“ Aprovechamiento energético de los lodos de PTAR como residuos de manejo especial”

M.C. Constantino Gutiérrez Palacios Guadalajara 22 de Noviembre de 2012

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8vo Foro de Avances y Perspectivas Ambientales de Jalisco 2012

Contenido

1.

Introducción.

2. Conceptos básicos.

3. Experiencias internacionales.

4. Experiencias nacionales.

5. Conclusiones.

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1. Introducción

En la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos (LGPGIR) se clasifican como: a los Peligrosos tratamiento residuales” de , residuos Sólidos Urbanos y de Manejo Especial últimos se encuentran los “lodos .

Dentro de provenientes éstos del las aguas

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LGPGIR, ARTÍCULO 19, INCISO V

LODOS PROVENIENTES DEL TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES: Son residuos de manejo especial, salvo cuando se trate de residuos considerados como peligrosos en esta Ley y en las normas oficiales mexicanas correspondientes.

2. Conceptos básicos

.

LODOS: variable Sólidos con contenido de humedad, proveniente del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales, que no han sido sometidos a procesos de estabilización.

Conceptos básicos

BIOSÓLIDOS: Los que han sido sometidos a procesos de estabilización y que por su contenido orgánica, de materia nutrientes y características adquiridas después de su estabilización, pueden ser susceptibles de aprovechamiento.

Biosólidos de plantas de tratamiento de aguas 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.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO

“LODOS PROVENIENTES DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES”

LEY GENERAL PARA LA PREVENCIÓN Y GESTIÓN INTEGRAL DE LOS RESIDUOS, ARTÍCULO 19, INCISO V

Tratamiento de las aguas residuales

Procesos para el tratamiento del agua residual: • Físicos • Químicos • Biológicos aerobios anaerobios • Sistemas naturales y Todas las PTAR deberían tener tratamiento de lodos y zona de disposición de biosólidos, sin embargo en México la mayoría de las plantas no cuenta con sistemas de tratamiento de lodos.

La especificaciones NOM-004-SEMARNAT-2002 y límites máximos establece permisibles contaminantes para su aprovechamiento y disposición final.

las de

Tratamiento de lodos residuales Es el sometimiento de los lodos a operaciones unitarias y a procesos químicos o biológicos para modificar concentración la de contaminantes Organismos como: patógenos, metales pesados, DBO 5, a niveles aceptables.

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Objetivos del tratamiento de lodos

Reducir

•El volumen (reducción de humedad) para tener un mejor manejo • El contenido de materia orgánica presente (estabilización) •La concentración de metales pesados •La concentración de organismos patógenos

Obtener biogás

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Procesos de tratamiento de lodos residuales



Térmicos

: Destinados a la destrucción de lodos.

 Incineración  Vitrificación  Congelamiento  Cristalización  Oxidación por aire húmedo  Ceramización

Procesos de tratamiento y aprovechamiento de lodos y biosólidos

Fuente USEPA

Procesos biológicos



Aerobios

Con la Oxígeno estabilización para de materia utilización de orgánica la la

Procesos biológicos



Anaerobios

Sin la Oxígeno estabilización para de materia utilización de orgánica la la

Procesos de estabilización biológica



Digestión anaerobia:

Degradación de la materia orgánica sin presencia de oxígeno, hasta su estabilización y libre de olores desagradables. Las temperaturas alcanzan 35-55 organismos °C, con lo que se logra la destrucción de patógenos.

 Ventajas:    Reducción de 25%-45% de sólidos totales Biogás aprovechable por energía Lodo mejorador de suelo  Desventajas    Costos de Altos TRH inversión altos Baja experiencia en México

Normatividad para el aprovechamiento de lodos

Aprovechamiento de los lodos digeridos Aplicación como mejorador del suelo Como material de relleno Fabricación de tabiques Cobertura de residuos en rellenos sanitarios Obtención de biogás para aprovechamiento energético 19

Tratamiento para la obtención de biogás: Digestión anaerobia La digestión anaerobia es una serie de procesos en los que microorganismos los descomponen biodegradable ausencia de material en oxígeno, que se utiliza para fines industriales o domésticas para gestionar los residuos y / o para liberar energía.

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Diagrama de flujo típico

3. Experiencias internacionales (Ejemplos)

Alemania

En Leverkusen existe una planta de tratamiento de aguas residuales industriales que produce 20,000 ton de lodos al año y genera biogás 22

Diagrama de flujo

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Inglaterra

En una planta de oxigeno del aire.

digestión anaerobia que se utiliza para descomponer los lodos de las aguas residuales y producir el proceso

biogás

, mediante metabólico de descomposición de la materia orgánica sin la presencia del En un pueblo cercano a Oxford, y provee de gas natural a 200 hogares: el proceso completo, desde que se tira de la cadena hasta que se utiliza el gas producido por el desecho, tarda 20 días.

Fuente http://twenergy.com/energia-curiosidades/generar-biogas-a partir-de-los-desechos-humanos-245 24

Estados Unidos

Una planta en Ina Road en Arizona, trata aproximadamente 35 MGD de aguas residuales. La instalación utiliza seis motores de combustión interna que generan aproximadamente 2,5 MW de electricidad y energía térmica que se utiliza para el agua caliente, agua fría, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), y para operar los digestores anaerobios.

Mediante la utilización de biogás, la planta no paga más de USD 0.05/kilowatt-hour (kWh), lo que se compara muy favorablemente con el promedio local de USD 0,08 a $ 0.11/kWh.

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4.Experiencias nacionales, México

En el 2009 CONAGUA reportó:

631 plantas potabilizadoras, que tratan 90.04 m 3 /s. Con datos del 2002, yo estimo que la producción promedio de lodo es de 0,53 m 3 /s en base húmeda (47.7 m 3 /día) 2,029 plantas de tratamiento de aguas residuales en operación. Se trataron 88.1 m³/s, es decir el 42% de los 209.1 m³/s recolectados en los sistemas de alcantarillado.

En 2000, se ciudades del estimó que la producción de lodos en las 140 país mayores a 50,000 habitantes sería aproximadamente de 640,000 toneladas en base seca por año (CNA, 2000).

PTAR Atotonilco

Es una planta que está en construcción y que tratará la mayor parte de las aguas residuales de la Ciudad de México. Está ubicada en el municipio de Atotonilco de Tula, Hidalgo.

Tendrá capacidad para tratar 23 metros cúbicos por segundo durante el estiaje (mediante proceso convencional) y un modulo adicional (mediante proceso para tratar 12 metros físico-químico) cúbicos por segundo en época de lluvias.

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“Con el aprovechamiento del metano se pretende que la planta tratadora sea autosuficiente en sus necesidades de electricidad. La inversión total de esta magna obra hidráulica será de 10 mil 22 millones de pesos, de los cuales el Fondo Nacional de Infraestructura (Fonadin) aportará 4 mil 599 mdp, y el capital restante provendrá de la iniciativa privada.

” Fuente: www.conagua.com,mx 28

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Procesos de tratamiento PTAR Atotonilco

Fuente: www.conagua.gob.mx

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Datos técnicos de la oferta ganadora

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5. Conclusiones

1.

Técnicamente es factible producir energía eléctrica a través de la digestión anaerobia de las aguas y los lodos residuales de las plantas de tratamiento 2.

La cantidad de energía que se genera es aprovechada principalmente en las mismas plantas 3.

Comparado con otros sistemas de producción de biogás como: fracción orgánica de residuos sólidos, estiércol de ganado y de la agricultura, es menos redituable 4. Es conveniente la participación de la iniciativa en este sector 32

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