EXPERIENCIA DEL SECTOR PRIVADO Tratamiento, Manejo y Disposición de Lodos de Plantas Municipales.

Contenido 1.- INTRODUCCIÓN. 2.- FUENTES DE PRODUCCIÓN Y CARACTERISTICAS DE LOS LODOS. 3.- TRATAMIENTO PREVIO A ESTABILIZACIÓN Y DESHIDRATACIÓN DE LOS LODOS. 4.- ESTABILIZACIÓN Y DESHIDRATACIÓN DE LOS LODOS. 5.- DISPOSICIÓN FINAL.

1.- Introducción. OBJETIVO: Proporcionar al asistente la información técnica relevante en cuanto a tratamiento, manejo y disposición de lodos, enfocado a las experiencias vividas en el sector privado. Aspectos importantes a considerar en la selección de los sistemas de tratamiento de lodos: Características de los lodos (tipos). Volumen de lodos a tratar. Localización del sitio de tratamiento. Tecnologías de tratamiento. Capacidad de inversión. Capacidad de disposición final (área). Regulación local o Federal.

Diagrama Típico Planta de Tratamiento de Aguas Municipal

2.- Fuentes de Producción y Características de Lodos. De los sistemas más comunes de tratamiento en una planta municipal, obtenemos los siguientes tipos de lodos: Lodos de Sistemas Físico Químicos Remoción de DBO5 por medio de floculación coagulación. Lodos de Clarificador Primario Remoción alrededor de sólidos sedimentables y suspendidos. Lodo de Bio-reactores (anaeróbico o aeróbico) Purga del exceso de lodo activado. Otros : Sistema DAF Remoción de grasas y aceites y/o natas.

2.- Fuentes de Producción y Características de Lodos.

Espesadores de Gravedad 3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Para el espesamiento de los lodos se utilizan comúnmente los siguientes procesos: Espesadores de Gravedad Comúnmente, son tanques circulares de entre 3 a 4 metros de profundidad y hasta 25 metros de diámetro. Los lodos que son alimentados en la parte central y estos fluyen a una velocidad lenta hacia el vertedero en el canal final (diámetro exterior) provocando la sedimentación de los lodos por gravedad.

3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. DAF (Sistema de Flotación por Aire Disuelto) El espesamiento por flotación es provocar que los sólidos se separen de la fase líquida en dirección ascendente uniendo las burbujas de aire a las partículas de SS, ayudado con agente floculante.

3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Tambor Rotatorio. Separación del agua y el lodo a través de un medio mecánico. Es un tambor de distintos tamaños en forma de malla normalmente de acero inoxidable u orificios perforados, o tela de acero inoxidable, o una combinación de acero inoxidable/poliéster. El tamaño de paso normalmente es de máximo 1.0 mm. Estas mallas se remplazan.

3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Tambor Rotatorio. El tamaño de paso del tamiz y el material deberá seleccionarse adecuadamente, dependiendo del pretratamiento (rejillas o desarenado etc.) de acuerdo al tamaño de partícula esperado y al paso de material que puede dañar o romper la malla. Se requiere uso de polímeros.

3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Filtro Espesador de Gravedad Banda. El filtro de gravedad está basado en el principio de separación de agua por medio del drenado por gravedad a lo largo de una banda porosa horizontal. El tambor rotatorio y el filtro de gravedad son usados mayormente en procesos de lodos activados.

3.- Tratamiento Previo a la Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Acondicionamiento: Es importante primero aglomerar los sólidos suspendidos en el lodo en flóculos, esto proveerá una separación inicial del agua con el lodo. Normalmente se utilizan productos químicos, como polímeros. Desaguado por gravedad: El lodo floculado es depositado en la sección de desagüe por gravedad, esto ocurre durante el movimiento de la banda, el agua libre es drenada a través de la banda. Se utiliza la ayuda de espaciadores o la banda es inclinada.

3.- Tratamiento previo a la estabilización y deshidratación de los lodos. Lodo primario: Fácil de descomponerse , desprende burbujeo y olores, lodo difícil de manejar (cuando mal sistema de pretratamiento), lodo séptico afecta el proceso biológico también. Lodo Secundario : El espesamiento es afectado por descontrol en el proceso biológico: filamentos, sobre-oxidación, Desnitrificación, concentración de lodo purgado, pobre sedimentación. Se puede realizar una mezcla de lodo primario secundario, para mejorar el espesamiento.

(Capítulo soporte) Acondicionamiento de los Lodos

Procesos de Acondicionamiento. Contenido de Sólidos en los Polímeros. Forma Física % Sólidos Poliacrylamidas sólidas ~90-95 Poliacrylamidas en emulsión ~30-60 Poliacrylamidas en solución ~ 5-10 Poliaminas líquidas ~20-50 PoliDADMs líquidas ~11-41 Peso Molecular. Pesos moleculares típicos: Bajo: < 100,000 Medio: 100,000 - 500,000 Alto: 500,000 - 6,000,000 Muy alto: 6,000,000 - 50,000,000+ Sistema de Preparación recomendado: Depósito de polímero Dosificador Mezclador Tanque de solución Bomba de desplazamiento positivo Tanque de añejamiento Bomba dosificadora . estático Polímero Agua Agua de humectación Agua de dilución Solución de Medidor de Flujo

Procesos de Acondicionamiento. Muchas variables pueden afectar esta coagulación: El tipo de polímero seleccionado……………… .Preferentemente en polvo. Sistema de polímero ………………………………Tqe. Prepn. , añejamiento y dosificación. (independientes). Concentración del polímero usado……………..máximo 0.5 (mejor si es de 0.1 %). Tiempo de contacto de polímero........................Preferente 3 minutos. El tipo de la bomba de polímero usado ……….Pref. Diafragma. El mezclado del polímero ……………… ……...Mezcladores estáticos Torta Solución de polímero Mezclador estático Agua de dilución . Lodo Energía de mezclado

4.- Estabilización y Deshidratación de los Lodos.

4.- Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Tipos de sistemas de tratamiento de lodos. Digestión Aeróbica. Requerimiento de aire para oxidar el lodo. No hay presencia de olores o descomposición Construcción mas sencilla. Digestión Anaeróbica. Ausencia de aire y se requiere mayor control. Construcción más compleja. Producción de Biogas , que puede ser empleado como recurso de energía Reducción de lodos, reducción de materia volátil hasta 40%. Preferentemente calentar lodos a máximo 35oC. Estabilización con Cal. Requerimiento de cal y sistema de preparación y dosificación. pH > 12 y posterior mantener a > 11.5. Producción mayor de lodos. Mezclado de lodo con la lechada es importante y no fácil.

4.- Estabilización y deshidratación de los lodos. Filtros Banda. Equipo compuesto por bandas filtrantes y rodillos de compresión; así como charolas de recolección. Zona de compresión Compresión: Los sólidos de lodo son intercalados a través de 2 bandas porosas que viajan a su vez alrededor de una serie de rodillos de compresión, para que luego la torta sea descargada.

4.- Estabilización y Deshidratación de los Lodos. Centrífugas. La centrifugación es un proceso en el que la fuerza centrífuga (generalmente de 500 a 3000 veces la fuerza de gravedad) es aplicada a una mezcla de lodo para acelerar la separación de las fracciones líquida y sólida. La concentración de sólidos en la alimentación, según la aplicación, pueden variar de 2% a 10 %.

Continuando con Acondicionamiento de Lodos. Puntos de adición de polímero y mezcladores en línea. Válvula de mezclado, mezclador estático o mezclador dinámico de línea Filtro Prensa Filtrado Bomba de Lodos MIXER Dosificadora de Polímero

Continuando con acondicionamiento de lodos. En sistema continuo de tanques “batch”, dos tanques de mezclados son usados para envejecer el polímero esperando para el proceso. También se utiliza inyector para dosificar el polímero dentro del tanque de mezclado. UN PUNTO DE LOS MAS IMPORTANTES ES: !!!! LA ENERGIA DE MEZCLADO…!!!! REAFIRMANDO: “LA ENERGIA DE MEZCLADO”.. El Polímero tendrá el mayor efecto en como se desempeña el sistema de deshidratado. Si usted no selecciona el polímero apropiado, no importa cual sistema y que tan eficiente sea, usted no logrará su desempeño optimo.

FIGURA .- EFECTO DE LA ENERGIA DE MEZCLADO Y LA FORMACIÓN DEL FLÓCULO. Continuando con acondicionamiento de lodos. FIGURA .- EFECTO DE LA ENERGIA DE MEZCLADO Y LA FORMACIÓN DEL FLÓCULO. MIXER MUY POCA ENERGIA FLÓCULOS GRANDES Y PEQUEÑOS MIXER CORRECTA CANTIDAD ENERGIA FLÓCULOS DE BUEN TAMAÑO Y UNIFORMES MIXER MUCHA ENERGIA ENERGIA DESINTEGRACION DEL FLÓCULO

4.- Estabilización y deshidratación de los lodos.

4.- Estabilización y deshidratación de los lodos. Filtros Prensa. Principio de Operación. La filtración por presión para separar líquidos de sólidos evolucionó por la industria alimenticia. Los filtros a presión fueron utilizados para separar jugos de su pulpa forzándolo a través de tela. La filtración por presión es una buena alternativa para procesar lodos con características pobres de desaguado, aunque la experiencia ha mostrado que es necesario realizar un recubrimiento de las telas. Se pueden conseguir hasta concentraciones de lodos de 75 % humedad.

4.- Estabilización y deshidratación de los lodos. Lechos de Secado. Son utilizados en sistemas pequeños de tratamiento, de fácil manejo, requieren poca atención y de bajo costo. Se utilizan medios como arena, pavimento o medios artificiales, puede utilizarse medios como el sol, aire o vacío para el secado. Debe utilizarse un sistema de drenaje para captar la humedad del lodo o los lixiviados producidos.

4.- Estabilización y Deshidratación de los Lodos.

5.- Disposición final de los lodos.

5.- Disposición Final Previo a la disposición final: Tratamiento de secado o incineración de los lodos. Estos procesos aplican, por obligación del cumplimiento normativo o por necesidades de reducción de volumen de disposición. Procesos con costo adicional. Inversión de capital es grande. Permisos de operación aun no específicamente definidos en la normatividad mexicana. El costo operativo se vuelve más razonable al utilizar el biogas generado en sistema anaeróbico.

5.- Disposición Final Tipos de Disposición: Previo a la disposición final (continuación): Actualmente no hay una normatividad en México aplicable para secadores de lodos. No definición de análisis que se realizarán en las emisiones, uso de biogas. No definición de algunos análisis que se realizarán al lodo seco. Permisos de operación aun no específicamente definidos en la normatividad mexicana. El costo operativo se vuelve mas razonable al utilizar el biogas generado en sistema anaeróbico. Tipos de Disposición: Existen tres tipos de alternativas generales para disponer los lodos municipales: Relleno sanitario municipal. “Land fill” interno (parte del proyecto) Reuso

5.- Disposición Final Relleno sanitario municipal. Depende de la localización del municipio (para planta pequeñas no es problemas, para planta grande, el volumen de lodo es considerable) Capacidad del relleno sanitario en cuestión. Sujeto a condiciones locales, cambios de administración. No hay garantía de largo plazo. Sujeto a tiempos de operación del relleno. Land fill interno (parte del proyecto). Depende del área de terreno de la planta. Permisos de operación del relleno. Comunidad. Inversión inicial de membrana, material soporte, colección de lixiviados etc. Control operativo. Reuso . Importante recurso de solución.

5.- Disposición Final Reuso . El uso de lodos y biosólidos para mejoramiento de suelos está contemplado en la Ley Federal de Sanidad Vegetal y en la Ley General de Desarrollo Forestal Sustentable, además de que se especifica este uso en la NOM-004-SEMARNAT-2002 (punto 4.9 y Tabla 3) y la NOM-021-RECNAT-2000 (mejoradores de suelo). Ahora bien, hay una normativa para el uso de los lodos de PTA en la fabricación de composta; la NMX-FF-109-SCFI-2007 “Humus de lombriz (lombricomposta)-Especificaciones y métodos de prueba”, extracto que incluyo a continuación:   Adicionalmente algunas entidades federativas contemplan en Leyes Estatales el uso de la composta como es por ejemplo: Ley de Residuos Sólidos del Distrito Federal . Ley del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente del Estado de Michoacán. Ley de la Gestión Integral de Residuos del Estado de Jalisco. Ley de Prevención y Gestión Integral de Residuos del Estado de Querétaro . Ley para la Gestión Integral de Residuos del Estado y los Municipios de Guanajuato Ley de Residuos Sólidos para el Estado de México . “principio de valorización de residuos” el cual se refiere a efectuar las acciones necesarias para brindar un valor a los residuos y que estos reingresen a las cadenas productivas. Para promover el uso de los lodos de PTA como mejoradores de suelo se debe demostrar su inocuidad conforme a la NOM-004 y su beneficio fertilizante de conformidad con la NOM-021.

GRACIAS