Descripción del proceso

Filtración al Vacío: En este proceso se puede producir una masa de lodos deshidratada, de lodos crudos o digeridos. La filtración se lleva a cabo por medio de un tambor horizontal cubierto de un medio filtrante. El medio filtrante puede ser de tela de algodón, lana, naylón, dacrón, o de otros tipos de materiales tales como una malla de acero inoxidable. Aproximadamente la cuarta parte del tambor está sumergido en el lodo húmedo, conforme el tambor gira, el vacío aplicado en la parte interna del medio filtrante deshidrata el lado y mantiene una capa de éste en el tambor. Se continúa aplicando el vacío conforme el lodo es despejado a la atmósfera. Esto produce agua adicional, dejando una masa de lodo en el exterior. La capa de lado es removida del tambor antes de que entre al tanque de nuevo. Es necesario el acondicionamiento químico de los lodos para adquirir un rendimiento satisfactorio. En el acondicionamiento se coagulan las partículas de lodo y se permite que el agua drene libremente. Los productos químicos más comúnmente usados son cloruro férrico, cal o polielectrolitos. La cantidad requerida depende de la concentración de los lodos, el tipo de lodo y la alcalinidad.

Centrifugación: El lodo se alimenta a flujo continuo a un cajón rotatorio, donde se separa una masa densa con sólidos y un líquido diluido. El líquido contiene sólidos finos de baja densidad, y es retornado al influente del espesador o del sedimentador primario. La masa de lodo, que contiene aproximadamente 75 a 80% de humedad, es removida de la unidad para su disposición o tratamiento adicional. La concentración de sólidos varía del 15 al 40%, dependiendo del tipo de lodos. Reducciones menores del 25% no son, en general, económicamente factibles. El proceso no requiere normalmente de acondicionamiento químico.

Filtración a Presión: El lodo acondicionado químicamente se bombea entre dos placas, se aplica presión de aproximadamente 60 a 80 psi y se mantiene en esas condiciones durante 1 a 3 horas. Esto fuerza al líquido a pasar por un medio filtrante y salir del filtro, las placas se separan y el lodo es removido. El filtrado es normalmente retornado al influente de la planta. El espesor de la masa de lodo varía

de 1 a 1.5 pulgadas (2.54 a 3.81 cm), el contenido de humedad varía de 55 a 70% y el tiempo de filtración de 3 a 8 horas. Estudios extensivos recientes muestran que los filtros prensa pueden operar con un diferencial de presión máximo de 100 psi y en algunos casos hasta 225 psi, produciendo masas de lodo con concentraciones de sólidos superiores al 50%. Los productos químicos usados son la cal, cloruro férrico, ceniza muy fina, polímeros de alumbre u otros, dependiendo del tipo y características del lodo.

CRITERIOS DE DISEÑO

Los criterios de diseño para el proceso de deshidratación mecánica de lodos dependen de las características de los lodos, así como del proceso seleccionado. A continuación se muestran los criterios de diseño sún el proceso:

Filtros al vacío

Tipo de Lodos lb/h-pie² Kg/h-m²

Rendimiento Sólidos Frescos: Lodos primarios

Lodos prim. + filtros percoladores Lodos primarios + activados Lodos solamente activados Sólidos digeridos:

Lodos primarios

Lodos prim. + filtros percoladores Lodos primarios + activados

4-12 4-8 4-5 2.5-3.5 4-8 4-5 4-5 19.5-58.6 19.5-39.1 19.5-24.4 12.2-17.1 19.5-39.1 19.5-24.4 19.5-24.4 Carga de sólidos (base seca)

Lodos primarios

Lodos primarios digeridos Lodos mezclados digeridos

7-15 4-7 3.5-5 34.2-73.2 19.5-34.2 17.1-24.4 La carga de sólidos esta en función de la concentración de los mismos, subsecuentemente de los requerimientos del proceso y del preacondicionamiento químico.

Centrifugación

Cada instalación del equipo de centrifugación es específica para cada planta y depende de la línea de productos del fabricante y/o distribuidor. Existen unidades sólidas con diámetros de hasta 54 pulgadas (137cm) y capacidades máximas de aproximadamente 100 tons/h de sólidos secos, con requerimientos de energía hasta de 75HP. Existen unidades de disco con capacidades de hasta 400 gal/min (25 l/s) de concentrado.

Filtración a Presión Volumen de cámara [pies³/camara]

[m³/camara] Área de filtro [pies²/camara]

[m²/camara] Número de cámaras

Espesor de la masa de lodos [pulg] [cm] Flujo de lodos de [lb/ciclo-pes²] alimentación (base seca) [Kg/ciclo-m²]

0.75-2.8 0.21-0.79 14.5-45 1.35-4.18 hasta 100 1-1.5 2.54-3.81 2 9.8

EFICIENCIAS DEL PROCESO

Filtración al vacío: El ámbito de captura de sólidos es de 85 a 99.5 porciento y la humedad de la masa es normalmente de 60 a 90 porciento, dependiendo del tipo de alimentación, concentración de sólidos, acondicionamiento químico, operación y manejo de la unidad. La masa de lodos deshidratada es adecuada para el relleno sanitario, incineración o disposición en el suelo.

Centrifugación: Recuperación de sólidos en centrífugas de cajón sólido de 50 a 75 porciento, sin adición de químicos, y de 80 a 95 porciento con adición de químicos. La concentración de sólidos es de 15 a 40 porciento, dependiendo del tipo de lodos. Filtración a Presión: En general, se pueden obtener masas con concentraciones de sólidos de 25 a 50 porciento. Se han obtenido masas con concentraciones de 45 porciento con acondicionamiento químico (de 5 a 7.5 porciento FeCl3 y de 10 a 15

porciento de cal) y ciclos de 1.0 a 2.0 hr. Con acondicionamiento de 100 a 250 porciento de cenizas muy finas, se han consuido masas con concentraciones de 50 porciento en lodos, de varios tipos, con contenido de SST de 1 a 10 porciento.

Consumo de energía

Filtración al vacío: La energía eléctrica para la operación de las bombas al vacío, del filtrado y otras y para el equipo mecánico puede ser estimada en base a 11,000 kWh/año/Mgal/día para lodos biológicos y de 42,000 kWh/año/Mgal/día para lodos de cal.

Centrifugación: Los requerimientos de energía eléctrica dependen del tamaño y tipo de centrífuga a usar, pero pueden ser estimados en base a 18,000 kWh/año/ton de sólidos secos/día para lodos de cal y de 35,500 kWh/año/ton de sólidos secos/día para lodos biológicos.

Filtración a Presión: Los requerimientos de energía se estiman en base a una operación continua del equipo y una presión de operación de 225 psi.

OTRAS CARACTERISTICAS IMPACTO AMBIENTAL

Filtración al vacío: Requerimientos relativamente altos de químicos y de energía. Centrifugación: El líquido producido es relativamente alto en sólidos suspendidos no sedimentables. Si éstos son regresados a las unidades de tratamiento, pueden reducir la calidad del efluente de sistemas de sedimentación primaria. Se puede requerir un sistema de control de ruido.

CONFIABILIDAD DEL PROCESO

Filtración al Vacío: La adición de dosis elevadas de cal puede causar un requerimiento de lavado frecuente de los medios filtrantes de las unidades. Se requiere de un muy buen conocimiento en la operación de las unidades para mantener un nivel alto de confiabilidad. Se requiere de un monitoreo frecuente para obtener masa de lodos manejables.

Centrifugación: En unidades tipo disco, la colmatación de los orificios de descarga es un problema si se detiene la alimentación a las centrífugas, si se interrumpe o si se reduce por debajo de los valores mínimos.

Filtración a Presión: El desgaste de los empaques de las placas es un problema frecuente, lo cual requiere mantenimiento.