1. Espesamiento
El lodo primario suele tener hasta 95% de humedad y el secundario hasta 99%. Es muy conveniente reducir estos niveles de humedad, es decir, concentrar los sólidos, para evitar manejo de grandes volúmenes de agua, con el consecuente ahorro de energéticos. El espesamiento SIEMPRE debe ser la etapa previa a la de digestión ya que genera un lodo de consistencia homogénea.
El espesamiento suele hacerse por alguna de las siguientes 3 formas:
1.1 Por gravedad: El sólido es mas denso que el agua, y tras de algunas horas de asentamiento libera agua quedando el lodo en el fondo. Se usan típicamente las Rastras de Picas (MAN-4510) que resulta la forma mas económica de hacerlo.
1.2 Por Flotación con aire Disuelto (DAF).
1.3 Por medios mecánicos: Usando una Mesa de espesamiento o una centrífuga (Típicamente usada en plantas cuya capacidad excede los 500 LPS).
2. Digestión
La digestión consiste en la OXIDACION de la materia orgánica presente en los sólidos que forman el lodo. En este proceso se rompen las paredes de las células presentes en el lodo.
Esta etapa puede ser realizada mediante proceso AERÓBICO o ANAERÓBICO.
2.1 Digestión AERÓBICA
La vía aeróbica generalmente se usa en plantas de pequeño y mediano flujo debido a que la inversión requerida para un digestor anaerobio es muy elevada y mucho mas complicada su operación. El proceso se lleva a cabo mediante aplicación de aire y agitación y puede ser realizado por las mismas vías en que se aplica aire a un reactor aerobio. El aire puede ser aplicado por un soplador de baja presión y difusores de burbuja GRUESA. La otra opción es el uso de un aireador superficial flotante (EEE) que tiene la ventaja de que aplica cantidades de oxígeno constantes aunque el nivel del digestor tenga variaciones.
Es importante considerar que el Digestor opera con fluctuación cíclica de nivel.
2.2 Digestión ANAERÓBICA
Ésta sólo aplica a plantas con flujo mayor a 500 LPS, simplemente por razon de economía debido a que la inversión es muy elevada. Se requiere mantener la temperatura dentro del digestor en niveles por arriba de las temperaturas normales del medio ambiente pues a medida que la temperatura aumenta, se incrementa la rapidez (cinética) de la digestión.
En este tipo de digestión se produce Biogás que incluye METANO (CH4) que puede ser reutilizado para generar energía eléctrica y reducir así el costo de operación de la propia planta.
El equipo que se usa para la Co-generación de energía se conoce como CHP (Acrónimo de Combined Heat and Power) pero el biogás debe "endulzarse" previamente es decir, retirar los contenidos de H2S y CO2 (El primero por corrosivo y el segundo porque no aporta valor calorífico).
El Digestor ANAEROBIO es un gran tanque (o varios) herméticamente cerrado que requiere un paquete de equipos adicionales, entre los que se deben considerar: Bombas de circulación de lodos, calentadores de lodo, agitación interna del digestor, sistema de remoción y endulzamiento de gas, sistema de eliminación de natas, mezclador de lodo en circulación con el lodo nuevo que entra al digestor etc, etc.
SEPTAR, puede proporcionar TODOS los accesorios que se requieren para la digestión anaerobia, pero no son piezas de diseño estandarizado, sino que se fabrican de acuerdo a las necesidades del proyecto en particular.
3. Deshidratación
La principal razón de deshidratar los lodos es facilitar el transporte de los lodos digeridos, además de tener mejor precio de venta al presentar menor humedad. En algunas localidades se usa esprear los lodos líquidos con concentración entre 4 y 6% de sólidos directamente en suelos áridos, para mejorar su consistencia.
Los lodos deshidratados deben tener una concentración de sólidos entre 18 y 25%. Esto se logra dependiendo de la tecnología utilizada para la deshidratación. En general, a mayor complejidad del equipo deshidratador, mayor contenido de sólidos y menor humedad.
Los mecanismos utilizados en esta etapa son:
+ Lechos de secado: Muy primitivo y sujeto a la re-hidratación por lluvia. Consiste en una cama de grava y arena sobre la que se depositan los lodos. Se instala un tubo multiperforado para recolectar el líquido que se filtra a través de la arena y grava.
+ Filtro Banda y/o Filtro de tipo Tornillo: Equipo de operación sencilla pero de mantenimiento muy especializado. Requiere el uso de polímero para su correcto funcionamiento. Su operación puede ser intermitente (MAN-4610).
+ Centrífuga: Equipo de alto valor de adquisición pero de alta eficiencia y operación constante. Le caracteriza la máxima concentración de sólidos a la descarga.
En todos los casos, el agua liberada en esta etapa se recircula al Reactor Biológico.
Es importante asegurarse de la calidad de los lodos digeridos ANTES de que salgan de la planta usando los parámetros indicados en la NOM-ECOL-004 para garantizar que son inocuos a la agricultura o que pueden ser usados para elaborar composta.
MAN-4510
ESPESADOR
MAN-4610
BELT PRESS
EEE-FA-1210
AEREADOR SUPERFICIAL