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SERIE AUTODIDÁCTICA DE MEDICIÓN DE LA
CALIDAD DEL AGUA, SEGUNDA PARTE
Identificación de sistemas de
tratamiento de lodos residuales
Autores: Lina Cardoso Vigueros
Antonio Ramírez González
Revisores: Irma Laura Medina Salazar
Luis Miguel Rivera Chávez
Editor César G. Calderón Mólgora
Presentación: Silvia Mendoza Vergara
SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA)
COORDINACIÓN DE TRATAMIENTO Y CALIDAD DEL AGUA (IMTA)
SIGUIENTE
Slide 2
Esta presentación está organizada con base
en hipervínculos, por ello es necesario
navegar a través de ella utilizando los
botones activos al calce de las diapositivas o
las palabras u oraciones subrayadas.
Mueva el cursor hasta el botón activo o a la
palabra subrayada y pulse el botón
izquierdo del ratón.
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SIGUIENTE
Slide 3
¿Para quién?
Este manual se dirige a los especialistas técnicos de las
brigadas de inspección y verificación quienes se encargan del
muestreo de las descargas de los usuarios en aguas
nacionales.
¿Para qué?
Este manual se elaboró con el fin de proporcionar al usuario
los fundamentos para describir el principio de funcionamiento
de los sistemas de tratamiento de lodos residuales, así como
para identificar los diferentes procesos mediante los cuales se
lleva a cabo el tratamiento y disposición de lodos residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 4
CONTENIDO
Identificación de sistemas de tratamiento de lodos
residuales
1. Naturaleza de los lodos
2. Métodos de espesamiento
3. Métodos de estabilización
4. Métodos de deshidratación o secado
5. Disposición final o aprovechamiento
ANTERIOR
SALIR
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1. Naturaleza de los lodos residuales
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 6
De acuerdo con el tren de tratamiento de
lodos generados estos se clasifican en:
Primarios
Secundarios
Lodos mixtos
Lodos químicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
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Cribado
Sedimentador
primario
Sedimentador
secundario
Desinfección
Lodo primario
Reactor biológico
Lodo secundario
Lodo secundario
Tratamiento de lodos
1.1 Esquema de una planta de tratamiento secundario incluyendo el tratamiento de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
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Lodos Primarios
Aquellos que se extraen de sedimentadores
primarios. Consisten principalmente en arena fina,
inorgánicos y sólidos orgánicos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 9
Lodos Secundarios
Lodos en exceso
generados en tratamiento
secundario biológico.
Consisten en lodos biológicos, resultado de la
conversión de productos de desechos solubles de
efluentes primarios y partículas que escapan al
tratamiento primario.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 10
Lodos Mixtos
Son
la
combinación
secundarios,
que
de
lodos
tendrán
primarios
y
propiedades
aproximadamente proporcionales a la respectiva
composición de cada tipo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 11
Lodos Químicos
Resultan cuando se agregan sales de aluminio o
fierro y/o cal, en tratamiento de agua residual para
mejorar la remoción de los sólidos suspendidos o
para precipitar algún elemento de cada tipo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 12
1.1 Composición general de lodos
residuales
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 13
Las características específicas o parámetros de interés en los lodos
están determinados por el tipo de proceso que se utilizará para su
tratamiento.
Parámetros de interés
Tratamiento
Importantes en el control del
Medida de pH, alcalinidad y proceso
de
digestión
contenido
de
ácidos anaerobia.
orgánicos.
Tienen
que
determinarse
Contenido
de
metales cuando se considera la
pesados,
pesticidas
e incineración y aplicación en
hidrocarburos
suelos
Contenido de energía
ANTERIOR
Es importante si se contempla
un proceso de reducción
térmica
SIGUIENTE
Slide 14
Composición química y propiedades de lodos sin tratar y digeridos
Concepto
Sólidos
totales
secos
(%ST)
Sólidos volátiles (% de ST)
Lodos primarios
sin tratar
Rango
Típico
Lodos primarios
digeridos
Rango
Típico
Lodos
secundarios
crudos.
Rango
2.0-8.0
5.0
6.0-12.0
10.0
0.83-1.16
60-80
65
30-60
40
59-88
Aceites y grasas (% de ST)
Solubles en éter
Extractos de éter
6-30
7-35
-
5-20
-
18
-
5-12
Proteínas (% de ST)
20-30
25
15-20
18
32-41
Nitrógeno (N, % de ST)
1.5-4
2.5
1.6-6.0
3.0
2.4-5.0
Fósforo (P2O5, % de ST)
0.8-2.8
1.6
1.5-4.0
2.5
2.8-11.0
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 15
Tabla 1.1 Composición química y propiedades de lodos sin tratar y
digeridos (continuación)
Lodos primarios sin
tratar
Concepto
Lodos primarios
digeridos
Lodos
secundarios
Rango
Típico
Rango
Típico
crudos.
Rango
0-1
0.4
0.0-3.0
1.0
0.5-0.7
Celulosa (% de TS)
8.0-15.0
10.0
8.0-15.0
10.0
-
Hierro
sulfato)
2.0-4.0
2.5
3.0-8.0
4.0
-
15.0-20.0
-
10.0-20.0
-
-
5.0-8.0
6.0
6.5-7.5
7.0
6.5-8.0
Potasio (K2O, % de ST)
(no
como
Silicio (SiO2, % de ST)
pH
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 16
Tabla 1.1 Composición química y propiedades de lodos sin tratar y
digeridos (final).
Lodos primarios sin tratar
Lodos primarios digeridos
Concepto
Lodos
secundarios
crudos.
Rango
Rango
Típico
Rango
Típico
Alcalinidad (mg/L como
CaCO3)
500-1,500
600
2,500-3,500
3,000
580-1,100
Ácidos orgánicos (mg/L
como HAc)
200-2,000
500
100-600
200
1,100-1,700
Contenido de energía,
kJ ST/kg
23,00029,000
25,000
9,00014,000
12,000
19,00023,000
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 17
1.2 Constituyentes específicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 18
Las características de los lodos que
afectan su aptitud para la aplicación en
suelos y usos benéficos, incluyen
contenido
orgánico,
nutrientes,
patógenos, metales pesados y orgánicos
tóxicos.
El valor fertilizante del lodo se basa,
principalmente, en el contenido de
nitrógeno, fósforo y potasio.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 19
Tabla 1.2 Concentraciones típicas de elementos en lodo
estabilizado y comparación con fertilizante comercia.
Nutrientes %
Producto
Fertilizantes
Lodos biológicos
estabilizados
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
5
10
10
3.3
2.3
0.3
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 20
Los elementos traza son elementos químicos, en
pequeñas cantidades, esenciales para plantas y
animales,
cuando
están
en
concentraciones
mayores se vuelven perjudiciales. Tal es el caso de
los metales pesados.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 21
Tabla 1.3 Concentraciones de metales pesados en lodos en una
planta típica de aguas residuales.
Sólidos secos, mg/kg
Metal
Arsénico
Cadmio
Cromo
Cobalto
Cobre
Estaño
Hierro
Plomo
Manganeso
Mercurio
Molibdeno
Níquel
Selenio
Zinc
intervalo
1.1 – 230
1 – 3,410
10 – 99,000
11.3 – 2,490
84 – 17,000
2.6 – 329
1,000 – 154,000
16 – 26,000
32 – 9,870
0.6 – 54
0.1 – 214
2 – 5,300
1.7 – 17.2
101 – 49,000
ANTERIOR
SIGUIENTE
Media
10
10
500
30
800
14
17,000
500
260
6
4
80
5
1700
Slide 22
1.3
Características físicas de los
lodos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 23
Los lodos de purga son una mezcla de sólidos
sedimentables y agua, las concentraciones son
variables dependiendo del tipo de lodo (primario,
secundario, mixto o químico).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 24
Tabla 1.4 Concentración típica de diferentes tipos de
lodos.
Concentración de sólidos
% de sólidos (peso seco)
Tipo de lodo
Intervalo
Primario.
Primario + purga de lodo activado.
Primario + purga de filtro percolador.
Primario avanzado (con cloruro férrico).
Primario avanzado (con cal en baja concentración).
Primario avanzado (con cal en alta concentración).
Lodo activado convencional (después de sedimentador
primario).
Filtro percolador (después del sedimentador primario).
Disco biológico (Después de sedimentación primaria).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Concentración
típica
5.0 – 9.0
3.0 – 8.0
4.0 – 9.0
0.5 – 3.0
2.0 – 8.0
4.0 – 10.0
0.5 – 1.5
6.0
4.0
5.0
2.0
4.0
8.0
0.8
1.0 – 3.0
1.0 – 3.0
1.5
1.5
Slide 25
El contenido de agua en los lodos es muy
grande (94 a 98.5 %), por lo tanto es necesario
concentrar
más
estabilizarlos;
los
para
sólidos
ello
espesamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
se
antes
de
aplica
el
Slide 26
2. Métodos de espesamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 27
Espesamiento
Procedimiento
utilizado
para
incrementar
el
contenido de sólidos de lodos por unidad de
volumen, es decir para concentrar lodos y
remover una parte del líquido.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 28
Métodos comunes
de espesamiento
ANTERIOR
•
Gravedad
•
Flotación
•
Centrifugación
•
Filtro banda
•
Tambor rotatorio
SIGUIENTE
Slide 29
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales.
Método
Gravedad
Tipo de lodo
Primario crudo.
Primario
purga
Comúnmente
crudo
de
de
usado
con
excelentes
Para
pequeñas
y resultados.
lodos A
activados.
Purga
Frecuencia de uso y éxito relativo
menudo
usado.
plantas, con buenos resultados con
lodos concentraciones de lodos en el rango de
activados.
4 a 6%. Para grandes plantas, los
resultados son marginales.
Rara vez usado; concentración pobre de
sólidos (2 a 3%).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 30
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales (continuación).
Método
Tipo de lodo
Frecuencia de uso y éxito
relativo
Flotación con
Primario sin tratamiento
Algunos
usos
aire disuelto.
y purga de lodos
parecidos
activados.
gravedad.
Purga de lodos
Comúnmente
activados.
resultados (3.5 a 5% de concentración
de sólidos).
ANTERIOR
SIGUIENTE
al
limitados;
resultados
espesamiento
usados;
por
buenos
Slide 31
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales (final).
Método
Tipo de lodo
Frecuencia de uso y éxito
relativo
De
canasta Purga
centrífuga
de
lodos Usos limitados; excelentes resultados
activados.
(8
a
10%
de
concentración
de
sólidos).
De
tazón Purga
centrífugo.
Filtro
de
activados.
banda Purga
(gravedad)
activados.
Tambor rotatorio
Purga
lodos
Aumentando; buenos resultados (4 a
6% de concentración de sólidos).
de
lodos Aumentando; buenos resultados (3 a
6% de concentración de sólidos).
de
activados.
lodos Uso limitado; buenos resultados (5 a
9% de concentración de sólidos).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 32
Espesamiento por gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 33
•
Se realiza en un tanque similar a uno de
sedimentación, circular.
•
El lodo diluido es conducido a un pozo de
alimentación.
•
El lodo alimentado sedimenta u compacta,
es retirado por el fondo del mismo tanque.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 34
Figura 2.1 Espesador de lodos por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 35
Algunos espesadores por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 36
Espesador por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 37
•
Mecanismos de recolección: en rastras
mecánicas
para
agitar
los
lodos
y
conducido
hacia
el
acelerara la sedimentación
•
El
sobrante
es
sedimentador primario.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 38
Espesamiento por flotación con aire disuelto
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 39
•
El aire es introducido en solución con
presión elevada.
•
Cuando es despresurizada es liberado
como burbujas finas que empujan al lodo
a la superficie donde es removido.
Este método es usado para lodos de deshecho o
purga de procesos de tratamiento biológico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 40
Lodo espesado.
Efluente
Tanque de flotación
Mezcla
Válvula
reguladora
de presión.
Tanque de
mezclado
(polímeros).
Aire
Tanque
de
Presión
Bomba
dosificadora.
Recirculación
Influente
Bomba para
presurizar.
Figura 2.2 Diagrama de un espesador por aire disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 41
Figura 2.3 Equipo de flotación por aire disuelto
de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 42
Espesadores por aire
disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 43
Espesador por aire disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 44
Espesamiento centrífugo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 45
•
Se utiliza en el espesamiento y secado de
lodos.
•
Se limita a lodos activados de purga.
•
Involucra el almacenamiento de partículas
bajo la influencia de fuerzas centrífugas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 46
Centrífugas de tazones
Tipos de
centrífugas
Centrífuga de canasta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 47
Centrífugas de tazones
El lodo se alimenta en forma continua y los sólidos
se concentran en la periferia. Un tornillo helicoidal
mueve los lodos acumulados hacia el extremo
reducido donde ocurre una concentración adicional
de sólidos. El lodo es descargado fuera de la
centrífuga
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 48
Figura 2.4 Centrífuga de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 49
Centrífugas de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 50
Centrífugas de canasta.
El lodo líquido es introducido hacia un tazón
giratorio montado verticalmente. Los sólidos se
acumulan contra la pared del tazón y el centrado
es decantado. Cuando la capacidad de remoción
de sólidos se ha conseguido, el tazón se
desacelera, un mecanismo es posicionado en el
tazón para ayudar a remover sólidos acumulados
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 51
Centrífugas de canasta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 52
Espesamiento en filtro banda de gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 53
•
Se generó para el secado de lodos.
•
El espesamiento efectivo ocurre en la
sección de drenaje por gravedad de la
banda.
•
El lodo es acondicionado con polímeros,
alimenta a una caja de distribución.
•
La caja reparte el lodo a lo ancho de la
banda movible.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 54
Figura 2.5 Diagrama de un filtro banda de gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 55
•
El lodo se amontona y es dividido por
una serie de hojas a lo largo y ancho de
la banda.
•
El agua liberada pasa a través de la
banda .
•
El lodo espesado es vaciado en el
extremo del equipo, la banda entra al
ciclo de lavado
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 56
Figura 2.6 Espesador de lodos por banda de gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 57
Fotos de espesadores de banda por gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 58
Espesamiento por tambores rotatorios
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 59
•
Subsistema
acondicionado
de lodos residuales y rejillas
cilíndricas
rotatorias
o
tambores.
•
En el primer tambor, el lodo
diluido
se
mezcla
con
polímeros.
Figura 2.7 Espesador de tambor
rotatorio.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 60
•
El lodo acondicionado pasa a
cilíndricas
rotatorias,
rejillas
separando
los
sólidos floculados del agua.
•
El lodos espesado sale por un extremo
de los tambores.
•
El agua separada cae a través de las
mallas
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 61
Diagrama explicativo y vista de un espesador de tambor
rotatorio (Parkson corporation).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 62
3. Métodos de estabilización
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 63
Los lodos tienen que ser estabilizados para
reducir
el
contenido
de
microorganismos
patógenos, disminuir o eliminar el potencial de
putrefacción y evitar la generación de olores
ofensivos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 64
La
estabilización
consiste
en
reducir
el
contenido de sólidos suspendidos volátiles de
los lodos a través de la oxidación biológica, la
oxidación química o mediante la aplicación del
calor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 65
Los criterios más importantes para determinar si
el sistema de estabilización funciona son dos:
reducción de la materia orgánica y la reducción
de microorganismos patógenos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 66
La reducción de la materia orgánica (medida
como
SSV)
es
fácilmente
aplicable
a
los
procesos de digestión aerobia y anaerobia; no
así al composteo ni a la estabilización con cal.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 67
La reducción de microorganismos patógenos
que alcanza la digestión aerobia y anaerobia es
cercana a los dos órdenes de magnitud (99%),
siempre que se mantengan en el intervalo
mesofílico; a temperaturas bajas el nivel de
reducción disminuye.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 68
La reducción de microorganismos patógenos
que alcanzan el composteo, la digestión aerobia
autotérmica y la estabilización con cal pueden
alcanzar cuatro órdenes de magnitud (99.99%).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 69
Digestión anaerobia
Tecnologías
para
estabilización
de lodos
residuales
Digestión aerobia
Composteo
Estabilización con cal
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 70
Digestión anaerobia
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 71
Es la solubilización y fermentación de sustancias
orgánicas complejas por microorganismos en la
ausencia de oxígeno.
Los productos de la digestión anaerobia son:
Gases, células y lodos con una fracción mineral
cercana al 60% (lodos estabilizados).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 72
Descripción del proceso
Los digestores anaerobios son de dos tipos:
a) De baja tasa
b) De alta tasa
El digestor consiste en un tanque cilíndrico con una
pendiente hacia el fondo y bóveda techada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 73
Digestión anaerobia
Baja tasa
ANTERIOR
Alta tasa
SIGUIENTE
Slide 74
Digestor de baja tasa
El lodo se introduce al
tanque, no hay sistema de
Salida del gas
mezclado, la estabilización
se logra en condiciones
estratificadas
Nata
Influente
dentro
del
digestor.
Sobrenadante
Efluente
El gas metano se acumula
Lodo digerido
en la bóveda, se extrae y
Figura 3.1 Digestor anaerobio.
ANTERIOR
se almacena para su uso.
SIGUIENTE
Slide 75
Las natas se acumulan en el sobrenadante
enviado al sedimentador primario.
El lodo estabilizado sedimenta en el fondo del
tanque y es conducido a la siguiente fase de
tratamiento.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 76
Digestores de alta tasa
Son
operados
en
rangos
de
temperaturas
mesofílicas y termofílicas, requieren un sistema
de calefacción del lodo, deben de estar aislados
del medio.
Requieren de un mezclado para mantener una
distribución
uniforme
del
contenido,
la
alimentación debe de ser continua o por lotes en
intervalos de 30 a 120 minutos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 77
Salida del gas
Influente
Efluente
Calefactor
Figura 3.1 Digestor anaerobio de alta tasa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 78
Digestión anaerobia en dos etapas
Es una extensión de tecnología de digestión de alta
velocidad, divide las funciones de fermentación y
separación de sólido-líquido en dos tanques en
serie.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 79
Gas
Sobrenadante
Salida de lodo
Entrada de lodo
Salida de gas
Lodo digerido
Figura 3.3 Digestión en dos etapas.
El primer tanque es un sistema de estabilización de
alta tasa.
El segundo es para la fase de separación.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 80
Criterios de estabilización
Un digestor típico de alta taza reducirá el contenido
de sólidos volátiles del lodo entre 40 y 65 %.
Calidad
de
gas:
La
producción
de
gas
es
directamente proporcional a la cantidad de sólidos
volátiles eliminados. Se expresa como volumen de
gas por unidad de masa de sólidos volátiles
eliminados (m3/kg . SV eliminado).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 81
Tabla 3.1 Composición del biogás generado en los
digestores anaerobios.
Gas
% en volumen
Metano (CH4)
55 – 75
Bióxido de carbono (CO2)
25 – 45
Nitrógeno (N2)
2–6
Hidrógeno (H2)
0.1 – 2
Ácido sulfhídrico (H2S)
1 – 1.5
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 82
Tabla 3.2 Características físicas y químicas promedio de
lodos de un sistema digestor de dos etapas
Concentración, mg/La
Componente
Lodo de
alimentación
Lodo
transferido
Sobrenadante
Lodo
estabilizado
pH
5.7
7.7
7.8
7.8
Alcalinidad
758
2 318
2 630
2 760
Ácidos volátiles
1 285
172
211
185
Sólidos totales
35 600
18 200
12 100
32 800
Sólidos mezclados
9 000
6 600
3 310
12 300
Carbohidratos
9 680
1 550
1 020
3 100
Grasas
8 310
2 075
1 321
3 490
Carbón
15 540
6 950
4 440
10 910
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 83
Tabla 3.2 Características físicas y químicas promedio de
lodos de un sistema digestor de dos etapas
Concentración, mg/La
Componente
Proteínas,
Sobrenadante
Lodo
estabilizado
18 280
11 200
6 580
17 200
213
546
618
691
1 346
879
564
1 455
1549
1 425
1 182
2 146
amoniacal
como NH3
Nitrógeno
Lodo
transferido
como
gelatina
Nitrógeno
Lodo de
alimentación
orgánico,
como NH3
Nitrógeno total, como
NH3
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 84
Digestión aerobia
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 85
Está basada en la respiración endógena, ocurre
cuando hay poco sustrato disponible y continua la
aeración
de
los
lodos
biológicos.
Los
microorganismos empiezan a consumir su propio
protoplasma para obtener energía para reacciones
de mantenimiento de las células.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 86
Proceso de digestión aerobia
1.- El tejido de la célula es oxidado a dióxido de
carbono, agua y nitratos.
2.- Entre el 75 y 80 % del total de las células es
oxidada.
3.- El 20 al 25 % restante no son biodegradables.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 87
Variantes del proceso de digestión
• Digestión aerobia convencional
• Digestión aerobia por oxígeno puro
• Digestión aerobia termofílica autotérmica
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 88
Composteo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 89
Composteo
Es
la
descomposición
biológica
de
material
orgánico, puede llevarse a cabo en fase aerobia o
anaerobia. La mayoría de las operaciones busca
mantener las condiciones aerobias.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 90
Composteo
El composteo aerobio es termofílico, la temperatura
del proceso está en el intervalo de la pasterización
(50a 70ºC), y destruye organismos patógenos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 91
Objetivos principales del composteo
a) Convertir materia orgánica putrefacta a formas
estabilizadas.
b) Eliminación de patógenos.
c) Reducción de la masa de la cantidad de lodo
húmedo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 92
1
Procesos
fundamentales
Mezclado de lodos
agentes abultantes.
2 Digestión aerobia
termofílica.
3 Curado
ANTERIOR
SIGUIENTE
y
Slide 93
Mezclado homogéneo
El lodo parcialmente secado se mezcla con un
material acondicionador como el bagazo de caña,
pedacería de madera u otros materiales orgánicos y
porosos, con el fin de aumentar la porosidad,
aumentar el contenido de sólidos un 40% y aumentar
la relación carbono-nitrógeno entre 30:1 y 40:1.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 94
Digestión aerobia termofílica
En esta etapa se realiza la estabilización del
lodo por acción de los microorganismos
termofílicos que elevan la temperatura por
arriba de los 60ºC. Las condiciones aerobias
se mantienen por aeración mecánica
forzada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
o
Slide 95
El curado
Es una extensión del proceso de composteo, la
mezcla se quita del área de composteo, ya no
requiere aeración, las temperaturas iniciales son
mayores a 40ºC y después se estabilizan y se
mantienen en el rango mesofílico. En esta etapa se
asegura la completa estabilización de la composta y
la remoción de tóxicos orgánicos. Tiene una duración
de 30 días aproximadamente.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 96
Paleo mecánico
Modalidades de
mantenimiento en
fase aerobia
Aeración forzada
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 97
Paleo mecánico
Figura 3.5 Aeración de composta por paleo mecánico.
La masa del lodo es volteada mecánicamente con el
uso de palas o trascabos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 98
Paleo mecánico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 99
Paleo mecánico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 100
Aeración forzada
Se aplica aire a la masa de lodos. Sistemas más
complejos utilizan una combinación de estas dos
técnicas.
Figura 3.6 Esquema de
composteo con aeración
forzada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 101
Aeración forzada
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 102
Aeración de lodos
Estos sistemas tales como pilas estáticas y otros
sistemas mecánicos dependen de la aereación de
sopladores.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 103
Principales factores para una operación
exitosa.
• Humedad
• Tamaño de partículas, porosidad y densidad de la
mezcla
• Temperatura
• Relación carbono nitrógeno
• pH
• Aeración
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 104
Humedad
Para asegurar un proceso adecuado, la mezcla
lodo-material acondicionador deberá tener un
porcentaje de humedad menor al 60%.
A partir de ese límite, los poros son ocupados por
el agua que evita la difusión del aire; se provoca la
anaerobiosis, bajas temperaturas y mal olor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 105
Tamaño de partículas, porosidad y
densidad de la mezcla
Para asegurar una mezcla homogénea se
recomienda que las partículas no sean
mayores que 10 o 15 cm.
La densidad de la mezcla es una medida
indirecta de la porosidad y debe ser 0.6 ton/m3
o menor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 106
Temperatura
• Influye en la tasa
microorganismos.
de
crecimiento
de
los
• Por otra parte, el calor húmedo es muy efectivo para
destruir patógenos.
• Inicialmente la temperatura oscila entre 25 y 40ºC,
posteriormente, en la etapa termofílica, puede
alcanzar hasta 80ºC si no se controla mediante la
aeración o ventilación.
• La temperatura, para el desarrollo óptimo del proceso
se debe mantener entre 45 y 55 ºC
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 107
Temperatura
• La medición de la temperatura se debe realizar
diariamente.
• La longitud de los termopares debe ser de por lo
menos 1 m para registrar el interior de las pilas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 108
Relación carbono nitrógeno
• La descomposición de los materiales de la pila está
limitada por la cantidad de carbono y nitrógeno, la
relación que se recomienda es de 30:1 a 40:1.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 109
pH
• El proceso se lleva a cabo eficientemente entre 5 y 8
unidades de pH.
• A pHs extremos (mayores que 11 o menores que 5) el
proceso se retarda unos días pero no se detiene.
• La composta madura tiene un pH entre 6 y 8.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 110
Aeración
• El oxígeno disponible es un factor escencial para la
descomposición aerobia de los lodos.
• La aeración se aplica de forma variable, en la fase
mesofílica se aplica aire con menor frecuencia que en
la etapa termofílica.
• Para el lodo residual municipal los ciclos de
ventilación son de 20 a 30 minutos.
• La ventilación puede ser positiva (por inyección) o
negativa (por succión).
• Los ciclos de ventilación se pueden controlar por
timers.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 111
Aeración
• La aeración por volteo se lleva a cabo con un
cargador frontal.
• Durante el primer mes las pilas deben voltearse por lo
menos dos veces por semana.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 112
Vermicomposteo
Es el uso de lombrices para estabilizar la materia
orgánica. Las lombrices de la especie Eisenia
foetida comen el lodo residual y producen un
residuo conocido como vermicomposta. Mediante
este proceso es posible reducir a 100% los
patógenos presentes en el lodo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 113
Fotos de las “obreras” del vermicomposteo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 114
Estabilización con cal
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 115
Ha sido usada para la reducción de olores en
letrinas, acondicionador de lodos para secado,
incrementar el pH en digestores y para remoción de
fósforos en tratamientos avanzados de aguas
residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 116
Procedimiento
1.- Agregar suficiente cal para elevar el pH a 12
2.- Mantener ese nivel durante 2 horas
3.- Debe haber una alcalinidad residual para que el
pH no caiga por debajo de 11 en los siguientes
días.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 117
Preestabilización con cal
(Aplicación
de cal antes de la
deshidratación del lodo)
Métodos de
estabilización
con cal
Postestabilización con cal
(Aplicación de cal cuando los lodos
han sido deshidratados)
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 118
4. Métodos de deshidratación o secado
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 119
La deshidratación del lodo residual consiste en
aumentar
la
concentración
de
los
sólidos
suspendidos dentro del líquido, de tal forma que
modifique su estado y se comporte como una
mezcla que se pueda apilar sin que pierda su
forma.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 120
Los procesos de deshidratación requieren
un acondicionamiento previo de los lodos.
Implica la adición de sustancias químicas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 121
Estáticos
•
Lechos de secado
•
Lagunas
•
Deshidratador
centrífugo
•
Filtro prensa
•
Filtro banda
•
Filtro de vacío
Métodos de
deshidratación
Mecánicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 122
Métodos de deshidratación
estáticos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 123
Lechos de secado
La deshidratación natural de lodos se usa para
reducir el contenido del agua de lodos.
Una vez seco el lodo se retira y se deposita en
vertederos
controlados
o
se
acondicionador de suelos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
utiliza
como
Slide 124
Ventajas
Costo
inicial
Desventajas
bajo
para
Requiere
grandes
plantas pequeñas
superficies de terreno.
Requerimientos mínimos de
Impacto del clima sobre el
operación y capacitación.
diseño.
Bajo consumo de energía
Requerimiento
eléctrica.
estabilizado.
Molestia
por
impacto visual.
Tabla 4.1 Ventajas y desventajas del método de lechos de secado.
ANTERIOR
SIGUIENTE
de
lodo
olores
o
Slide 125
Ventajas
Baja
Desventajas
sensibilidad
a
la
Numerosa mano de obra
variabilidad del lodo.
para la remoción de lodos
Bajo consumo de químicos.
secos.
Alto contenido de sólidos en
Posible contaminación de
la torta seca de lodos.
aguas freáticas.
ANTERIOR
Obtención de permisos.
SIGUIENTE
Slide 126
En un lecho de secado convencional de arena, el
lodo se deshidrata por drenaje a través de la masa
de lodo y arena, y por evaporación desde la
superficie expuesta al aire.
El lecho de arena esta constituido por dos capas:
•
Una capa de grava
•
Una capa de arena.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 127
Tubería de
alimentación
Lodo líquido
Muro o pared
del lecho
Loseta o placa disipadora
Capa o lecho de
gravilla
Tubería de
drenaje
Capa o lecho
de grava
drenado
Fig. 4.1 Corte de un lecho de arena
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 128
Lechos de secado en operación
Estructura subyacente de lechos
de secado
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 129
Lechos de secado en operación
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 130
Lagunas para la disposición de lodo líquido
Son usadas para llevar el secado de lodos
mediante procesos físicos de percolación y
evaporación de lodo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 131
Lagunas de
lodos
•
Lagunas de evaporación
•
Lagunas aerobias facultativas
•
Lagunas anaerobias
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 132
Lagunas de evaporación
Se deben usar en lugares en los que la tasa de
evaporación sea mayor a la tasa de precipitación
anual.
SIGUIENTE
Slide 133
Lagunas facultativas aerobias
Se utilizan para lodos crudos. Su función es digerir
los lodos y secarlos. Mantienen una capa de
superficie aerobia libre de espumas o natas por
medio de un mezclador de superficie que provee
agitación y mezclado.
La profundidad va de 3.5 a 4.7 m.
SIGUIENTE
Slide 134
Lagunas anaerobias
Estas lagunas se aplican a lodos crudos. La
profundidad de estas es hasta 4.6 mts.
Sedimentan sólidos en el fondo, mantienen una
capa de nata sobre la superficie de la misma
SIGUIENTE
Slide 135
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LAGUNAS DE LODO LÍQUIDO
CRITERIOS
LAGUNAS
evaporación
Anaerobia y
facultativa
Secado
de lodo
digerido
0.60 m
Disposición del
lodo crudo
MAXIMO NIVEL DE LÍQUIDO
3
0.60 m a
1.20 m
1
VENTAJAS
LIMITACIONES
Reducción del 45% S.V.
Bajo consumo energético.
Desinfección.
Económico.
Depende del clima.
Área.
Olor y vectores.
Riesgo de contaminación
subterránea.
ANTERIOR
SIGUIENTE
•Carga de sólidos.
•Profundidad.
•Área.
•Agitación.
Slide 136
Laguna de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 137
Métodos de deshidratación
mecánicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 138
Deshidratación centrífuga de lodos residuales
Este proceso utiliza la fuerza centrífuga creada en
una vasija estacionaria para separar componentes
inmiscibles basándose en su densidad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 139
Las centrífugas separan el lodo en torta del lodo
desaguado y líquido “centrifugado” clarificado. La
separación está basada en la diferencia de
densidad
entre
sólidos
del
lodo
y
líquido
circundante. El proceso de desaguado es similar al
proceso de clarificación por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 140
Figura 4.3 Centrífugas para el espesamiento y el deshidratado de lodos en una planta
de tratamiento de aguas residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 141
Centrífugas de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 142
Filtros prensa
La filtración por presión separa los sólidos
suspendidos en una lechada líquida utilizando
un diferencial positivo de presión como fuerza
motriz.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 143
Fig. 4.4 Filtro prensa
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 144
Filtros prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 145
Filtros prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 146
Filtros banda
Los sistemas en uso utilizan bandas continuas
montadas sobre las que se descarga y deshidrata el
lodo. Las sequedades en filtros de banda oscilan
entre el 16 y 26 %.
Los filtros prensa tienen bandas movibles, sencillas
para desaguar los lodos en forma continua.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 147
El lodo es desaguado a través de 3 etapas
operativas:
• Acondicionamiento químico de lodo influente .
• Drenado por gravedad.
• Etapa de compresión.
La eficiencia de la filtración puede aumentarse por
medio de la vibración de la banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 148
Un sistema de deshidratación con filtros prensa de banda
puede obtener tortas de lodo con una concentración de
sólidos de 13 a 35 %.
Figura 4.5 Filtro banda de prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 149
Filtros prensa de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 150
Filtro prensa de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 151
Vista del lodo deshidratado a la salida de un filtro prensa
de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 152
Filtros de vacío
La filtración al vacío es en general un proceso
continuo,
el
abastecimiento
constante
de
lodo
produce una descarga continua de torta y de filtrado.
Se requieren adicionar reactivos químicos como
polímeros y cal para facilitar la deshidratación, la
mayoría de los filtros de vacío emplean un tambor
rotatorio con medio filtrante en su superficie.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 153
Fig. 4.6 Filtro de vacío
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 154
El sistema de filtro de vacío incluye una bomba de
vacío y un receptor del vacío. El receptor del vacío
es un tanque que separa el filtrado del aire jalado
por la bomba de vacío. Durante la etapa de secado
de la torta.
MENU
PRINCIPAL
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 155
5. Disposición final o aprovechamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 156
En México se requiere de tecnología para la
disposición y aprovechamiento de los lodos, en cuyo
desarrollo y adaptación estén considerados los
siguientes aspectos:
•
Reducción del volumen del lodo.
•
Eficiencia en la estabilización del componente
orgánico.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 157
•
Aprovechamiento de la materia orgánica y
los nutrientes que contienen estos residuos.
•
Bajos costos de inversión, operación y
mantenimiento
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 158
5.1 Disposición final en rellenos
sanitarios
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 159
Cuando los lodos después de someterse a un
análisis CRETIB resultan residuos peligrosos, se
deben disponer en un confinamiento controlado
(ver el manual Características y efectos de los
residuos peligrosos). Sin embargo, debido la
carencia de infraestructura en el país para contener
lo residuos peligrosos, la Secretaría autoriza la
disposición en rellenos sanitarios.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 160
Ventilación
de gases
Control de
escorrentía
Capa de suelo
para plantar
vegetación
Capa sellante
Capa impermeable
Recolección
de lixiviado
Capa
permeable de
protección
Sistema de
detección de
lixiviados
Revestimiento
secundario
Manto freático
Fig. 5.1 Esquema de los componentes de un relleno sanitario
ANTERIOR
SIGUIENTE
Control de
escorrentías no
contaminadas
Lixiviado a
tratamiento
Pozo de vigilancia
Pozo de vigilancia
Superficie final
del relleno
Slide 161
Los rellenos sanitarios de lodos utilizan métodos
para
disponer
consideran
contenido
desechos
sólidos
municipales,
características específicas, su alto
de
humedad
y
sustancias contaminantes.
ANTERIOR
SIGUIENTE
variabilidad
de
Slide 162
Métodos para rellenos de lodos
a) angostas
Trincheras
Métodos de
relleno
b) ancha
a) montículos o pilas
Áreas
b) capas
Métodos de
co-disposición
Lodo / basura
Lodos / suelo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 163
Clausura del relleno sanitario
Procedimiento por el cual el relleno se cierra y no se
dispone más lodo dentro del mismo.
A la capa final del relleno se coloca una barrera física
que se coloca sobre el relleno de lodo, puede consistir
en capas de suelo y geo – membranas que separen al
lodo y cubrir la vegetación.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 164
Fig. 5.6
Relleno sanitario en su etapa final.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 165
5.2
Aprovechamiento de lodos
residuales en agricultura
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 166
El uso del lodo en agricultura es importante debido a
que los lodos municipales tienen un gran contenido
de nutrientes y materia orgánica. Por otra parte, la
problemática del campo en México acerca del
empobrecimiento del suelo por el uso agrícola
intensivo, muestra al lodo como una alternativa para
su uso en el acondicionamiento de suelo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 167
Para promover el uso de lodos en México se ha
generado una propuesta para una nueva norma en la
que ya se considera a los lodos como biosólidos y
no como residuos peligrosos (Proyecto de Norma
Oficial Mexicana PROY-NOM-004-ECOL-2001).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 168
El aprovechamiento del lodo es la acción de
depositar de manera permanente lodos residuales en
forma tal que se evite provocar daños al ambiente. Si
el lodo recibió un tratamiento y cumple con las
características de las tablas 5.1 y 5.2, entonces se
puede aplicar como un biosólido en suelos agrícolas
o forestales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 169
CLASE
PATÓGENOS
Coliformes Fecales
NMP/g
Salmonella sp
NMP/g
A
Menor que 1,000
Menor que 3
B
Menor que 2,000,000 Menor que 300
PARÁSITOS
Huevos de
Helminto/g
Menor de 10
Menor de 35
Tabla 5.1 Límites máximos permisibles para patógenos y parásitos en lodos
biosólidos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 170
CONTAMINANTES
Excelente
Bueno
(determinados en forma total)
mg/kg de lodo en base seca
mg/kg de lodo en base seca
Arsénico
41
75
Cadmio
39
85
Cromo
1,200
3,000
Cobre
1,500
4,300
Plomo
300
840
Mercurio
17
57
Níquel
420
420
2,800
7,500
Zinc
Tabla 5.2 Límites máximos permisibles para metales pesados en lodos o
biosólidos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 171
Tratamientos para obtener lodos
clase A y clase B.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 172
LODO RESIDUAL
Digestión
Aerobia
Anaerobia
Alcalina
Deshidratación
Uso restringido
Lodo clase B
Procesos termofílicos > 55ºC
Distribución en el
mercado: uso sin
restricciones lodo
clase A
Lechos de secado
Filtros prensa
Centrífugas
Lechos de secado
Filtros prensa
Centrífugas
Figura 5.7. Tratamientos para obtener lodos clase A y clase B.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 173
La disposición de los biosólidos dependerá del
método de estabilización y de la concentración de
sólidos.
En otros métodos, la concentración de sólidos no
permite su manejo como un fluido y por lo mismo
se tendrá que aplicar en otra forma.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 174
Métodos de aplicación
La aplicación de los lodos en el suelo dependerá de
la concentración de sólidos. Por ejemplo, un lodo
líquido se puede disponer a través de pipas con un
sistema de inyección con mangueras (figura 5.8). Un
lodo sólido se debe aplicar directamente en el suelo
como un abono, con ayuda de un tractor (figura 5.9).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 175
Figura 5.8 Aplicación de biosólidos a
través de carro
-
Figura 5.9 Aplicación de lodo
con tractor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 176
Aplicación de lodos en la agricultura.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 177
Biosólidos aplicados en un terreno agrícola.
MENU
PRINCIPAL
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 178
Digestión aerobia convencional
Utiliza tanques abiertos a la atmósfera en los cuales
se aplica aire a los lodos espesados, la forma de
aplicación del aire es por medios mecánicos
(propelas o turbinas) o mediante difusores.
Figura 3.4 Tanque de digestión aerobia convencional.
SIGUIENTE
Slide 179
Digestión aerobia convencional
Digestor con aeración por
difusión.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 180
Digestión aerobia por oxígeno puro
Tanques abiertos a la
atmósfera
Modalidades
Tanques cerrados
SIGUIENTE
Slide 181
Tanques abiertos
El oxígeno se inyecta a través de difusores
especiales que producen microburbujas, no llegan a
la interfase agua-atmósfera, se disuelven antes de
llegar a este límite.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 182
Tanques cerrados
Se mantiene una atmósfera de oxígeno puro, el
oxígeno se transfiere a través de aereadores
mecánicos, el sistema no se ve afectado por la
temperatura exterior.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 183
Digestión aerobia termofílica autotérmica
•
Utiliza tanques cubiertos y aislados para conservar
el calor generado por la oxidación de sólidos
volátiles durante la digestión.
•
Temperaturas de operación entre 55 y 70º C.
•
Suministro de oxígeno: por inyección de aire, por
difusores o por oxígeno puro.
•
Contar con aereadores o agitadores mecánicos.
SIGUIENTE
Slide 184
Volumen de los tanques y tiempo de
retención
Se obtiene del 40 al 45 % de reducción de sólidos
volátiles en rangos de 10 a 12 días para temperaturas
de 20ºC.
La digestión aerobia termofílica autotérmica requiere
de 5 a 6 días.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 185
Trincheras
Se forman excavando un área o superficie que
se rellena con lodo, quedando enterrado, tiene
una supuerficie de amortiguamiento entre el
fondo de la trinchera y nivel freático.
SIGUIENTE
Slide 186
Angostas
(menos de 3 metros)
Tipos de
trincheras
Anchas
(más de 3 metros )
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 187
Fig. 5.3 Operación de una trinchera angosta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 188
Fig. 5.4 Operación de una trinchera ancha con diques divisores
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 189
Método de área
El lodo se deposita sobre el suelo, no se requiere
excavación. El contenido de sólido en lodo debe ser
mayor de 20 %, las áreas de relleno carecen de
paredes de contención que tiene las trincheras y el
lodo debe soportar el tránsito del equipo.
Requieren impermeabilización natural o sintética.
SIGUIENTE
Slide 190
Requiere
de
sistemas
para
recolección
lixiviados del lodo y del agua de lluvia.
Métodos básicos para llenado de áreas.
•
•
•
Pilas
Capas o construyendo
Diques
ANTERIOR
SIGUIENTE
de
Slide 191
Fig. 5.5 método de área.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 192
Fig. 5.5 método de área.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 193
Co – disposición
El lodo puede disponerse junto con desechos sólidos
municipales en los rellenos.
Métodos típicos de co- disposición
•
Lodo + desechos sólido
•
Lodo + suelo
SIGUIENTE
Slide 194
Pre-estabilización con cal
lodos Se agrega suficiente cal para
espesados, se deja por lo elevar el pH a 12, se deja por
lo menos 2 horas. La
menos 2 horas, la mezcla
cantidad de cal es mayor a la
con lodo con cal se aplica en
requerida para el desaguado
suelos agrícolas.
de lodos, es muy sencillo
continuar
con
la
deshidratación.
Se
agrega
cal
a
SIGUIENTE
Slide 195
Post-estabilización con cal
•
Considera la aplicación de cal una vez que el
lodo ha sido deshidratado.
•
Se puede aplicar la cal en seco, no es necesario
deshidratar al lodo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 196
•
El proceso se puede llevar con cal viva (CaO) o
cal apagada (CaOH2)
•
La
reacción
exotérmica
contribuye
a
la
inactivación de bacterias, virus y de huevos de
helminto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 197
Figura 3.7 Diagrama de un sistema de postestabilización con cal.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 198
Geomembrana colocada en el fondo de un relleno sanitario
ULTIMA DIAPOSITIVA
MOSTRADA
SERIE AUTODIDÁCTICA DE MEDICIÓN DE LA
CALIDAD DEL AGUA, SEGUNDA PARTE
Identificación de sistemas de
tratamiento de lodos residuales
Autores: Lina Cardoso Vigueros
Antonio Ramírez González
Revisores: Irma Laura Medina Salazar
Luis Miguel Rivera Chávez
Editor César G. Calderón Mólgora
Presentación: Silvia Mendoza Vergara
SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA)
COORDINACIÓN DE TRATAMIENTO Y CALIDAD DEL AGUA (IMTA)
SIGUIENTE
Slide 2
Esta presentación está organizada con base
en hipervínculos, por ello es necesario
navegar a través de ella utilizando los
botones activos al calce de las diapositivas o
las palabras u oraciones subrayadas.
Mueva el cursor hasta el botón activo o a la
palabra subrayada y pulse el botón
izquierdo del ratón.
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SIGUIENTE
Slide 3
¿Para quién?
Este manual se dirige a los especialistas técnicos de las
brigadas de inspección y verificación quienes se encargan del
muestreo de las descargas de los usuarios en aguas
nacionales.
¿Para qué?
Este manual se elaboró con el fin de proporcionar al usuario
los fundamentos para describir el principio de funcionamiento
de los sistemas de tratamiento de lodos residuales, así como
para identificar los diferentes procesos mediante los cuales se
lleva a cabo el tratamiento y disposición de lodos residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 4
CONTENIDO
Identificación de sistemas de tratamiento de lodos
residuales
1. Naturaleza de los lodos
2. Métodos de espesamiento
3. Métodos de estabilización
4. Métodos de deshidratación o secado
5. Disposición final o aprovechamiento
ANTERIOR
SALIR
Slide 5
1. Naturaleza de los lodos residuales
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 6
De acuerdo con el tren de tratamiento de
lodos generados estos se clasifican en:
Primarios
Secundarios
Lodos mixtos
Lodos químicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 7
Cribado
Sedimentador
primario
Sedimentador
secundario
Desinfección
Lodo primario
Reactor biológico
Lodo secundario
Lodo secundario
Tratamiento de lodos
1.1 Esquema de una planta de tratamiento secundario incluyendo el tratamiento de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 8
Lodos Primarios
Aquellos que se extraen de sedimentadores
primarios. Consisten principalmente en arena fina,
inorgánicos y sólidos orgánicos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 9
Lodos Secundarios
Lodos en exceso
generados en tratamiento
secundario biológico.
Consisten en lodos biológicos, resultado de la
conversión de productos de desechos solubles de
efluentes primarios y partículas que escapan al
tratamiento primario.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 10
Lodos Mixtos
Son
la
combinación
secundarios,
que
de
lodos
tendrán
primarios
y
propiedades
aproximadamente proporcionales a la respectiva
composición de cada tipo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 11
Lodos Químicos
Resultan cuando se agregan sales de aluminio o
fierro y/o cal, en tratamiento de agua residual para
mejorar la remoción de los sólidos suspendidos o
para precipitar algún elemento de cada tipo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 12
1.1 Composición general de lodos
residuales
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 13
Las características específicas o parámetros de interés en los lodos
están determinados por el tipo de proceso que se utilizará para su
tratamiento.
Parámetros de interés
Tratamiento
Importantes en el control del
Medida de pH, alcalinidad y proceso
de
digestión
contenido
de
ácidos anaerobia.
orgánicos.
Tienen
que
determinarse
Contenido
de
metales cuando se considera la
pesados,
pesticidas
e incineración y aplicación en
hidrocarburos
suelos
Contenido de energía
ANTERIOR
Es importante si se contempla
un proceso de reducción
térmica
SIGUIENTE
Slide 14
Composición química y propiedades de lodos sin tratar y digeridos
Concepto
Sólidos
totales
secos
(%ST)
Sólidos volátiles (% de ST)
Lodos primarios
sin tratar
Rango
Típico
Lodos primarios
digeridos
Rango
Típico
Lodos
secundarios
crudos.
Rango
2.0-8.0
5.0
6.0-12.0
10.0
0.83-1.16
60-80
65
30-60
40
59-88
Aceites y grasas (% de ST)
Solubles en éter
Extractos de éter
6-30
7-35
-
5-20
-
18
-
5-12
Proteínas (% de ST)
20-30
25
15-20
18
32-41
Nitrógeno (N, % de ST)
1.5-4
2.5
1.6-6.0
3.0
2.4-5.0
Fósforo (P2O5, % de ST)
0.8-2.8
1.6
1.5-4.0
2.5
2.8-11.0
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 15
Tabla 1.1 Composición química y propiedades de lodos sin tratar y
digeridos (continuación)
Lodos primarios sin
tratar
Concepto
Lodos primarios
digeridos
Lodos
secundarios
Rango
Típico
Rango
Típico
crudos.
Rango
0-1
0.4
0.0-3.0
1.0
0.5-0.7
Celulosa (% de TS)
8.0-15.0
10.0
8.0-15.0
10.0
-
Hierro
sulfato)
2.0-4.0
2.5
3.0-8.0
4.0
-
15.0-20.0
-
10.0-20.0
-
-
5.0-8.0
6.0
6.5-7.5
7.0
6.5-8.0
Potasio (K2O, % de ST)
(no
como
Silicio (SiO2, % de ST)
pH
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 16
Tabla 1.1 Composición química y propiedades de lodos sin tratar y
digeridos (final).
Lodos primarios sin tratar
Lodos primarios digeridos
Concepto
Lodos
secundarios
crudos.
Rango
Rango
Típico
Rango
Típico
Alcalinidad (mg/L como
CaCO3)
500-1,500
600
2,500-3,500
3,000
580-1,100
Ácidos orgánicos (mg/L
como HAc)
200-2,000
500
100-600
200
1,100-1,700
Contenido de energía,
kJ ST/kg
23,00029,000
25,000
9,00014,000
12,000
19,00023,000
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 17
1.2 Constituyentes específicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 18
Las características de los lodos que
afectan su aptitud para la aplicación en
suelos y usos benéficos, incluyen
contenido
orgánico,
nutrientes,
patógenos, metales pesados y orgánicos
tóxicos.
El valor fertilizante del lodo se basa,
principalmente, en el contenido de
nitrógeno, fósforo y potasio.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 19
Tabla 1.2 Concentraciones típicas de elementos en lodo
estabilizado y comparación con fertilizante comercia.
Nutrientes %
Producto
Fertilizantes
Lodos biológicos
estabilizados
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
5
10
10
3.3
2.3
0.3
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 20
Los elementos traza son elementos químicos, en
pequeñas cantidades, esenciales para plantas y
animales,
cuando
están
en
concentraciones
mayores se vuelven perjudiciales. Tal es el caso de
los metales pesados.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 21
Tabla 1.3 Concentraciones de metales pesados en lodos en una
planta típica de aguas residuales.
Sólidos secos, mg/kg
Metal
Arsénico
Cadmio
Cromo
Cobalto
Cobre
Estaño
Hierro
Plomo
Manganeso
Mercurio
Molibdeno
Níquel
Selenio
Zinc
intervalo
1.1 – 230
1 – 3,410
10 – 99,000
11.3 – 2,490
84 – 17,000
2.6 – 329
1,000 – 154,000
16 – 26,000
32 – 9,870
0.6 – 54
0.1 – 214
2 – 5,300
1.7 – 17.2
101 – 49,000
ANTERIOR
SIGUIENTE
Media
10
10
500
30
800
14
17,000
500
260
6
4
80
5
1700
Slide 22
1.3
Características físicas de los
lodos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 23
Los lodos de purga son una mezcla de sólidos
sedimentables y agua, las concentraciones son
variables dependiendo del tipo de lodo (primario,
secundario, mixto o químico).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 24
Tabla 1.4 Concentración típica de diferentes tipos de
lodos.
Concentración de sólidos
% de sólidos (peso seco)
Tipo de lodo
Intervalo
Primario.
Primario + purga de lodo activado.
Primario + purga de filtro percolador.
Primario avanzado (con cloruro férrico).
Primario avanzado (con cal en baja concentración).
Primario avanzado (con cal en alta concentración).
Lodo activado convencional (después de sedimentador
primario).
Filtro percolador (después del sedimentador primario).
Disco biológico (Después de sedimentación primaria).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Concentración
típica
5.0 – 9.0
3.0 – 8.0
4.0 – 9.0
0.5 – 3.0
2.0 – 8.0
4.0 – 10.0
0.5 – 1.5
6.0
4.0
5.0
2.0
4.0
8.0
0.8
1.0 – 3.0
1.0 – 3.0
1.5
1.5
Slide 25
El contenido de agua en los lodos es muy
grande (94 a 98.5 %), por lo tanto es necesario
concentrar
más
estabilizarlos;
los
para
sólidos
ello
espesamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
se
antes
de
aplica
el
Slide 26
2. Métodos de espesamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 27
Espesamiento
Procedimiento
utilizado
para
incrementar
el
contenido de sólidos de lodos por unidad de
volumen, es decir para concentrar lodos y
remover una parte del líquido.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 28
Métodos comunes
de espesamiento
ANTERIOR
•
Gravedad
•
Flotación
•
Centrifugación
•
Filtro banda
•
Tambor rotatorio
SIGUIENTE
Slide 29
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales.
Método
Gravedad
Tipo de lodo
Primario crudo.
Primario
purga
Comúnmente
crudo
de
de
usado
con
excelentes
Para
pequeñas
y resultados.
lodos A
activados.
Purga
Frecuencia de uso y éxito relativo
menudo
usado.
plantas, con buenos resultados con
lodos concentraciones de lodos en el rango de
activados.
4 a 6%. Para grandes plantas, los
resultados son marginales.
Rara vez usado; concentración pobre de
sólidos (2 a 3%).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 30
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales (continuación).
Método
Tipo de lodo
Frecuencia de uso y éxito
relativo
Flotación con
Primario sin tratamiento
Algunos
usos
aire disuelto.
y purga de lodos
parecidos
activados.
gravedad.
Purga de lodos
Comúnmente
activados.
resultados (3.5 a 5% de concentración
de sólidos).
ANTERIOR
SIGUIENTE
al
limitados;
resultados
espesamiento
usados;
por
buenos
Slide 31
Tabla 2.1 Aplicación de los diferentes métodos de espesamiento
para lodos residuales (final).
Método
Tipo de lodo
Frecuencia de uso y éxito
relativo
De
canasta Purga
centrífuga
de
lodos Usos limitados; excelentes resultados
activados.
(8
a
10%
de
concentración
de
sólidos).
De
tazón Purga
centrífugo.
Filtro
de
activados.
banda Purga
(gravedad)
activados.
Tambor rotatorio
Purga
lodos
Aumentando; buenos resultados (4 a
6% de concentración de sólidos).
de
lodos Aumentando; buenos resultados (3 a
6% de concentración de sólidos).
de
activados.
lodos Uso limitado; buenos resultados (5 a
9% de concentración de sólidos).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 32
Espesamiento por gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 33
•
Se realiza en un tanque similar a uno de
sedimentación, circular.
•
El lodo diluido es conducido a un pozo de
alimentación.
•
El lodo alimentado sedimenta u compacta,
es retirado por el fondo del mismo tanque.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 34
Figura 2.1 Espesador de lodos por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 35
Algunos espesadores por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 36
Espesador por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 37
•
Mecanismos de recolección: en rastras
mecánicas
para
agitar
los
lodos
y
conducido
hacia
el
acelerara la sedimentación
•
El
sobrante
es
sedimentador primario.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 38
Espesamiento por flotación con aire disuelto
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 39
•
El aire es introducido en solución con
presión elevada.
•
Cuando es despresurizada es liberado
como burbujas finas que empujan al lodo
a la superficie donde es removido.
Este método es usado para lodos de deshecho o
purga de procesos de tratamiento biológico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 40
Lodo espesado.
Efluente
Tanque de flotación
Mezcla
Válvula
reguladora
de presión.
Tanque de
mezclado
(polímeros).
Aire
Tanque
de
Presión
Bomba
dosificadora.
Recirculación
Influente
Bomba para
presurizar.
Figura 2.2 Diagrama de un espesador por aire disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 41
Figura 2.3 Equipo de flotación por aire disuelto
de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 42
Espesadores por aire
disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 43
Espesador por aire disuelto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 44
Espesamiento centrífugo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 45
•
Se utiliza en el espesamiento y secado de
lodos.
•
Se limita a lodos activados de purga.
•
Involucra el almacenamiento de partículas
bajo la influencia de fuerzas centrífugas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 46
Centrífugas de tazones
Tipos de
centrífugas
Centrífuga de canasta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 47
Centrífugas de tazones
El lodo se alimenta en forma continua y los sólidos
se concentran en la periferia. Un tornillo helicoidal
mueve los lodos acumulados hacia el extremo
reducido donde ocurre una concentración adicional
de sólidos. El lodo es descargado fuera de la
centrífuga
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 48
Figura 2.4 Centrífuga de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 49
Centrífugas de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 50
Centrífugas de canasta.
El lodo líquido es introducido hacia un tazón
giratorio montado verticalmente. Los sólidos se
acumulan contra la pared del tazón y el centrado
es decantado. Cuando la capacidad de remoción
de sólidos se ha conseguido, el tazón se
desacelera, un mecanismo es posicionado en el
tazón para ayudar a remover sólidos acumulados
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 51
Centrífugas de canasta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 52
Espesamiento en filtro banda de gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 53
•
Se generó para el secado de lodos.
•
El espesamiento efectivo ocurre en la
sección de drenaje por gravedad de la
banda.
•
El lodo es acondicionado con polímeros,
alimenta a una caja de distribución.
•
La caja reparte el lodo a lo ancho de la
banda movible.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 54
Figura 2.5 Diagrama de un filtro banda de gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 55
•
El lodo se amontona y es dividido por
una serie de hojas a lo largo y ancho de
la banda.
•
El agua liberada pasa a través de la
banda .
•
El lodo espesado es vaciado en el
extremo del equipo, la banda entra al
ciclo de lavado
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 56
Figura 2.6 Espesador de lodos por banda de gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 57
Fotos de espesadores de banda por gravedad
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 58
Espesamiento por tambores rotatorios
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 59
•
Subsistema
acondicionado
de lodos residuales y rejillas
cilíndricas
rotatorias
o
tambores.
•
En el primer tambor, el lodo
diluido
se
mezcla
con
polímeros.
Figura 2.7 Espesador de tambor
rotatorio.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 60
•
El lodo acondicionado pasa a
cilíndricas
rotatorias,
rejillas
separando
los
sólidos floculados del agua.
•
El lodos espesado sale por un extremo
de los tambores.
•
El agua separada cae a través de las
mallas
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 61
Diagrama explicativo y vista de un espesador de tambor
rotatorio (Parkson corporation).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 62
3. Métodos de estabilización
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 63
Los lodos tienen que ser estabilizados para
reducir
el
contenido
de
microorganismos
patógenos, disminuir o eliminar el potencial de
putrefacción y evitar la generación de olores
ofensivos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 64
La
estabilización
consiste
en
reducir
el
contenido de sólidos suspendidos volátiles de
los lodos a través de la oxidación biológica, la
oxidación química o mediante la aplicación del
calor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 65
Los criterios más importantes para determinar si
el sistema de estabilización funciona son dos:
reducción de la materia orgánica y la reducción
de microorganismos patógenos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 66
La reducción de la materia orgánica (medida
como
SSV)
es
fácilmente
aplicable
a
los
procesos de digestión aerobia y anaerobia; no
así al composteo ni a la estabilización con cal.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 67
La reducción de microorganismos patógenos
que alcanza la digestión aerobia y anaerobia es
cercana a los dos órdenes de magnitud (99%),
siempre que se mantengan en el intervalo
mesofílico; a temperaturas bajas el nivel de
reducción disminuye.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 68
La reducción de microorganismos patógenos
que alcanzan el composteo, la digestión aerobia
autotérmica y la estabilización con cal pueden
alcanzar cuatro órdenes de magnitud (99.99%).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 69
Digestión anaerobia
Tecnologías
para
estabilización
de lodos
residuales
Digestión aerobia
Composteo
Estabilización con cal
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 70
Digestión anaerobia
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 71
Es la solubilización y fermentación de sustancias
orgánicas complejas por microorganismos en la
ausencia de oxígeno.
Los productos de la digestión anaerobia son:
Gases, células y lodos con una fracción mineral
cercana al 60% (lodos estabilizados).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 72
Descripción del proceso
Los digestores anaerobios son de dos tipos:
a) De baja tasa
b) De alta tasa
El digestor consiste en un tanque cilíndrico con una
pendiente hacia el fondo y bóveda techada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 73
Digestión anaerobia
Baja tasa
ANTERIOR
Alta tasa
SIGUIENTE
Slide 74
Digestor de baja tasa
El lodo se introduce al
tanque, no hay sistema de
Salida del gas
mezclado, la estabilización
se logra en condiciones
estratificadas
Nata
Influente
dentro
del
digestor.
Sobrenadante
Efluente
El gas metano se acumula
Lodo digerido
en la bóveda, se extrae y
Figura 3.1 Digestor anaerobio.
ANTERIOR
se almacena para su uso.
SIGUIENTE
Slide 75
Las natas se acumulan en el sobrenadante
enviado al sedimentador primario.
El lodo estabilizado sedimenta en el fondo del
tanque y es conducido a la siguiente fase de
tratamiento.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 76
Digestores de alta tasa
Son
operados
en
rangos
de
temperaturas
mesofílicas y termofílicas, requieren un sistema
de calefacción del lodo, deben de estar aislados
del medio.
Requieren de un mezclado para mantener una
distribución
uniforme
del
contenido,
la
alimentación debe de ser continua o por lotes en
intervalos de 30 a 120 minutos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 77
Salida del gas
Influente
Efluente
Calefactor
Figura 3.1 Digestor anaerobio de alta tasa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 78
Digestión anaerobia en dos etapas
Es una extensión de tecnología de digestión de alta
velocidad, divide las funciones de fermentación y
separación de sólido-líquido en dos tanques en
serie.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 79
Gas
Sobrenadante
Salida de lodo
Entrada de lodo
Salida de gas
Lodo digerido
Figura 3.3 Digestión en dos etapas.
El primer tanque es un sistema de estabilización de
alta tasa.
El segundo es para la fase de separación.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 80
Criterios de estabilización
Un digestor típico de alta taza reducirá el contenido
de sólidos volátiles del lodo entre 40 y 65 %.
Calidad
de
gas:
La
producción
de
gas
es
directamente proporcional a la cantidad de sólidos
volátiles eliminados. Se expresa como volumen de
gas por unidad de masa de sólidos volátiles
eliminados (m3/kg . SV eliminado).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 81
Tabla 3.1 Composición del biogás generado en los
digestores anaerobios.
Gas
% en volumen
Metano (CH4)
55 – 75
Bióxido de carbono (CO2)
25 – 45
Nitrógeno (N2)
2–6
Hidrógeno (H2)
0.1 – 2
Ácido sulfhídrico (H2S)
1 – 1.5
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 82
Tabla 3.2 Características físicas y químicas promedio de
lodos de un sistema digestor de dos etapas
Concentración, mg/La
Componente
Lodo de
alimentación
Lodo
transferido
Sobrenadante
Lodo
estabilizado
pH
5.7
7.7
7.8
7.8
Alcalinidad
758
2 318
2 630
2 760
Ácidos volátiles
1 285
172
211
185
Sólidos totales
35 600
18 200
12 100
32 800
Sólidos mezclados
9 000
6 600
3 310
12 300
Carbohidratos
9 680
1 550
1 020
3 100
Grasas
8 310
2 075
1 321
3 490
Carbón
15 540
6 950
4 440
10 910
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 83
Tabla 3.2 Características físicas y químicas promedio de
lodos de un sistema digestor de dos etapas
Concentración, mg/La
Componente
Proteínas,
Sobrenadante
Lodo
estabilizado
18 280
11 200
6 580
17 200
213
546
618
691
1 346
879
564
1 455
1549
1 425
1 182
2 146
amoniacal
como NH3
Nitrógeno
Lodo
transferido
como
gelatina
Nitrógeno
Lodo de
alimentación
orgánico,
como NH3
Nitrógeno total, como
NH3
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 84
Digestión aerobia
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 85
Está basada en la respiración endógena, ocurre
cuando hay poco sustrato disponible y continua la
aeración
de
los
lodos
biológicos.
Los
microorganismos empiezan a consumir su propio
protoplasma para obtener energía para reacciones
de mantenimiento de las células.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 86
Proceso de digestión aerobia
1.- El tejido de la célula es oxidado a dióxido de
carbono, agua y nitratos.
2.- Entre el 75 y 80 % del total de las células es
oxidada.
3.- El 20 al 25 % restante no son biodegradables.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 87
Variantes del proceso de digestión
• Digestión aerobia convencional
• Digestión aerobia por oxígeno puro
• Digestión aerobia termofílica autotérmica
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 88
Composteo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 89
Composteo
Es
la
descomposición
biológica
de
material
orgánico, puede llevarse a cabo en fase aerobia o
anaerobia. La mayoría de las operaciones busca
mantener las condiciones aerobias.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 90
Composteo
El composteo aerobio es termofílico, la temperatura
del proceso está en el intervalo de la pasterización
(50a 70ºC), y destruye organismos patógenos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 91
Objetivos principales del composteo
a) Convertir materia orgánica putrefacta a formas
estabilizadas.
b) Eliminación de patógenos.
c) Reducción de la masa de la cantidad de lodo
húmedo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 92
1
Procesos
fundamentales
Mezclado de lodos
agentes abultantes.
2 Digestión aerobia
termofílica.
3 Curado
ANTERIOR
SIGUIENTE
y
Slide 93
Mezclado homogéneo
El lodo parcialmente secado se mezcla con un
material acondicionador como el bagazo de caña,
pedacería de madera u otros materiales orgánicos y
porosos, con el fin de aumentar la porosidad,
aumentar el contenido de sólidos un 40% y aumentar
la relación carbono-nitrógeno entre 30:1 y 40:1.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 94
Digestión aerobia termofílica
En esta etapa se realiza la estabilización del
lodo por acción de los microorganismos
termofílicos que elevan la temperatura por
arriba de los 60ºC. Las condiciones aerobias
se mantienen por aeración mecánica
forzada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
o
Slide 95
El curado
Es una extensión del proceso de composteo, la
mezcla se quita del área de composteo, ya no
requiere aeración, las temperaturas iniciales son
mayores a 40ºC y después se estabilizan y se
mantienen en el rango mesofílico. En esta etapa se
asegura la completa estabilización de la composta y
la remoción de tóxicos orgánicos. Tiene una duración
de 30 días aproximadamente.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 96
Paleo mecánico
Modalidades de
mantenimiento en
fase aerobia
Aeración forzada
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 97
Paleo mecánico
Figura 3.5 Aeración de composta por paleo mecánico.
La masa del lodo es volteada mecánicamente con el
uso de palas o trascabos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 98
Paleo mecánico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 99
Paleo mecánico
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 100
Aeración forzada
Se aplica aire a la masa de lodos. Sistemas más
complejos utilizan una combinación de estas dos
técnicas.
Figura 3.6 Esquema de
composteo con aeración
forzada.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 101
Aeración forzada
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 102
Aeración de lodos
Estos sistemas tales como pilas estáticas y otros
sistemas mecánicos dependen de la aereación de
sopladores.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 103
Principales factores para una operación
exitosa.
• Humedad
• Tamaño de partículas, porosidad y densidad de la
mezcla
• Temperatura
• Relación carbono nitrógeno
• pH
• Aeración
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 104
Humedad
Para asegurar un proceso adecuado, la mezcla
lodo-material acondicionador deberá tener un
porcentaje de humedad menor al 60%.
A partir de ese límite, los poros son ocupados por
el agua que evita la difusión del aire; se provoca la
anaerobiosis, bajas temperaturas y mal olor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 105
Tamaño de partículas, porosidad y
densidad de la mezcla
Para asegurar una mezcla homogénea se
recomienda que las partículas no sean
mayores que 10 o 15 cm.
La densidad de la mezcla es una medida
indirecta de la porosidad y debe ser 0.6 ton/m3
o menor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 106
Temperatura
• Influye en la tasa
microorganismos.
de
crecimiento
de
los
• Por otra parte, el calor húmedo es muy efectivo para
destruir patógenos.
• Inicialmente la temperatura oscila entre 25 y 40ºC,
posteriormente, en la etapa termofílica, puede
alcanzar hasta 80ºC si no se controla mediante la
aeración o ventilación.
• La temperatura, para el desarrollo óptimo del proceso
se debe mantener entre 45 y 55 ºC
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 107
Temperatura
• La medición de la temperatura se debe realizar
diariamente.
• La longitud de los termopares debe ser de por lo
menos 1 m para registrar el interior de las pilas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 108
Relación carbono nitrógeno
• La descomposición de los materiales de la pila está
limitada por la cantidad de carbono y nitrógeno, la
relación que se recomienda es de 30:1 a 40:1.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 109
pH
• El proceso se lleva a cabo eficientemente entre 5 y 8
unidades de pH.
• A pHs extremos (mayores que 11 o menores que 5) el
proceso se retarda unos días pero no se detiene.
• La composta madura tiene un pH entre 6 y 8.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 110
Aeración
• El oxígeno disponible es un factor escencial para la
descomposición aerobia de los lodos.
• La aeración se aplica de forma variable, en la fase
mesofílica se aplica aire con menor frecuencia que en
la etapa termofílica.
• Para el lodo residual municipal los ciclos de
ventilación son de 20 a 30 minutos.
• La ventilación puede ser positiva (por inyección) o
negativa (por succión).
• Los ciclos de ventilación se pueden controlar por
timers.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 111
Aeración
• La aeración por volteo se lleva a cabo con un
cargador frontal.
• Durante el primer mes las pilas deben voltearse por lo
menos dos veces por semana.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 112
Vermicomposteo
Es el uso de lombrices para estabilizar la materia
orgánica. Las lombrices de la especie Eisenia
foetida comen el lodo residual y producen un
residuo conocido como vermicomposta. Mediante
este proceso es posible reducir a 100% los
patógenos presentes en el lodo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 113
Fotos de las “obreras” del vermicomposteo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 114
Estabilización con cal
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 115
Ha sido usada para la reducción de olores en
letrinas, acondicionador de lodos para secado,
incrementar el pH en digestores y para remoción de
fósforos en tratamientos avanzados de aguas
residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 116
Procedimiento
1.- Agregar suficiente cal para elevar el pH a 12
2.- Mantener ese nivel durante 2 horas
3.- Debe haber una alcalinidad residual para que el
pH no caiga por debajo de 11 en los siguientes
días.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 117
Preestabilización con cal
(Aplicación
de cal antes de la
deshidratación del lodo)
Métodos de
estabilización
con cal
Postestabilización con cal
(Aplicación de cal cuando los lodos
han sido deshidratados)
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 118
4. Métodos de deshidratación o secado
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 119
La deshidratación del lodo residual consiste en
aumentar
la
concentración
de
los
sólidos
suspendidos dentro del líquido, de tal forma que
modifique su estado y se comporte como una
mezcla que se pueda apilar sin que pierda su
forma.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 120
Los procesos de deshidratación requieren
un acondicionamiento previo de los lodos.
Implica la adición de sustancias químicas.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 121
Estáticos
•
Lechos de secado
•
Lagunas
•
Deshidratador
centrífugo
•
Filtro prensa
•
Filtro banda
•
Filtro de vacío
Métodos de
deshidratación
Mecánicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 122
Métodos de deshidratación
estáticos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 123
Lechos de secado
La deshidratación natural de lodos se usa para
reducir el contenido del agua de lodos.
Una vez seco el lodo se retira y se deposita en
vertederos
controlados
o
se
acondicionador de suelos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
utiliza
como
Slide 124
Ventajas
Costo
inicial
Desventajas
bajo
para
Requiere
grandes
plantas pequeñas
superficies de terreno.
Requerimientos mínimos de
Impacto del clima sobre el
operación y capacitación.
diseño.
Bajo consumo de energía
Requerimiento
eléctrica.
estabilizado.
Molestia
por
impacto visual.
Tabla 4.1 Ventajas y desventajas del método de lechos de secado.
ANTERIOR
SIGUIENTE
de
lodo
olores
o
Slide 125
Ventajas
Baja
Desventajas
sensibilidad
a
la
Numerosa mano de obra
variabilidad del lodo.
para la remoción de lodos
Bajo consumo de químicos.
secos.
Alto contenido de sólidos en
Posible contaminación de
la torta seca de lodos.
aguas freáticas.
ANTERIOR
Obtención de permisos.
SIGUIENTE
Slide 126
En un lecho de secado convencional de arena, el
lodo se deshidrata por drenaje a través de la masa
de lodo y arena, y por evaporación desde la
superficie expuesta al aire.
El lecho de arena esta constituido por dos capas:
•
Una capa de grava
•
Una capa de arena.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 127
Tubería de
alimentación
Lodo líquido
Muro o pared
del lecho
Loseta o placa disipadora
Capa o lecho de
gravilla
Tubería de
drenaje
Capa o lecho
de grava
drenado
Fig. 4.1 Corte de un lecho de arena
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 128
Lechos de secado en operación
Estructura subyacente de lechos
de secado
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 129
Lechos de secado en operación
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 130
Lagunas para la disposición de lodo líquido
Son usadas para llevar el secado de lodos
mediante procesos físicos de percolación y
evaporación de lodo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 131
Lagunas de
lodos
•
Lagunas de evaporación
•
Lagunas aerobias facultativas
•
Lagunas anaerobias
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 132
Lagunas de evaporación
Se deben usar en lugares en los que la tasa de
evaporación sea mayor a la tasa de precipitación
anual.
SIGUIENTE
Slide 133
Lagunas facultativas aerobias
Se utilizan para lodos crudos. Su función es digerir
los lodos y secarlos. Mantienen una capa de
superficie aerobia libre de espumas o natas por
medio de un mezclador de superficie que provee
agitación y mezclado.
La profundidad va de 3.5 a 4.7 m.
SIGUIENTE
Slide 134
Lagunas anaerobias
Estas lagunas se aplican a lodos crudos. La
profundidad de estas es hasta 4.6 mts.
Sedimentan sólidos en el fondo, mantienen una
capa de nata sobre la superficie de la misma
SIGUIENTE
Slide 135
CRITERIOS DE DISEÑO PARA LAGUNAS DE LODO LÍQUIDO
CRITERIOS
LAGUNAS
evaporación
Anaerobia y
facultativa
Secado
de lodo
digerido
0.60 m
Disposición del
lodo crudo
MAXIMO NIVEL DE LÍQUIDO
3
0.60 m a
1.20 m
1
VENTAJAS
LIMITACIONES
Reducción del 45% S.V.
Bajo consumo energético.
Desinfección.
Económico.
Depende del clima.
Área.
Olor y vectores.
Riesgo de contaminación
subterránea.
ANTERIOR
SIGUIENTE
•Carga de sólidos.
•Profundidad.
•Área.
•Agitación.
Slide 136
Laguna de lodos.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 137
Métodos de deshidratación
mecánicos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 138
Deshidratación centrífuga de lodos residuales
Este proceso utiliza la fuerza centrífuga creada en
una vasija estacionaria para separar componentes
inmiscibles basándose en su densidad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 139
Las centrífugas separan el lodo en torta del lodo
desaguado y líquido “centrifugado” clarificado. La
separación está basada en la diferencia de
densidad
entre
sólidos
del
lodo
y
líquido
circundante. El proceso de desaguado es similar al
proceso de clarificación por gravedad.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 140
Figura 4.3 Centrífugas para el espesamiento y el deshidratado de lodos en una planta
de tratamiento de aguas residuales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 141
Centrífugas de tazones.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 142
Filtros prensa
La filtración por presión separa los sólidos
suspendidos en una lechada líquida utilizando
un diferencial positivo de presión como fuerza
motriz.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 143
Fig. 4.4 Filtro prensa
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 144
Filtros prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 145
Filtros prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 146
Filtros banda
Los sistemas en uso utilizan bandas continuas
montadas sobre las que se descarga y deshidrata el
lodo. Las sequedades en filtros de banda oscilan
entre el 16 y 26 %.
Los filtros prensa tienen bandas movibles, sencillas
para desaguar los lodos en forma continua.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 147
El lodo es desaguado a través de 3 etapas
operativas:
• Acondicionamiento químico de lodo influente .
• Drenado por gravedad.
• Etapa de compresión.
La eficiencia de la filtración puede aumentarse por
medio de la vibración de la banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 148
Un sistema de deshidratación con filtros prensa de banda
puede obtener tortas de lodo con una concentración de
sólidos de 13 a 35 %.
Figura 4.5 Filtro banda de prensa.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 149
Filtros prensa de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 150
Filtro prensa de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 151
Vista del lodo deshidratado a la salida de un filtro prensa
de banda.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 152
Filtros de vacío
La filtración al vacío es en general un proceso
continuo,
el
abastecimiento
constante
de
lodo
produce una descarga continua de torta y de filtrado.
Se requieren adicionar reactivos químicos como
polímeros y cal para facilitar la deshidratación, la
mayoría de los filtros de vacío emplean un tambor
rotatorio con medio filtrante en su superficie.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 153
Fig. 4.6 Filtro de vacío
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 154
El sistema de filtro de vacío incluye una bomba de
vacío y un receptor del vacío. El receptor del vacío
es un tanque que separa el filtrado del aire jalado
por la bomba de vacío. Durante la etapa de secado
de la torta.
MENU
PRINCIPAL
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 155
5. Disposición final o aprovechamiento
MENU
PRINCIPAL
SIGUIENTE
Slide 156
En México se requiere de tecnología para la
disposición y aprovechamiento de los lodos, en cuyo
desarrollo y adaptación estén considerados los
siguientes aspectos:
•
Reducción del volumen del lodo.
•
Eficiencia en la estabilización del componente
orgánico.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 157
•
Aprovechamiento de la materia orgánica y
los nutrientes que contienen estos residuos.
•
Bajos costos de inversión, operación y
mantenimiento
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 158
5.1 Disposición final en rellenos
sanitarios
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 159
Cuando los lodos después de someterse a un
análisis CRETIB resultan residuos peligrosos, se
deben disponer en un confinamiento controlado
(ver el manual Características y efectos de los
residuos peligrosos). Sin embargo, debido la
carencia de infraestructura en el país para contener
lo residuos peligrosos, la Secretaría autoriza la
disposición en rellenos sanitarios.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 160
Ventilación
de gases
Control de
escorrentía
Capa de suelo
para plantar
vegetación
Capa sellante
Capa impermeable
Recolección
de lixiviado
Capa
permeable de
protección
Sistema de
detección de
lixiviados
Revestimiento
secundario
Manto freático
Fig. 5.1 Esquema de los componentes de un relleno sanitario
ANTERIOR
SIGUIENTE
Control de
escorrentías no
contaminadas
Lixiviado a
tratamiento
Pozo de vigilancia
Pozo de vigilancia
Superficie final
del relleno
Slide 161
Los rellenos sanitarios de lodos utilizan métodos
para
disponer
consideran
contenido
desechos
sólidos
municipales,
características específicas, su alto
de
humedad
y
sustancias contaminantes.
ANTERIOR
SIGUIENTE
variabilidad
de
Slide 162
Métodos para rellenos de lodos
a) angostas
Trincheras
Métodos de
relleno
b) ancha
a) montículos o pilas
Áreas
b) capas
Métodos de
co-disposición
Lodo / basura
Lodos / suelo
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 163
Clausura del relleno sanitario
Procedimiento por el cual el relleno se cierra y no se
dispone más lodo dentro del mismo.
A la capa final del relleno se coloca una barrera física
que se coloca sobre el relleno de lodo, puede consistir
en capas de suelo y geo – membranas que separen al
lodo y cubrir la vegetación.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 164
Fig. 5.6
Relleno sanitario en su etapa final.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 165
5.2
Aprovechamiento de lodos
residuales en agricultura
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 166
El uso del lodo en agricultura es importante debido a
que los lodos municipales tienen un gran contenido
de nutrientes y materia orgánica. Por otra parte, la
problemática del campo en México acerca del
empobrecimiento del suelo por el uso agrícola
intensivo, muestra al lodo como una alternativa para
su uso en el acondicionamiento de suelo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 167
Para promover el uso de lodos en México se ha
generado una propuesta para una nueva norma en la
que ya se considera a los lodos como biosólidos y
no como residuos peligrosos (Proyecto de Norma
Oficial Mexicana PROY-NOM-004-ECOL-2001).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 168
El aprovechamiento del lodo es la acción de
depositar de manera permanente lodos residuales en
forma tal que se evite provocar daños al ambiente. Si
el lodo recibió un tratamiento y cumple con las
características de las tablas 5.1 y 5.2, entonces se
puede aplicar como un biosólido en suelos agrícolas
o forestales.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 169
CLASE
PATÓGENOS
Coliformes Fecales
NMP/g
Salmonella sp
NMP/g
A
Menor que 1,000
Menor que 3
B
Menor que 2,000,000 Menor que 300
PARÁSITOS
Huevos de
Helminto/g
Menor de 10
Menor de 35
Tabla 5.1 Límites máximos permisibles para patógenos y parásitos en lodos
biosólidos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 170
CONTAMINANTES
Excelente
Bueno
(determinados en forma total)
mg/kg de lodo en base seca
mg/kg de lodo en base seca
Arsénico
41
75
Cadmio
39
85
Cromo
1,200
3,000
Cobre
1,500
4,300
Plomo
300
840
Mercurio
17
57
Níquel
420
420
2,800
7,500
Zinc
Tabla 5.2 Límites máximos permisibles para metales pesados en lodos o
biosólidos
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 171
Tratamientos para obtener lodos
clase A y clase B.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 172
LODO RESIDUAL
Digestión
Aerobia
Anaerobia
Alcalina
Deshidratación
Uso restringido
Lodo clase B
Procesos termofílicos > 55ºC
Distribución en el
mercado: uso sin
restricciones lodo
clase A
Lechos de secado
Filtros prensa
Centrífugas
Lechos de secado
Filtros prensa
Centrífugas
Figura 5.7. Tratamientos para obtener lodos clase A y clase B.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 173
La disposición de los biosólidos dependerá del
método de estabilización y de la concentración de
sólidos.
En otros métodos, la concentración de sólidos no
permite su manejo como un fluido y por lo mismo
se tendrá que aplicar en otra forma.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 174
Métodos de aplicación
La aplicación de los lodos en el suelo dependerá de
la concentración de sólidos. Por ejemplo, un lodo
líquido se puede disponer a través de pipas con un
sistema de inyección con mangueras (figura 5.8). Un
lodo sólido se debe aplicar directamente en el suelo
como un abono, con ayuda de un tractor (figura 5.9).
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 175
Figura 5.8 Aplicación de biosólidos a
través de carro
-
Figura 5.9 Aplicación de lodo
con tractor.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 176
Aplicación de lodos en la agricultura.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 177
Biosólidos aplicados en un terreno agrícola.
MENU
PRINCIPAL
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 178
Digestión aerobia convencional
Utiliza tanques abiertos a la atmósfera en los cuales
se aplica aire a los lodos espesados, la forma de
aplicación del aire es por medios mecánicos
(propelas o turbinas) o mediante difusores.
Figura 3.4 Tanque de digestión aerobia convencional.
SIGUIENTE
Slide 179
Digestión aerobia convencional
Digestor con aeración por
difusión.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 180
Digestión aerobia por oxígeno puro
Tanques abiertos a la
atmósfera
Modalidades
Tanques cerrados
SIGUIENTE
Slide 181
Tanques abiertos
El oxígeno se inyecta a través de difusores
especiales que producen microburbujas, no llegan a
la interfase agua-atmósfera, se disuelven antes de
llegar a este límite.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 182
Tanques cerrados
Se mantiene una atmósfera de oxígeno puro, el
oxígeno se transfiere a través de aereadores
mecánicos, el sistema no se ve afectado por la
temperatura exterior.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 183
Digestión aerobia termofílica autotérmica
•
Utiliza tanques cubiertos y aislados para conservar
el calor generado por la oxidación de sólidos
volátiles durante la digestión.
•
Temperaturas de operación entre 55 y 70º C.
•
Suministro de oxígeno: por inyección de aire, por
difusores o por oxígeno puro.
•
Contar con aereadores o agitadores mecánicos.
SIGUIENTE
Slide 184
Volumen de los tanques y tiempo de
retención
Se obtiene del 40 al 45 % de reducción de sólidos
volátiles en rangos de 10 a 12 días para temperaturas
de 20ºC.
La digestión aerobia termofílica autotérmica requiere
de 5 a 6 días.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 185
Trincheras
Se forman excavando un área o superficie que
se rellena con lodo, quedando enterrado, tiene
una supuerficie de amortiguamiento entre el
fondo de la trinchera y nivel freático.
SIGUIENTE
Slide 186
Angostas
(menos de 3 metros)
Tipos de
trincheras
Anchas
(más de 3 metros )
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 187
Fig. 5.3 Operación de una trinchera angosta
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 188
Fig. 5.4 Operación de una trinchera ancha con diques divisores
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 189
Método de área
El lodo se deposita sobre el suelo, no se requiere
excavación. El contenido de sólido en lodo debe ser
mayor de 20 %, las áreas de relleno carecen de
paredes de contención que tiene las trincheras y el
lodo debe soportar el tránsito del equipo.
Requieren impermeabilización natural o sintética.
SIGUIENTE
Slide 190
Requiere
de
sistemas
para
recolección
lixiviados del lodo y del agua de lluvia.
Métodos básicos para llenado de áreas.
•
•
•
Pilas
Capas o construyendo
Diques
ANTERIOR
SIGUIENTE
de
Slide 191
Fig. 5.5 método de área.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 192
Fig. 5.5 método de área.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 193
Co – disposición
El lodo puede disponerse junto con desechos sólidos
municipales en los rellenos.
Métodos típicos de co- disposición
•
Lodo + desechos sólido
•
Lodo + suelo
SIGUIENTE
Slide 194
Pre-estabilización con cal
lodos Se agrega suficiente cal para
espesados, se deja por lo elevar el pH a 12, se deja por
lo menos 2 horas. La
menos 2 horas, la mezcla
cantidad de cal es mayor a la
con lodo con cal se aplica en
requerida para el desaguado
suelos agrícolas.
de lodos, es muy sencillo
continuar
con
la
deshidratación.
Se
agrega
cal
a
SIGUIENTE
Slide 195
Post-estabilización con cal
•
Considera la aplicación de cal una vez que el
lodo ha sido deshidratado.
•
Se puede aplicar la cal en seco, no es necesario
deshidratar al lodo.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 196
•
El proceso se puede llevar con cal viva (CaO) o
cal apagada (CaOH2)
•
La
reacción
exotérmica
contribuye
a
la
inactivación de bacterias, virus y de huevos de
helminto.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 197
Figura 3.7 Diagrama de un sistema de postestabilización con cal.
ANTERIOR
SIGUIENTE
Slide 198
Geomembrana colocada en el fondo de un relleno sanitario
ULTIMA DIAPOSITIVA
MOSTRADA