1.5: Procesos de Manejo de Sólidos

Resultados de aprendizaje

• Comprender dónde se generan los sólidos del tratamiento de aguas residuales
• Compare las diferentes formas de espesar los sólidos de aguas residuales

Biosólidos

Durante muchos años los sólidos que salían de la planta de tratamiento de aguas residuales se denominaron lodos. El término lodo todavía se usa pero típicamente se refiere al lodo crudo no tratado que sale de los clarificadores primarios o el lodo activado residual (WAS) que sale de los clarificadores secundarios. Sin embargo, una vez que el lodo ha sido tratado, se puede convertir en biosólidos. Los biosólidos se pueden usar para muchos propósitos beneficiosos, como compost, fertilizantes y coberturas de vertederos. En la porción líquida del tratamiento de aguas residuales, el objetivo fue la reducción de la materia orgánica. Gran parte de esa materia orgánica termina en el lodo. En los biosólidos, es esa materia orgánica la que se puede utilizar para el compostaje. También hay una gran cantidad de nitrógeno y fósforo que son componentes clave en el fertilizante. Esa materia orgánica tiene mucha energía potencial. Durante las etapas de tratamiento de digestión, esta energía puede ser capturada y utilizada para alimentar otras partes del proceso de tratamiento.

Tratamiento Primario Espesamiento de

El espesamiento por gravedad se usa comúnmente para espesar sólidos primarios. El propósito del espesamiento es reducir el contenido de agua. Esto hace un lodo más concentrado que requerirá digestores más pequeños en la siguiente etapa de tratamiento. El espesamiento por gravedad funciona muy similar a la sedimentación primaria. Sin embargo, en lugar de comenzar con aguas residuales crudas estamos comenzando con lodos concentrados. En el tanque de sedimentación primaria, las aguas residuales crudas aumentarán de alrededor de 1% de sólidos a hasta entre 4% y 6% de sólidos. Comenzar con la mayor concentración de sólidos por ciento y someterla a un proceso de tratamiento similar puede aumentar aún más la concentración de sólidos a 10% o más. Al aumentar el porcentaje de sólidos el lodo se vuelve más espeso. Se está volviendo más espeso porque se está quitando el agua.

Similar al proceso de sedimentación, los espesantes por gravedad dependen de los sólidos pesados en el lodo para sedimentar por gravedad en el fondo del espesante. A medida que los sólidos se asienten, el agua se separará. El tanque se estratificará con mayores cantidades de sólidos en el fondo del tanque y capa de agua con menos sólidos en la parte superior. La capa superior se conoce como el sobrenadante y la capa inferior se llama subnatante. Para optimizar el rendimiento de un espesante por gravedad es fundamental tener lodo primario “fresco”. Los lodos que se están convirtiendo o ya se han vuelto sépticos no se asentarán tan fácilmente como los lodos más nuevos Por lo tanto, se debe vigilar de cerca el control de la velocidad de bombeo desde el tanque de sedimentación primario hasta el espesante por gravedad. Si el lodo va a ser séptico en los tanques primarios entonces será necesario aumentar la velocidad de bombeo. Esto reducirá el tiempo de detención y evitará que los lodos se vuelvan sépticos. Sin embargo, si se bombea demasiado rápido, entonces el porcentaje de sólidos podría disminuir, lo que tampoco es óptimo. Otra forma de lidiar con los lodos sépticos es agregar cloro para reducir la actividad biológica.

Tratamiento Secundario Espesamiento de

Al espesar lodos secundarios o una mezcla de lodo secundario y primario, se usa comúnmente un espesante de flotación por aire disuelto (DAFT). Un DAFT funciona tomando una porción del subnatante claro que sale del DAFT y presuriza el agua con un compresor de aire. Luego, el agua se transporta de regreso al DAFT donde se expone a la presión atmosférica. La diferencia de presión hace que se liberen muchas pequeñas burbujas de aire, al igual que abrir una botella de refresco. Las diminutas burbujas de aire flotarán hasta la cima del DAFT. El lodo entrante no podrá asentarse en el fondo debido a las burbujas de aire ascendentes. Por lo tanto, los sólidos permanecen en la capa superior y la capa inferior es agua más clara. Los sólidos serán desnatados y enviados a una tolva donde serán bombeados a la siguiente etapa de tratamiento de estabilización. El agua más clara en la parte inferior se enviará de vuelta a los cabezales para ser tratada adicionalmente en la porción líquida del proceso de tratamiento.

Un DAFT normalmente puede crear una concentración de sólidos entre 4% y 8%. El agua de retorno se presuriza entre 40 y 70 psi. Un parámetro clave para un DAFT bien operado es la relación aire a sólidos. Una relación común de aire a sólidos es de alrededor de 0.02 a 0.04. Si no se suministra suficiente aire al tanque, los sólidos se asentarán en el fondo. Otros parámetros operativos son la velocidad del brazo desnatado. Los operadores deben establecer la velocidad para desnatar lentamente el lodo espesado en una tolva. Si la velocidad del brazo desnatado se establece demasiado alta, diluirá los sólidos y reducirá la concentración de porcentaje de sólidos. Debe haber una manta de aproximadamente 1 a 3 pies de lodo espesado en el DAFT. A menudo se agrega polímero para ayudar a la coagulación de los sólidos. Esto también hace que los sólidos se unan entre sí y hagan partículas más grandes que flotarán más fácilmente hacia la parte superior de la unidad.