Lodos activados
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Prologo<br />
En la actualidad, uno de los problemas que<br />
más angustia o preocupa a los seres humanos<br />
es la gran cantidad de aguas residuales que se<br />
vierten en los cuerpos de agua las cuales no<br />
poseen ningún tipo de tratamiento. Para dicho<br />
tratamiento, se deben de seguir una serie de<br />
procesos para el acondicionamiento de aguas<br />
naturales, estos procesos son: la<br />
sedimentación, filtración, cribado, etc. El<br />
tratamiento a explicar a continuación será el de<br />
los lodos <strong>activados</strong>.<br />
Un proceso de lodos <strong>activados</strong>, no es más que<br />
un tratamiento biológico que se basa en la<br />
capacidad que tienen los microorganismos para<br />
metabolizar y convertir la materia orgánica en<br />
tejido celular nuevo y en diferentes gases. El<br />
proceso de lodos activos ha sido utilizado para<br />
el tratamiento de las aguas residuales tanto<br />
industriales como urbanas desde hace<br />
aproximadamente un siglo el cual ha resultado<br />
de manera satisfactoria a nivel ambiental.
» CONTENIDO «<br />
LODOS ACTIVADOS 4<br />
Su historia 4<br />
Principales procesos biológicos utilizados en el tratamiento de aguas residuales 5<br />
Origen de los lodos 6<br />
Tratamiento físico-químico 7<br />
Tratamiento biológico 9<br />
Características de los lodos 10<br />
Físicas 10<br />
Químicas 11<br />
Biológicas 11<br />
Etapas en el tratamiento de lodos 13<br />
Espesamiento 13<br />
Estabilización 15<br />
Acondicionamiento 17<br />
Deshidratación 18<br />
Disposición final 20<br />
Tratamiento de lodos 21<br />
Importancia del tratamiento de lodos 22<br />
Ejemplos de uso sustentable de los desechos biológicos de aguas residuales 23<br />
Referencias 24
۞<strong>Lodos</strong> <strong>activados</strong><br />
El tratamiento con lodos <strong>activados</strong> es un proceso biológico de tratamiento de<br />
aguas residuales ampliamente utilizado para el tratamiento secundario de aguas<br />
residuales domésticas e industriales, particularmente en corrientes de desechos<br />
con alto contenido de materia orgánica o biodegradable.<br />
Su historia…<br />
El proceso mediante lodos<br />
<strong>activados</strong> fue desarrollado en<br />
Gran Bretaña en el siglo XX. Es<br />
un proceso completamente<br />
documentado que utiliza<br />
microorganismos para tratar las<br />
aguas residuales. Lodo activado<br />
es un término usado para<br />
describir los depósitos ricos en<br />
microbios que se establecen en<br />
los tanques y en las cuencas y<br />
que gradualmente se agregan a<br />
las aguas residuales que ingresan<br />
a una planta de tratamiento de<br />
lodos <strong>activados</strong>.<br />
El lodo activado es un proceso de<br />
tratamiento por el cual el agua<br />
residual y el lodo biológico<br />
(microorganismos) son mezclados<br />
y aireados en un tanque<br />
denominado reactor. Los flóculos<br />
biológicos formados en este<br />
proceso se sedimentan en un<br />
tanque de sedimentación, lugar<br />
del cual son recirculados<br />
nuevamente al tanque aireador o<br />
reactor.<br />
En el proceso de lodos<br />
<strong>activados</strong><br />
los<br />
microorganismos son<br />
completamente<br />
mezclados con la<br />
materia orgánica en el<br />
agua residual de<br />
manera que ésta les<br />
sirve de sustrato<br />
alimenticio. Es<br />
importante indicar que<br />
la mezcla<br />
o agitación se efectúa por<br />
medios mecánicos<br />
superficiales o sopladores<br />
sumergidos, los cuales<br />
tiene doble función 1)<br />
producir mezcla completa y<br />
2) agregar oxígeno al<br />
medio para que el proceso<br />
se desarrolle.
» Principales procesos biológicos utilizados en el<br />
tratamiento de aguas residuales «<br />
Todos los procesos biológicos que se<br />
emplean en el tratamiento de agua<br />
residual tienen su origen en<br />
procesos y fenómenos que se<br />
producen en la naturaleza. El<br />
proceso de tratamiento biológico<br />
consiste en el control del medio<br />
ambiente de los microorganismos de<br />
modo que se consigan condiciones<br />
de crecimiento óptimas.<br />
Los tratamientos biológicos<br />
dependen de las bacterias,<br />
nematodos y otros pequeños<br />
organismos que descomponen los<br />
residuos orgánicos mediante<br />
procesos celulares normales. Las<br />
aguas residuales contienen<br />
generalmente una colección de<br />
materia orgánica, compuesta por<br />
residuos, desechos y alimentos<br />
parcialmente digeridos. También<br />
pueden contener organismos<br />
patógenos, metales pesados y<br />
toxinas.<br />
Los principales procesos biológicos<br />
aplicados al tratamiento de agua<br />
residual se dividen en cinco grandes<br />
grupos:<br />
• Procesos aerobios: procesos de<br />
fangos <strong>activados</strong>, lagunas aireadas,<br />
digestión aerobia, filtros<br />
percoladores, filtros de desbaste,<br />
sistemas biológicos rotativos de<br />
contacto o biodiscos (RBC), biofiltros<br />
<strong>activados</strong>.<br />
• Procesos anóxicos: Denitrificación<br />
con cultivo en suspensión, y la<br />
denitrificación de película fija.<br />
• Procesos anaerobios: Digestión<br />
anaerobia, proceso anaerobio de<br />
contacto (UASB), filtro anaerobio, y<br />
lecho expandido.<br />
• Procesos anaerobios, anóxicos o<br />
aerobios combinados: Proceso de<br />
una o varias etapas.<br />
• Procesos en estanques o<br />
lagunajes: Lagunas aerobias,<br />
lagunas facultativas, lagunas<br />
anaerobias y lagunas de maduración<br />
o terciarias. Estos procesos en<br />
estanques o lagunajes se pueden<br />
incluir también en los procesos<br />
anteriormente mencionados.
» Origen de los lodos «<br />
Tratamiento secundario de aguas<br />
residuales<br />
Con frecuencia, el tratamiento biológico<br />
de aguas residuales se usa como un<br />
proceso de tratamiento secundario lo<br />
que significa que se usa para eliminar el<br />
material que queda después<br />
del tratamiento primario (la etapa en<br />
la que se eliminan los sedimentos o<br />
sustancias de las aguas residuales).<br />
Para el tratamiento de aguas<br />
residuales pueden usarse diversos tipos<br />
de procesos biológicos, incluidos el<br />
proceso de lodo activado, humedales<br />
artificiales y varios tipos de filtración. En<br />
términos generales, estos métodos<br />
pueden dividirse en procesos óbicos y<br />
anaeróbicos.<br />
Los lodos producidos en el<br />
tratamiento de aguas residuales<br />
dependen del tipo de planta de<br />
tratamiento y de la operación de<br />
ésta. En una planta de aguas<br />
residuales domésticas, los lodos<br />
se generan principalmente en las<br />
etapas de tratamiento primario y<br />
tratamiento secundario.<br />
Los lodos primarios se producen<br />
en la sedimentación primaria, en<br />
la cual se remueven sólidos<br />
sedimentables. La cantidad<br />
depende de la carga superficial o<br />
tiempo hidráulico de retención. En<br />
la sedimentación primaria con<br />
químicos se produce más lodo,<br />
producto de una mayor remoción<br />
y de la precipitación química de la<br />
materia coloidal.<br />
Los lodos secundarios se<br />
producen en procesos de<br />
tratamiento biológicos que<br />
convierten residuos o substratos<br />
solubles en biomasa.<br />
El término “aeróbico” se refiere a un<br />
proceso en el que hay oxígeno presente,<br />
en tanto que “anaeróbico” describe un<br />
proceso biológico sin oxígeno.
También incluyen la materia<br />
particulada que permanece<br />
en el agua después de la<br />
sedimentación primaria y que<br />
se incorpora en la biomasa.<br />
La cantidad producida<br />
depende de varios factores:<br />
eficiencia del tratamiento<br />
primario, relación de SST a<br />
DBO, cantidad de sustrato<br />
soluble, remoción de<br />
nutrientes y criterios de<br />
diseño del tratamiento.<br />
Los lodos secundarios se<br />
producen en los reactores<br />
biológicos y se sedimentan o<br />
separan del agua en los<br />
sedimentadores secundarios.<br />
Estos sedimentadores tienen<br />
en su base una tolva para<br />
almacenar y concentrar los<br />
lodos sedimentados. La<br />
extracción del lodo<br />
sedimentado se efectúa por<br />
carga hidráulica y por el<br />
accionamiento mecánico de<br />
las rastras que “barren” el<br />
fondo del tanque, empujando<br />
los lodos sedimentados a la<br />
TRATAMIENTO FÍSICO-<br />
QUÍMICO:<br />
Los procesos físicos aplicados<br />
al tratamiento de los<br />
residuos, se utilizan<br />
fundamentalmente para<br />
llevar a cabo la separación<br />
del residuo en sus fases o en<br />
sus componentes y la<br />
concentración de las<br />
sustancias responsables de<br />
su peligrosidad. Las<br />
operaciones de separación,<br />
bien por procedimientos<br />
mecánicos forzados, como<br />
por ejemplo las filtraciones<br />
de todos los tipos o la<br />
centrifugación, bien por<br />
procedimientos hidráulicos<br />
como puede ser la<br />
decantación.<br />
Estos tratamientos no<br />
modifican la constitución de<br />
los componentes, sino la<br />
forma de presentación y<br />
pueden utilizarse como<br />
técnicas separadas o como<br />
complemento a os métodos<br />
químicos o biológicos.<br />
Algunos flujos de residuos,<br />
tales como lechadas, lodos o<br />
emulsiones, requieren a<br />
menudo un proceso de<br />
separación de fases bien<br />
antes de su detoxificación o<br />
bien previamente a la<br />
aplicación de operaciones de<br />
recuperación.<br />
Esta<br />
separación de fases de los<br />
residuos permite una<br />
reducción significativa de su<br />
volumen, sobre todo si el<br />
componente peligroso está<br />
presente de forma<br />
mayoritaria tan solo en una<br />
de las fases, y es aplicable a<br />
una amplia gama de<br />
residuos.<br />
Los procesos físicos de<br />
separación de componentes<br />
actúan segregando especies<br />
iónicas o moleculares,<br />
procedentes de flujos de<br />
residuos de composición<br />
múltiple, y no requieren<br />
reacciones químicas para ser<br />
efectivos. Se aplican<br />
frecuentemente en el<br />
tratamiento de aguas y lodos<br />
residuales industriales.
Los tratamientos químicos,<br />
comprenden distintas<br />
reacciones estequiométricas<br />
que entran en juego en cada<br />
una de las operaciones<br />
químicas. Las reacciones son<br />
particulares de cada<br />
operación, lo que caracteriza<br />
cada tipo de tratamiento<br />
químico. Existe una gran<br />
variedad de procesos químicos<br />
aplicables al tratamiento de<br />
los residuos pero, en líneas<br />
generales, los podemos<br />
clasificar en dos grandes<br />
categorías: los que destruyen<br />
los residuos y los que tan solo<br />
reducen la movilidad de los<br />
compoComo ejemplo de los<br />
primeros se puede citar la<br />
destrucción química de los<br />
cianuros, y entre los segundos<br />
la precipitación de metales<br />
pesados que los inmoviliza en<br />
forma de hidróxidos.<br />
En líneas generales, los<br />
tratamientos químicos producen<br />
una modificación de la<br />
estructura molecular de los<br />
componentes peligrosos de los<br />
residuos, transformando estos<br />
componentes en otros que<br />
tienen características distintas,<br />
en general menos<br />
contaminantes. En algunos<br />
casos esta transformación es<br />
irreversible pero en otros<br />
pueden reproducirse las<br />
características de peligrosidad<br />
si se alteran las condiciones<br />
externas.<br />
Generalmente, para el<br />
tratamiento de residuos no se<br />
utilizan aisladamente las<br />
tecnologías de tratamiento<br />
químico, sino en combinación<br />
con las físicas y biológicas.<br />
Por lo general, los residuos se<br />
someten en primer lugar a un<br />
tratamiento físico-químico y,<br />
por último, a un tratamiento de<br />
tipo biológico.
TRATAMIENTO BIOLÓGICO:<br />
La depuración biológica por<br />
fangos<br />
activos, lodos<br />
<strong>activados</strong> o barros <strong>activados</strong> es un<br />
proceso biológico empleado en<br />
el tratamiento de aguas<br />
residuales convencional, que<br />
consiste en el desarrollo de un<br />
cultivo bacteriano disperso en<br />
forma de flóculo en un depósito<br />
agitado, aireado y alimentado con<br />
el agua residual, que es capaz<br />
demetabolizar como nutrientes los<br />
contaminantes biológicos<br />
presentes en esa agua.<br />
La agitación evita sedimentos y<br />
homogeneiza la mezcla de los<br />
flóculos bacterianos con el agua<br />
residual. La aireación requerida<br />
tiene por objeto suministrar<br />
el oxígeno necesario tanto para<br />
las bacterias como para el resto<br />
de los microorganismos aerobios.<br />
El oxígeno puede provenir del<br />
aire, de un gas enriquecido en<br />
oxígeno o de oxígeno puro.<br />
Este proceso puede ser<br />
considerado como de un proceso<br />
de autodepuración acelerada,<br />
reforzada y controlada<br />
artificialmente. Los fenómenos<br />
que se presentan son<br />
exactamente los mismos que en<br />
los ríos o lagos naturales,<br />
pero en las balsas de aireación los<br />
organismos se agrupan<br />
apretadamente en un espacio<br />
reducido y en gran número.<br />
El proceso de depuración se lleva<br />
a cabo por los microorganismos,<br />
que se desarrollan sobre la<br />
materia orgánica, y con la<br />
presencia requerida de nutrientes<br />
(nitrógeno y fósforo, así como<br />
otros oligoelementos). Este<br />
proceso biológico requiere de una<br />
cantidad determinada de materia<br />
orgánica, ya que cantidades<br />
excesivas de estos compuestos<br />
orgánicos, metales pesados y/o<br />
sales pueden inhibirlo o destruirlo;<br />
y cantidades reducidas de<br />
nutrientes pueden no ser<br />
suficientes para mantener el<br />
proceso.
Un proceso biológico de fangos<br />
activos se desarrolla<br />
habitualmente en dos cámaras<br />
separadas:<br />
Un reactor biológico, tanque<br />
agitado, aireado y alimentado con<br />
el agua residual, en el que se<br />
produce la parte biológica del<br />
proceso; y un decantador<br />
secundario, tanque en el que<br />
sedimenta el fango producido,<br />
que es recirculado a la cabecera<br />
del tratamiento, y purgada para<br />
su eliminación la cantidad<br />
producida en exceso.<br />
Estos procesos pueden<br />
desarrollarse en un único<br />
depósito,<br />
actuando<br />
alternativamente como reactor y<br />
como decantador.<br />
Los sistemas<br />
de<br />
lodo mecánicamente eliminar los<br />
sólidos y sedimentos destructiva<br />
de su barro, lo que resulta en la<br />
retención de líquidos, reducir el<br />
desgaste en el equipo, la<br />
agitación de barro más eficiente,<br />
el mantenimiento de limpieza<br />
eficiente, y un ambiente de<br />
trabajo más seguro.<br />
Físicas<br />
» Características de<br />
los lodos «<br />
Las características físicas<br />
de los lodos residuales<br />
están afectadas por la<br />
calidad de las aguas de<br />
desecho, el tipo y lo<br />
extenso del tratamiento<br />
de las aguas residuales, y<br />
el método de<br />
estabilización de los<br />
lodos. La más importante<br />
característica física de las<br />
aguas de desecho es el<br />
contenido total de sólidos,<br />
los cuales incluyen sólidos<br />
flotantes, suspendidos y<br />
disueltos. Sin embargo,<br />
los sólidos flotantes,<br />
suspendidos y disueltos.<br />
Sin embargo, los sólidos<br />
flotantes y los lodos<br />
en suspensión son<br />
reducidos efectivamente<br />
durante el tratamiento<br />
primario y secundario.<br />
El olor es otra propiedad<br />
física que puede ser un<br />
grave problema cuando el<br />
oxígeno es anulado o está<br />
carente en las aguas de<br />
desecho. El adecuado<br />
tratamiento secundario<br />
los minimiza pero no<br />
elimina la posibilidad de<br />
olor. El color y la<br />
temperatura de los<br />
efluentes cloacales son de<br />
poca importancia a menos<br />
que el afluente e acerque<br />
a una parte amplia de la<br />
corriente de flujo. Bajo<br />
estas características<br />
físicas de agua pueden<br />
ser<br />
cambiadas<br />
significativamente.
Químicas<br />
Las características químicas de un<br />
lodo definen las necesidades de<br />
tratamiento, las condiciones para<br />
su disposición y posible utilización.<br />
En general, la naturaleza química<br />
de los lodos no ha sido<br />
caracterizada, esto es debido a su<br />
diversidad y a que la mayoría de<br />
las publicaciones se refieren a la<br />
fracción solida únicamente. Entre<br />
las principales propiedades<br />
químicas se encuentran:<br />
●Olor: Determina su aceptabilidad.<br />
Para medirlo se emplea un<br />
olfatometro dinámico que permite<br />
efectuar mediciones en el campo.<br />
El olor, en los lodos generalmente<br />
se debe a que en la mayoría de los<br />
casos hay presencia de ácido<br />
sulfhídrico.<br />
●Composición química: Los<br />
elementos químicos contaminantes<br />
de influentes pasan a formar parte<br />
de los lodos ya sea por<br />
precipitación en forma de sulfuros,<br />
óxidos, bicarbonatos; por<br />
absorción, por quelacion con<br />
compuestos orgánicos o por<br />
partición entre la fase sólida y la<br />
liquida durante el proceso de<br />
separación de los sólidos.<br />
Biológicas<br />
Los desechos orgánicos de<br />
humanos y animales contienen<br />
patógenos. Se asume que hay una<br />
correlación más o menos directa<br />
entre el número de patógenos.<br />
Esto es probablemente cierto para<br />
aguas, pero realmente no se<br />
conoce que esta relación exista en<br />
lodos. Los coliformes fecales son<br />
tan numerosos en estos desechos<br />
que estimaciones básicas de la<br />
supervivencia de patógenos sobre<br />
la supervivencia de coliformes<br />
pueden ser completamente<br />
erróneas.<br />
Lo virus entéricos incluyen agentes<br />
causales de polio y hepatitis viral.<br />
El virus de polio es fácilmente<br />
detectado en desechos fecales y<br />
ha sido demostrado que está<br />
presente en lodos digeridos en<br />
efluentes clorinados de agua.<br />
Los patógenos pueden ser<br />
reciclados al huésped en el<br />
proceso de reciclamiento de<br />
desechos a la tierra por<br />
contaminación directa de los<br />
cultivos alimenticios.
CARACTERÍSTICAS<br />
FÍSICAS<br />
Conductividad<br />
Eléctrica.<br />
Turbiedad.<br />
pH.<br />
CARACTERÍSTICAS<br />
QUÍMICAS<br />
Acidez. Alcalinidad. DBO.<br />
CARACTERÍSTICAS<br />
BIOLÓGICAS<br />
Bacterias. Hongos. Algas.
» Etapas en el<br />
tratamiento de lodos «<br />
Tratamientos de fangos<br />
Los lodos contienen todas las sustancias<br />
que han sido separadas en las diferentes<br />
etapas de la depuración de aguas.<br />
Los fangos han de sufrir una serie de<br />
procesos para facilitar la gestión de los<br />
mismos y minimizar el riesgo<br />
medioambiental y salud pública. Con estos<br />
procesos se intentará conseguir<br />
principalmente:<br />
1. Concentrar los lodos para reducir<br />
su volumen<br />
2. Estabilizarlos para evitar su<br />
putrescibilidad y por tanto evitar los<br />
malos olores<br />
3. Deshidratarlos para conseguir una<br />
textura que los haga más<br />
fácilmente manejables y<br />
transportables.<br />
Los sistemas de tratamiento de fangos se<br />
pueden resumir en los siguientes<br />
procesos:<br />
para los siguientes procesos que tienen<br />
que sufrir los fangos ya que permitirá<br />
aumentar la capacidad de los tanques y<br />
equipos necesarios, disminuirá la<br />
cantidad de productos químicos, y el<br />
calor necesario para los digestores.<br />
Existen diferentes sistemas para<br />
conseguir esta disminución de volumen:<br />
1. Espesadores por gravedad<br />
Con este tipo de separadores<br />
conseguimos separar la fase sólida de la<br />
líquida. El funcionamiento es similar al<br />
de los decantadores.<br />
Este tipo de espesadores suelen constar<br />
de una cubeta, por lo general cilíndrica<br />
fondo cónico. Aparece también un<br />
puente móvil donde se sitúan dos<br />
brazos con sendas rasquetas, movidos<br />
por un motor que acciona el eje central.<br />
La función de estas rasquetas es la de<br />
concentrar los sólidos y conducirlos a la<br />
parte central del fondo cónico, y<br />
prodecer a su evacuación.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Espesado<br />
Estabilización<br />
Acondicionamiento<br />
Deshidratación<br />
Disposición final<br />
DISMINUCIÓN DEL VOLUMEN DE<br />
LOS FANGOS: ESPESAMIENTO<br />
La disminución del volumen que ocupan<br />
los fangos de una E.D.A.R. es beneficiosa
2. Espesadores por flotación<br />
En este espesador también se separa la<br />
fase sólida de la líquida, pero a diferencia<br />
del método anterior, en los espesadores<br />
por flotación los sólidos se concentran en<br />
la parte superior. Los fangos en este caso<br />
ascienden a una velocidad superior a la de<br />
sedimentación. Esto se consigue mediante<br />
la introducción de aire. Estas pequeñas<br />
burbujas de aire arrastran a las partículas<br />
sólidas hacia arriba. Los sólidos<br />
acumulados en la superficie del espesador<br />
son retirados mediante procesos<br />
mecánicos.<br />
Los criterios y recomendaciones en España<br />
para el diseño de estos espesadores se<br />
indican en la siguiente tabla:<br />
Este tipo de tratamiento se suele aplicar<br />
para los lodos biológicos, mientras que<br />
para los lodos primarios no se suele usar.<br />
3. Espesamiento por centrifugación<br />
La centrifugación se usa principalmente<br />
par a la deshidratación de los lodos,<br />
aunque también se utilizan para<br />
concentrar los fangos. El principio en le<br />
que se fundamenta es en la<br />
sedimentación de las partículas sólidas<br />
del fango gracias a la fuerza centrífuga<br />
que se aplica.<br />
El fango se introduce en de forma<br />
continua, concentrándose los sólidos en<br />
la zona periférica. El lodo es empujado<br />
por un tornillo helicoidal hasta el extremo<br />
de la centrífuga.
Los factores que afectan a este<br />
proceso son:<br />
ESTABILIZACIÓN<br />
La estabilización tiene como<br />
objetivos, el reducir los<br />
microorganismos patógenos<br />
presentes en los fangos de<br />
E.D.A.R., eliminar los olores<br />
desagradables y eliminar la<br />
capacidad de putrefacción.<br />
DIGESTIÓN AEROBIA<br />
Consiste en la degradación<br />
biológica de la materia orgánica<br />
presente en el agua residual<br />
gracias a la actividad<br />
microbiológica en condiciones<br />
aerobias.<br />
Los fangos en el reactor deben<br />
mantenerse en concentraciones<br />
cercanas a 25 g/l y la reducción<br />
de la materia volátil debe ser<br />
como mínimo del 40%.<br />
Este método permite una<br />
importante reducción de sólidos<br />
volátiles (aunque la digestión<br />
anaerobia consigue una<br />
reducción mayor), se consiguen<br />
reducidas concentraciones de<br />
DBO del sobrenadante obtenido,<br />
se minimizan los problemas de<br />
olores en el producto digerido y<br />
se obtiene un producto de gran<br />
calidad y valor desde el punto<br />
de vista agrícola. El<br />
inconveniente que presenta es<br />
que es un método muy<br />
costoso.<br />
Tiempo de<br />
retención: cuanto mayor<br />
sea el tiempo el retención<br />
mayor será la reducción<br />
de los sólidos volátiles.<br />
Temperatura: El<br />
rendimiento en la<br />
reducción de los sólidos<br />
volátiles disminuye con<br />
las bajas temperaturas.<br />
Para minimizar estos<br />
efectos se puede<br />
aumentar la cantidad de<br />
sólidos, aumentando así<br />
también el tiempo de<br />
retención y mejorando el<br />
rendimiento del sistema.<br />
Esto hay que tenerlo en<br />
cuenta a a hora de<br />
diseñar la cuba para las<br />
peores condiciones de<br />
temperatura para un<br />
rendimiento de volátiles<br />
fijo.<br />
Necesidades de<br />
oxígeno y de<br />
mezcla: La cantidad de<br />
oxigeno que tenemos que<br />
suministrar se determina<br />
en función de los sólidos<br />
volátiles destruidos. Se<br />
estima que la<br />
transformación de la<br />
materia carbonada a agua<br />
y amoniaco requiere 1,42<br />
kg de oxígeno y la<br />
nitrificación necesitado un<br />
aporte adicional de 0,56<br />
kg de oxígeno, resultando<br />
un total de 2 kg de<br />
oxígeno por kg de materia<br />
volátil destruida.
DIGESTIÓN ANAEROBIA<br />
La digestión anaerobia es la<br />
degradación de la materia<br />
orgánica de los fangos en<br />
condiciones de anoxia. Las<br />
reacciones que se producen en<br />
esta degradación liberan energía<br />
además de liberar al medio<br />
metano (CH 4 ), dióxido de carbono<br />
(CO 2 ) y agua (H 2 O).<br />
Este tipo de digestión trascurre en<br />
diferentes fases que se describen<br />
a continuación:<br />
4. Fase Metanogénica:<br />
Etapa realizada gracias a las bacterias<br />
metanogénicas, las cuales forman metano (CH 4 ) y<br />
dióxido de carbono (CO 2 ). Estas bacterias tienen un<br />
crecimiento lento provocando que su metabolismo<br />
sea limitante en el proceso del tratamiento de los<br />
fangos mediante digestión anaerobia.<br />
Los sistemas de digestión anaerobia se clasifican en:<br />
baja carga, alta carga, contacto anaeróbico y por<br />
separación de gases.<br />
1. Fase de hidrolí<br />
En esta etapa se rompen los<br />
enlaces de las grandes moléculas<br />
gracias a las enzimas que<br />
excretan las bacterias hidrolíticas<br />
2. Fase Ácida:<br />
En esta fase actúan bacterias<br />
facultativas que transforman los<br />
compuestos orgánicos presentes<br />
en el fango en ácidos orgánicos<br />
de bajo peso molecular, esto<br />
produce al finalizar esta etapa el<br />
pH descienda.<br />
3. Fase Acetogénica:<br />
Esta fase la realizan las bacterias<br />
acetogénicas, las cuales sueltan<br />
los medios acetatos y CO 2.
ESTABILIZACIÓN QUÍMICA<br />
Oxidación con cloro<br />
Es la oxidación química del fango<br />
mediante la aplicación de una<br />
dosis elevada de cloro. Se realizan<br />
en reactores cerrados y necesita<br />
un periodo de retención baste<br />
corto.<br />
Estabilización con cal<br />
Se añade cal al fango en dosis<br />
tales para mantener el pH 12<br />
durante el tiempo suficiente como<br />
para asegurar la eliminación o<br />
reducción de organismos<br />
patógenos presentes en los<br />
fangos.<br />
ACONDICIONAMIENTO<br />
ACONDICIONAMIENTO QUÍMICO<br />
Se utiliza para la coagulación de la materia sólida a la<br />
vez que se libera mucha agua de los fangos.<br />
Los productos más utilizados en el acondicionamiento<br />
químico son los polielectrolitos, aunque también se usa<br />
cloruro férrico, cal, sulfato de alúmina, entre otros.<br />
ACONDICIONAMIENTO TÉRMICO<br />
Se trata de un calentamiento de los fangos a una<br />
temperatura de 160-210 ºC, produciéndose el cambio<br />
de estructura de los fangos con una gran cantidad de<br />
materia orgánica.<br />
Este tipo de estabilización se suele<br />
usar:<br />
- Como sistema complementario<br />
de estabilización durante los<br />
periodos en que las instalaciones<br />
de otros sistemas (como la<br />
digestión o la incineración) están<br />
fuera de servicio.<br />
- Como sistema complementario a<br />
los procesos de digestión cuando<br />
hay una cantidad de fangos<br />
mayor a la cantidad prevista en el<br />
diseño de las instalaciones.<br />
- En plantas de pequeño tamaño<br />
donde una inversión y la<br />
consiguiente explotación de las<br />
instalaciones de otro sistema de<br />
estabilización no resulten<br />
rentables.
DESHIDRATACIÓN<br />
La deshidratación disminuye el<br />
contenido de agua de los fangos<br />
disminuyendo así el volumen de<br />
los lodos para el transporte y la<br />
manejabilidad de los mismos. El<br />
destino de los fangos determinará<br />
el grado de deshidratación y el<br />
método utilizado para este fin.<br />
Con la deshidratación se<br />
consigue:<br />
•Disminuir los costes de<br />
transporte de lo los lodos al<br />
disminuir el volumen del fango.<br />
•Mejora la manejabilidad de los<br />
lodos.<br />
•La deshidratación suele ser<br />
necesaria antes de la incineración<br />
ya que se consigue aumentar el<br />
poder calorífico al disminuir la<br />
humedad<br />
ERAS DE SECADO<br />
Las eras de secado son capas de materiales drenantes<br />
dispuestas de forma vertical en un receptáculo. El fango<br />
se hace pasar sobre estas capas de grava o arena<br />
produciéndose el filtrado y la deshidratación de los lodos<br />
por evaporación. Esta evaporación dependerá de las<br />
condiciones climáticas de la zona, los días de exposición<br />
de los lodos y las características del lodo.<br />
FILTRO BANDA<br />
Es un sistema de alimentación continua de fango, donde<br />
se realiza también un acondicionamiento químico,<br />
generalmente con polielectrolitos.<br />
En los filtro banda primero se produce un drenaje por<br />
gravedad y después se hace pasar al fango por una<br />
aplicación mecánica de presión para que se produzca la<br />
deshidratación, gracias a la acción de una telas porosas.<br />
Es un método barato, ya que no necesita una gran<br />
inversión inicial, los costes de mantenimiento y<br />
explotación son bajos y la instalación representa un bajo<br />
consumo energético.<br />
•La deshidratación es necesaria si<br />
el fango se destina a compostaje.<br />
•Para evitar los olores que puedan<br />
derivarse de los lodos se realiza la<br />
deshidratación.<br />
•La deshidratación es necesaria si<br />
el lodo va a ser evacuado a<br />
vertedero ya que evitamos la<br />
formación de lixiviados.
FILTRO PRENSA<br />
Los filtros prensa constan de una<br />
serie de placas rectangulares<br />
verticales dispuestas una detrás<br />
de otra sobre un bastidor. Sobre<br />
las caras de estas placas se<br />
colocan telas filtrantes,<br />
generalmente de tejidos<br />
sintéticos. El espacio que queda<br />
entre dos placas, en su parte<br />
central hueca, es el espesor que<br />
adquirirá la torta resultante. Este<br />
espesor puede oscilar entre 15-30<br />
mm.<br />
La superficie de los filtros prensa<br />
puede ser de hasta 400 m 2 , y la<br />
superficie de las placas de 2 m 2 . Y<br />
suelen estar formados por más de<br />
100 placas.<br />
El proceso de filtrado varía entre<br />
25 horas, dependiendo de la<br />
duración de las diferentes etapas<br />
que pasamos a enumerar a<br />
continuación:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Llenado<br />
Filtrado<br />
Descarga<br />
Limpieza<br />
Con este proceso se consigue una<br />
estanqueidad del 35-45%, según<br />
las características del lodo a<br />
tratar.<br />
CENTRIFUGADORA<br />
La centrifugadora es un tambor<br />
cilindro-cónico de eje horizontal<br />
que se fundamenta en la fuerza<br />
de centrifugación para la<br />
separación de la fase sólida del<br />
agua.<br />
Hay dos tipos de centrifugación<br />
en la deshidratación de los lodos.<br />
Una de ellas es la centrifugación<br />
contra corriente, donde los sólidos<br />
y el líquido circulan en sentido<br />
contrario dentro del cilindro. El<br />
otro tipo de centrifugación es la<br />
equicorriente donde la fracción<br />
sólida y la líquida discurren en el<br />
mismo sentido.<br />
SECADO TÉRMICO<br />
Con este sistema se consigue<br />
extraer el agua embebida de los<br />
fangos gracias a la evaporación<br />
de la misma. El secado térmico<br />
puede ser por secado directo o<br />
indirecto.<br />
En el primer caso se utilizan gases<br />
calientes que se ponen en<br />
contacto con el fango a<br />
deshidratar, obteniéndose una<br />
sequedad de hasta un 90%.<br />
En el secado térmico indirecto el<br />
medio calefactor es una pared<br />
secadora, similar a un<br />
intercambiador de calor,<br />
obteniéndose sequedades<br />
menores que por el método<br />
anterior, de un 60-70%.
DISPOSICIÓN FINAL<br />
VERTEDEROS<br />
Zonas específicas que<br />
cumplen con las<br />
normas.<br />
APLICACIÓN AL<br />
SUELO<br />
Uso agrícola, forestal,<br />
terrenos marginales,<br />
relleno para viviendas,<br />
acondicionamiento de<br />
suelos, etc.<br />
INCINERACIÓN Precisa de<br />
deshidratación previa.<br />
LAGUNAJE<br />
Aplicable cuando se<br />
encuentra en zonas<br />
remotas.
» Tratamiento de lodos «<br />
El tratamiento de los lodos producido en las<br />
plantas de tratamiento de aguas residuales,<br />
durante su proceso, en las fases primaria,<br />
secundaria y terciaria, involucra una<br />
combinación de procesos físico, químico y<br />
biológico. En la fase primaria, se pueden<br />
separar del agua servida componentes<br />
fluctuantes, basura arrastrada por el flujo del<br />
agua servida y arena. Los lodos están<br />
formados por sustancias contaminantes y<br />
peligrosas para la salud, por ese motivo los<br />
lodos deben ser tratados. Los lodos extraídos<br />
de los procesos de tratamiento de las aguas<br />
residuales domésticas e industriales tienen un<br />
contenido en sólido que varía entre el 0.25 y<br />
el 12% de su peso.<br />
Los lodos separados de las aguas residuales<br />
deben ser estabilizados, espesados y<br />
desinfectados, antes de llevarlos a su<br />
disposición final.<br />
●Lodo Crudo<br />
Lodo crudo, es aquel que no ha sido tratado<br />
ni estabilizado, que puede extraerse de<br />
plantas de tratamiento de aguas residuales.<br />
Tiene a producir la acidificación de la<br />
digestión y produce olor.<br />
●Lodo primario<br />
El lodo primario es producido durante los<br />
procesos de tratamiento primario de las<br />
aguas residuales. Esto ocurre después de<br />
las pantallas y desarenado y cosiste en<br />
productos no disueltos de las aguas<br />
residuales. El lodo en el fondo de tanque<br />
primario de sedimentación se llama también<br />
lodo primario. La composición del lodo<br />
depende de las características del área de<br />
recogida de las aguas. El lodo primario<br />
contiene generalmente una gran cantidad<br />
de material orgánica, vegetales, frutas,<br />
papel, etc.<br />
●Lodo activo<br />
La eliminación de materia orgánica disuelta y los nutrientes de las aguas residuales tiene<br />
lugar durante el tratamiento biológico del agua. Normalmente se caracteriza por la<br />
interacción de distintos tipos de bacterias y microorganismos, que requieren oxígeno para<br />
vivir, crecer y multiplicarse y consumen materia orgánica. El lodo resultante llama lodo activo.<br />
Normalmente este lodo está en forma de floculos que contienen biomasa viva y muerta<br />
además de partes minerales y orgánicas adsorbida y almacenada.<br />
El comportamiento de sedimentación de los floculos de los lodos activos es de gran<br />
importancia para el funcionamiento de la planta de tratamiento biológico. Los floculos deben<br />
ser removidos, para separar la biomasa del agua limpia, y el volumen requerido de lodo<br />
activo puede ser bombeado de nuevo en el tanque de aireación.
●Lodo activo de retorno<br />
El lodo activo de retorno que<br />
proviene del tanque de aireación<br />
biológica al clarificador final. Los<br />
floculos de lodo activo sedimentan<br />
al fondo y pueden separarse del<br />
agua limpia residual. La mayoría del<br />
lodo que se lleva de nuevo a tanque<br />
de aireación e llama lodo activo de<br />
retorno.<br />
●Exceso de lodo, lodo<br />
secundario<br />
Para alcanzar una vida del lodo<br />
constante, la biomasa en exceso<br />
debe de eliminarse de la planta<br />
biológica de tratamiento. El lodo en<br />
exceso contiene partículas no<br />
hidrolizables y biomasa resultado<br />
del metabolismo celular.<br />
●Lodo terciario<br />
Lodo terciario se produce a través<br />
de procesos de tratamiento<br />
posterior, ex. Adición de agentes<br />
floculantes.<br />
●Fango/lodo digerido<br />
» Su importancia…«<br />
El tratamiento de aguas residuales, tanto<br />
municipales como industriales, es de grata<br />
importancia, ya que remueve los contaminantes<br />
presentes, con el fin de hacerlas aptas para otros<br />
usos o bien para evitar daños al ambiente.<br />
El tratamiento del agua trae como consecuencia,<br />
la formación de lodos residuales, subproductos<br />
indeseables difíciles de tratar y que implican un<br />
costo extra en su manejo y disposición.<br />
Los lodos primarios son aquellos que se extraen<br />
de los clarificadores primarios.<br />
Consisten principalmente en:<br />
- Arena fina<br />
- Solidos inorgánicos<br />
- Solidos orgánicos<br />
Los lodos secundarios son los lodos en exceso<br />
generados en el tratamiento biológico.<br />
Consisten en lodos biológicos, resultado de la<br />
conversión de productos de desechos solubles de<br />
efluentes primarios y partículas que escapan del<br />
tratamiento primario.<br />
Fango digerido tienen lugar en los<br />
procesos de digestión aeróbica.<br />
Tiene color negro y olor a tierra.<br />
Tiene una proporción de materia<br />
orgánica del orden de 45 to 60 %.
» Ejemplos de uso sustentable de los<br />
desechos biológicos de aguas residuales «<br />
Algunos países regulan las<br />
condiciones bajo las cuales<br />
puede darse la reutilización<br />
de lodos derivados del<br />
tratamiento de las aguas<br />
servidas de origen domiciliar.<br />
En Argentina, por ejemplo,<br />
se han instrumentado<br />
plantas de compostaje de<br />
lodos residuales, para usarlos<br />
como biosólidos en la<br />
agricultura.<br />
En Dinamarca, la gran parte<br />
de lodos estabilizados se<br />
usan como fertilizante en<br />
tierras laborales. El<br />
porcentaje de reutilización de<br />
los lodos de aguas residuales<br />
es de 72%, el 20% se<br />
destina a la incineración y,<br />
8% se dispone.<br />
En España, los residuos de<br />
materias<br />
orgánicas<br />
procedentes de residuos<br />
separados de origen urbano,<br />
así como de la industria,<br />
aguas residuales y lodos de<br />
plantas de tratamiento,<br />
pretenden ser utilizados en<br />
la agricultura ya que se<br />
considera lo más adecuado<br />
para este tipo de materias<br />
desde el punto de vista<br />
ambiental y económico.<br />
Otro ejemplo, es el Plan de<br />
Residuos de Holanda, el cual<br />
fija objetivos del 30% de<br />
reciclaje, 30% de<br />
compostaje, 30% de<br />
recuperación de energía y el<br />
10% de vertido como<br />
residuos no aprovechables.<br />
En Viena, el esquema es de<br />
50% de valorización<br />
energética, 29% de reciclaje,<br />
12% de compostaje y 9% a<br />
vertedero.<br />
Recientemente se han<br />
realizado estudios que<br />
reportan que los lodos<br />
residuales que en México<br />
han significado un grave<br />
problema pueden ser<br />
reutilizados sin riesgos a la<br />
salud y al ambiente,<br />
demostrado que incrementan<br />
del 10 al 85% el rendimiento<br />
de los cultivos en relación<br />
con fertilizantes comunes,<br />
así, estos desechos podrían<br />
ser aprovechados después<br />
de ser sometidos a diversos<br />
procesos de estabilización,<br />
generando biosolidos que<br />
podrían aplicarse como<br />
fertilizante dependiendo de<br />
las características del suelo,<br />
el problema es la alta<br />
concentración bacteriana que<br />
presentan ya que esto los<br />
vuelve residuos peligrosos<br />
creando la necesidad de<br />
mandarlos a confinamientos<br />
o incinerarlos, en vez de<br />
aprovecharse para mejorar el<br />
suelo de dos terceras partes<br />
del territorio nacional que<br />
presentan problemas de<br />
salinidad y alcalinidad, es<br />
decir, altos contenidos de<br />
sales y sodio.
» REFRENCIAS «<br />
https://aguasresiduales.wordpress.com/tag/lodos-<strong>activados</strong>/<br />
http://www.lenntech.es/tipo-de-lodos.htm<br />
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lic/hammeken_a_am/ca<br />
pitulo8.pdf<br />
http://seia.guanajuato.gob.mx/document/AquaForum/AF52/AF5204_Param<br />
etrosOperacion.pdf<br />
http://anfacal.org/media/Biblioteca_Digital/Usos_Ecologicos/Tratamiento_d<br />
e_<strong>Lodos</strong>/ESTABILIZACION_CON_CAL_DE_LODOS_PROVENIENTES_DE_PLA<br />
NTAS_DE_TRATAMIENTO_DE_AGUAS_RESIDUALES_MUNICIPALES.pdf<br />
» INTEGRANTES «<br />
El Jurdi, Malak. C.I.: 26.958.812.<br />
Sánchez, Nanklys. C.I.: 26.070.504.<br />
Silva, Claribel. C.I.: 24.493.835.<br />
Ugas, María L. C.I.: 25.996.502.<br />
Vera, Alba. C.I.: 26.346.182.