Tratamiento y Eliminación de Lodos en Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamiento y Eliminación de Lodos

Estabilización

La estabilización aeróbica se puede realizar simultáneamente en plantas de lodos activos donde los lodos, tanto primarios como secundarios, son continuamente aireados durante largos periodos. Este proceso genera un consumo de energía. La digestión de lodos se lleva a cabo por organismos anaeróbicos en ausencia de oxígeno libre. Los procesos de estabilización anaeróbica trabajan a temperaturas normales (<40 °C) o dentro de un rango de bacterias termófilas, donde se puede alcanzar 50-65 °C, debido a la generación de calor de los procesos bioquímicos.

Espesamiento

Mediante el espesamiento de los lodos se consigue una reducción del volumen de aproximadamente un 30-80% antes de cualquier otro tratamiento. En plantas de tratamiento de menor tamaño, con alimentación regular de lodo, el espesamiento tiene lugar generalmente directamente en el tanque de almacenamiento de lodos.

Deshidratación

Una mayor reducción del volumen de lodos es necesaria antes del espesamiento. El líquido de los lodos tiene que drenarse consiguiendo un lodo seco y poroso. La deshidratación puede producirse de manera natural (mediante camas secas, secado solar), durante un largo periodo. Métodos más rápidos, aunque para menores cantidades (y también más costosos), son las máquinas de proceso como las prensas (filtros de prensa) y centrifugación.

Secado de Lodos

Mediante el secado de los lodos se consigue reducir el peso. El secado se crea mediante la evaporación del agua que existe en los lodos. Solo se requiere una cantidad de flujo de gas mínima para la evacuación del vapor. Esto tiene como ventaja que el gasto de aire de salida es bajo. El secado de los lodos es producido generalmente mediante procedimientos basados en contacto, convección o radiación.

Condiciones para elegir el método de secado más adecuado:

• Adherencia segura
• Compatibilidad medioambiental
• Flexibilidad del método de secado en relación con las cantidades variables de lodo

Incineración de Lodos

La incineración es un proceso de disposición final aplicable a residuos que presentan ventajas comparativas frente a otros procesos como los rellenos de seguridad. Es un tratamiento especialmente indicado para residuos con las siguientes características:

• Resistir procesos de tratamiento biológicos y ser persistentes en el ambiente (ej. pesticidas).
• Ser volátiles y fácilmente dispersables (ej. solventes).
• Imposibilidad de disponerlos en forma segura en rellenos de seguridad.
• Contener compuestos clorados, con metales como Plomo, Mercurio, Cadmio, Zinc y nitrogenados, fosforados o sulfurados.

Factores que determinan la eficiencia de la incineración:

• Temperatura: A mayor temperatura, mayor posibilidad de combustión de los gases de descomposición, evitando la liberación de compuestos tóxicos.
• Turbulencia: Garantiza la mezcla entre residuos, aire y combustible. A mayor mezcla aire-combustible, mayor eficiencia.
• Disponibilidad de oxígeno: Permite la oxidación de compuestos orgánicos y evita la formación de subproductos tóxicos.

Componentes de una planta de incineración:

1. Horno rotatorio inclinado: donde se produce la combustión.
2. Cámara de postcombustión: quema los productos no combustionados en la cámara principal.
3. Recuperador de calor: enfría los gases.
4. Lavador de gases: impide su escape a la atmósfera.

Cenizas fijas: Material no combustible recogido en la parte inferior del incinerador.
Cenizas volantes: Material sólido finamente dividido retenido por filtros en la chimenea.

Tipos de Incineradores:

Incinerador de horno rotatorio:

Los residuos se colocan en cilindros largos (>20 m), inclinados y giratorios. El material no quemado se expone a condiciones oxidantes y temperaturas de 650-1100 °C. En ~1 hora, el residuo se desplaza y se quema. Los gases calientes se envían a una cámara secundaria de combustión (950-1200 °C).

Incinerador por inyección de líquido:

Cilindro horizontal o vertical donde los residuos líquidos se bombean y dispersan en forma de niebla. Cuanto más finas las gotas, más completa la combustión (1600 °C, 1-2 s). Se utiliza un combustible para alcanzar altas temperaturas. Solo se usa una cámara de combustión, aunque algunas versiones modernas incluyen entrada secundaria de aire.

Proceso de oxidación con sal fundida:

Combina tratamiento térmico y reacciones químicas. Los desechos pasan por un baño de sal fundida (carbonato sódico) a 900-1000 °C. Rendimiento de hasta 99,99999%. Puede usarse como depurador en seco para gases del incinerador.

Incineradores de lecho fluidizado:

Material sólido (calcita, arena o alúmina) suspendido en aire. Los residuos se queman en el fluido a ~900 °C.

Incineradores de plasma:

Alcanzan ~10.000 °C. Una corriente eléctrica pasa por un gas inerte (argón). En un soplete de plasma, la energía eléctrica se convierte en calor y se usa para calentar la cámara a 1650 °C. Elimina plaguicidas y envases. Residuos: escoria vítrea y gases depurados. Alto rendimiento.

Reactor de reducción química en fase gaseosa:

Reacción de reducción del hidrógeno con compuestos orgánicos y clorados a altas temperaturas. Convierte desechos peligrosos en un producto gaseoso rico en hidrocarburos. Los gases pasan por un depurador. Rendimiento: 99,9-99,99999%.

Procesos basados en un tratamiento metalúrgico (metal fundido):

Los desechos pasan por un baño de metal fundido (800-1800 °C). Las propiedades catalíticas del metal disuelven los enlaces moleculares, reduciendo los compuestos a sus elementos. Residuos: gases, materiales cerámicos y metales. En fase de transición a la explotación comercial.