Visión general del tratamiento de lodos y tecnologías emergentes.

Tanto las industrias como los municipios se encuentran con la frecuente necesidad de tratar los lodos adecuadamente y respetando el medio ambiente, por lo que cada vez es más importante diseñar las plantas de tratamiento de agua incluyendo este proceso desde el principio.

[ERNESTO SIMON. Grupo de Fisicoquímica de Procesos Industriales y Medioambientales, FQPIMA. Universidad Complutense de Madrid].

Los lodos o fangos se generan en las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR).  En una EDAR convencional se forman diferentes tipos de lodos conforme se avanza en la depuración del agua, de todos modos, los diferentes tipos son mezclados para tratarse conjuntamente. Cabe mencionar el lodo primario procedente una sedimentación más un proceso físico-químico (tratamiento primario), y el lodo secundario procedente un tratamiento biológico convencional (tratamiento secundario).

 

Los principales problemas de estos residuos son:

-                          Que diariamente se producen en elevados volúmenes,  valores que tenderán al alza debido a la cada vez más exigente normativa respecto a la  depuración de aguas;

-                           Porque en su composición presentan gran cantidad de materia orgánica fácilmente putrescible, que entre otros efectos ocasiona malos olores

-                           También es previsible la presencia de microorganismos patógenos (legionelas, amebas, bacterias), que suponen un riesgo para la salud humana

-                          Y por el contenido en metales pesados altamente contaminantes (As 10, Cd 10, Cr 500, Co 30, Cu 800, Fe 17000, Pb 500, Mn 260, Hg 6, Mo 4, Ni 80,Se 5, Sn 14 Zn 1700, mg de metal / kg de lodo seco, Metcalf y Eddy,1998)  y de hidrocarburos aromáticos policíclicos (5.5 mg PAH / kg de lodo seco, Zheng y col.,2007 ).  

 

De manera general los procedimientos para el tratamiento y vertido de los lodos generados en las EDAR  son función de las características del agua bruta, de cada una de las operaciones de tratamiento, de la aplicación de productos químicos, de la normativa local y otros condicionantes específicos de la instalación.

 

Los procesos de tratamiento se dividen en:  estabilización, acondicionamiento, concentración, deshidratación, secado y vertido final.  En la siguiente figura (Corbitt, 2003) se muestra la interrelación de procesos y los métodos de tratamientos del lodo junto a las funciones que designan a cada proceso.

 



 

La mayoría de estos procesos están orientados hacia la eliminación del residuo del lodo y a la utilización del producto final y/o de los subproductos.  De todas estas operaciones cabe destacar la oxidación húmeda como tratamiento térmico emergente frente a la incineración. Aunque hoy en día la incineración es uno de los sistemas de eliminación de residuos más eficaces, plantea serios problemas medioambientales y rechazos sociales, así como altos costes de tratamiento (Kiely, 1999).

 

 Por otro lado  las mejoras del tratamiento clásico de estabilización química de los lodos con reactivos químicos, forma frecuente de mejorar las características de los lodos de aguas residuales, mezclándolos con productos alcalinos comerciales, cal viva o cal apagada en proporciones adecuadas para estabilizar el lodo residual, disminuir su olor, su contenido en microorganismos patógenos y su contenido en humedad, es a día de hoy otra técnica consolidada (Metcalf y Eddy,1998).

 

La empresa francesa Traitement Valorisation Decontamination (TVD) ha desarrollado un tratamiento de lodos con cal por medio de una instalación móvil  (ES2269087T3).  Consiste en una sencilla instalación que presenta una tolva pesadora de almacenado y de suministro de cal, un extractor de cinta transportadora, una báscula de lodos, un amasador, y un canalón de extracción de lodos tratados.  La cal que se utiliza tiene las siguientes características: granulometría de 1/50 mm, cal viva magnésica (aprox. 20% MgO), temperatura de cocción media aprox. 700ºC y comprende varios  aditivos eventuales químicos.

 

La cantidad de cal llevada es aproximadamente del 15-35% en peso al lodo a tratar, en función de la sequedad de éste. Los lodos tratados y evacuados por el canalón tienen las siguientes características: ausencia de legionelas, amebas, bacterias y otros patógenos; sequedad superior al 35%, los metales pesados son hidroxilados, luego carbonatados, por consiguiente fijados en forma insoluble; el arsénico y los cianuros se neutralizan; pueden ser puestos tal cual en descargas clásicas de 2 ó 3 según las normas en vigor.

 

Las ventajas del tratamiento de TVD es que es un ciclo rápido, no se genera ningún desecho acuoso (no existe filtrado), no hay calentamiento previo de los lodos, y la unidad móvil es totalmente autónoma.

 

Veolia Water ha desarrollado el proceso ATHOS® para la mineralización de los lodos de las aguas residuales tanto municipales como industriales utilizando la oxidación húmeda.

 

Como antes se ha citado, la oxidación húmeda es una alternativa a la incineración convencional de lodos. Las condiciones de operación son de 250ºC de temperatura y  50 bares de presión. Como oxidante se inyecta oxígeno puro al lodo espesado en el reactor.  El tiempo de retención es inferior a una hora, durante la cual la materia orgánica se quema en la fase gas y los metales pesados se adhieren al producto residual estable y reciclable.

 

Las ventajas de este tratamiento son la reducción de la cantidad de lodo deshidratado (80-85%), la estabilización de los metales pesados en productos no perjudiciales para la salud humana, la autosuficiencia energética de la operación y  la conversión del lodo en una arena inerte con un bajo contenido en materia orgánica (<3%).

 

 

Bibliografía

·        Metcalf y Eddy, “Ingeniería de Aguas Residuales”, Tercera Edición, Editorial McGraw-Hill, 1998.

·        Xue-Jing Zheng, Jean-François Blais, Guy Mercier, Mario Bergeron y Patrick Drogui, “PAH removal from spiked municipal wastewater sewage sludge using biological, chemical and electrochemical treatments”, Chemosphere 68 (2007) 1143-1152.

·        Robert A. Corbitt, “Manual de Referencia de la Ingeniería Ambiental”, Editorial McGraw-Hill, 2003.

·        Kiely G., “Ingeniería Ambiental”, Editorial McGraw-Hill, 1999.

·        Patente ES-2-269-087-T3, “Procedimiento de tratamiento de lodos o suelos contaminados mediante tratamientos con cal viva por medio de una instalación móvil”, Traitement Valorisation Decontamination.

·        http://www.veoliawaterst.es/es/

·        http://www.invenia.es/

 

 

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