1.7: Tratamiento de biosólidos
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- Comparar y contrastar los diferentes métodos de deshidratación de biosólidos
- Comprender los límites de los diferentes métodos de deshidratación de biosólidos
- Comparar los requerimientos de energía y mano de obra de diferentes métodos de deshidratación de biosólidos
Deshidratación de lodos
La deshidratación de lodos es exactamente lo que parece. En este punto, el lodo se ha estabilizado reduciendo la cantidad de material orgánico volátil. Está casi listo para su eliminación, lo que generalmente significa que necesitará ser transportado a algún lugar. Esto puede ser muy caro porque el lodo sigue siendo principalmente agua. La deshidratación elimina gran parte del agua y aumenta el porcentaje de sólidos. Esto hará que el transporte de los biosólidos deshidratados sea mucho más rentable.
Camas de Secado
La forma más sencilla y económica de deshidratar los lodos es secando lechos. El lodo se envía a las camas de secado donde el sol lo calienta y evapora el agua. Este proceso puede tardar varias semanas o incluso meses en lograr el porcentaje de sólidos deseado. Además, el proceso depende del clima. En meses más fríos puede llevar aún más tiempo. Existen algunas adaptaciones para incrementar el proceso. Algunos lechos de secado estarán ligeramente inclinados con arena en el medio. Hay un sistema de drenaje subterráneo debajo de la arena. Con los lechos de arena, el agua está siendo evaporada por el sol pero también está siendo dirigida hacia la arena y filtrada a través del sistema de drenaje subterráneo donde luego es enviada de vuelta a los trabajos de cabeza de la planta de tratamiento. También hay camas de secado asistido al vacío. Similar a los lechos de secado de arena pero en lugar de depender de la gravedad para que el agua drene se crea un vacío para forzar la salida del agua. Los lechos de secado son eficientes y rentables para sistemas más pequeños y donde hay tierra disponible.
Prensas de Banda
Una prensa de filtro de banda consta de dos filtros largos. El lodo se transportará entre estos dos filtros y luego se enviará a través de áreas de presión progresivamente más altas donde el agua es exprimida a través del filtro y los sólidos quedan atrás. La primera parte de la prensa de filtro de banda es la zona de gravedad. Aquí el lodo digerido se mezcla con polímero y comienza a coagular los sólidos. Los sólidos se transportan y se intercalan entre el otro filtro. Luego hay una sección de baja presión donde se fuerza el agua entre los filtros y se retira. La presión luego aumenta gradualmente a medida que los filtros se enrollan a través de la prensa de cinta. Este incremento gradual permite eliminar cada vez más agua. Al final de la prensa de cinta, los dos filtros se separan y los biosólidos se raspan y se envían a una cinta transportadora. Las prensas de cinta pueden lograr alrededor de 13% a 18% de sólidos. A menudo, las prensas de cinta se combinan con lechos de secado para aumentar aún más el porcentaje de sólidos.
Prensas de Filtro
Hay un par de tipos diferentes de prensas de filtro. La más común es la prensa de filtro de placa y marco. La unidad consta de una serie de placas filtrantes. Las placas son forzadas junto con una prensa hidráulica y el lodo se transporta entre cada una de las placas. A medida que el lodo se bombea a los filtros, los sólidos son atrapados por el filtro y el agua pasa a través y se recoge en un sistema de drenaje. A medida que se bombean más y más lodos hacia los filtros la presión comenzará a aumentar. Esta presión extra hará que se fuerce aún más agua a través de los filtros y salga del lodo. Cuando la presión alcanza su máximo, el operador dejará de alimentar lodos a los filtros. Luego se liberan las placas de la prensa hidráulica y se separan. A medida que las placas se separan, los biosólidos secos caerán de las placas filtrantes y caerán debajo de una cinta transportadora o a menudo a la cama de un camión volquete. Los biosólidos serán luego enviados para su eliminación definitiva. Una prensa de placa y bastidor bien operada puede lograr una concentración de sólidos de 40% a 50%.
Otro tipo de filtro prensa es la filtración al vacío. Este consiste en un tambor circular con un material filtrante en el exterior. El tambor se sumerge en un canal lleno con el lodo digerido. El tambor gira lentamente mientras se crea un vacío dentro del tambor. El vacío saca el agua de la artesa. Los sólidos se atascan en el exterior del filtro mientras que el agua puede filtrarse y enviarse al sistema de drenaje. Para cuando el tambor hace un círculo completo, el porcentaje de sólidos ha aumentado significativamente y los biosólidos se raspan a un sistema transportador donde se envían a un camión volquete.
Reciclaje de flujo de residuos
El agua que se elimina del proceso de deshidratación necesita ser enviada de vuelta a la porción líquida de la planta de tratamiento para ser tratada adicionalmente. Sin embargo, esta agua suele ser muy alta en amoníaco y puede abrumar a las bacterias en el proceso de lodos activados. Algunas plantas de tratamiento bombearán lentamente esta agua de regreso a la planta de tratamiento para que no haya una gran babosa de amoníaco pasando por el sistema. Otros solo bombearán el agua de regreso durante las horas nocturnas cuando el amoníaco que entra en la planta de tratamiento suele ser menor. Algunas tecnologías más nuevas tratarán el agua antes de ser enviada de vuelta a los cabezales.
Eliminación de Lodos
Ahora que los lodos de la sedimentación primaria y los clarificadores secundarios han sido estabilizados y deshidratados podemos llamarlo biosólidos. Los biosólidos necesitan ser desechados o reutilizados. Los biosólidos se clasifican en dos tipos separados por la EPA. Los biosólidos de clase B han sido tratados por los procesos discutidos en este capítulo pero pueden contener altos niveles de organismos patógenos. Por lo tanto, los biosólidos de Clase B tienen mayores restricciones en la aplicación de la tierra y la cosecha Los biosólidos de clase A suelen someterse a una combinación de los procesos de tratamiento discutidos en este capítulo para lograr niveles más bajos de patógenos. Los biosólidos de clase A que cumplan con las regulaciones de la EPA pueden revenderse legalmente como fertilizantes.