINTEGRACION DEL FLÓCULO MIXER
Filtros Prensa. Principio de Operación. La filtración por presión para separar líquidos de sólidos evolucionó por la industria alimenticia. Los filtros a presión fueron utilizados para separar jugos de su pulpa forzándolo a través de tela. La filtración por presión es una buena alternativa para procesar lodos con características pobres de desaguado, aunque la experiencia ha mostrado que es necesario realizar un recubrimiento de las telas. Se pueden conseguir hasta concentraciones de lodos de 75 % humedad.
Lechos de Secado. Son utilizados en sistemas pequeños de tratamiento, de fácil manejo, requieren poca atención y de bajo costo. Se utilizan medios como arena, pavimento o medios artificiales, puede utilizarse medios como el sol, aire o vacío para el secado. Debe utilizarse un sistema de drenaje para captar la humedad del lodo o los lixiviados producidos.
Previo a la disposición final: Tratamiento de secado o incineración de los lodos. Estos procesos aplican, por obligación del cumplimiento normativo o por necesidades de reducción de volumen de disposición. Procesos con costo adicional. Inversión de capital es grande. Permisos de operación aun no específicamente definidos en la normatividad mexicana. El costo operativo se vuelve más razonable al utilizar el biogas generado en sistema anaeróbico.
Previo a la disposición final (continuación): Actualmente no hay una normatividad en México aplicable para secadores de lodos. No definición de análisis que se realizarán en las emisiones, uso de biogas. No definición de algunos análisis que se realizarán al lodo seco. Permisos de operación aun no específicamente definidos en la normatividad mexicana. El costo operativo se vuelve mas razonable al utilizar el biogas generado en sistema anaeróbico. Tipos de Disposición: Existen tres tipos de alternativas generales para disponer los lodos municipales: Relleno sanitario municipal. Land fill interno (parte del proyecto) Reuso
Relleno sanitario municipal. Depende de la localización del municipio (para planta pequeñas no es problemas, para planta grande, el volumen de lodo es considerable) Capacidad del relleno sanitario en cuestión. Sujeto a condiciones locales, cambios de administración. No hay garantía de largo plazo. Sujeto a tiempos de operación del relleno. Land fill interno (parte del proyecto). Depende del área de terreno de la planta. Permisos de operación del relleno. Comunidad. Inversión inicial de membrana, material soporte, colección de lixiviados etc. Control operativo. Reuso. Importante recurso de solución.
Reuso. El uso de lodos y biosólidos para mejoramiento de suelos está contemplado en la Ley Federal de Sanidad Vegetal y en la Ley General de Desarrollo Forestal Sustentable, además de que se especifica este uso en la NOM-004- SEMARNAT-2002 (punto 4.9 y Tabla 3) y la NOM-021-RECNAT-2000 (mejoradores de suelo). Ahora bien, hay una normativa para el uso de los lodos de PTA en la fabricación de composta; la NMX-FF-109-SCFI-2007 Humus de lombriz (lombricomposta)-especificaciones y métodos de prueba, extracto que incluyo a continuación: Adicionalmente algunas entidades federativas contemplan en Leyes Estatales el uso de la composta como es por ejemplo: Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal. Ley del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente del Estado de Michoacán. Ley de la Gestión Integral de Residuos del Estado de Jalisco. Ley de Prevención y Gestión Integral de Residuos del Estado de Querétaro. Ley para la Gestión Integral de Residuos del Estado y los Municipios de Guanajuato Ley de Residuos Sólidos para el Estado de México. principio de valorización de residuos el cual se refiere a efectuar las acciones necesarias para brindar un valor a los residuos y que estos reingresen a las cadenas productivas. Para promover el uso de los lodos de PTA como mejoradores de suelo se debe demostrar su inocuidad conforme a la NOM-004 y su beneficio fertilizante de conformidad con la NOM-021.