Tratamiento de lodos y su disposicion final.

TRATAMIENTO DE LODOS Y
SU DISPOSICION FINAL
Ing. Dioselina Navarrete.
Docente de la Universidad Agraria del
Ecuador.
10 de octubre del 2014.

Introducción
La generación de las aguas residuales es un
producto inevitable, resultado de las actividades
humanas, su tratamiento y disposición apropiada,
dependen de la caracterización de los afluentes.
Del tratamiento de las aguas residuales,
independiente de su tipología, se generan lodos
en cada una de las operaciones unitarias de
tratamiento.

Introducción
Las operaciones unitarias para el tratamiento
de lodos, tienen como finalidad reducir la
cantidad de agua inicial hasta obtener un lodo
seco o deshidratado y realizar una disposición
final adecuada y de esta manera mitigar los
riesgos de contaminación ambiental.

Fuentes de las aguas
residuales
 Las aguas residuales son las aguas usadas y
los solidos que por uno u otro medio se
introducen en las cloacas y son
transportados mediante el sistema de
alcantarillado.

Composición de las aguas residuales
domesticas.
Agua Residual Domestica
Agua (99,9 %) Solidos (0,1 %)
Orgánicos(70 %) Inorgánicos(30 %)
Proteínas
Carbohidratos
Lípidos
Minerales
Sales
Metales

Características de las aguas residuales.
Muestra de
Agua Residual
SS o
SNF
SD o
SF
SSF
SSV
SDF
SDV
SFT
SVT
ST

Abreviaturas.
 SS: Solidos suspendidos.
 SNF: Solidos no filtrables
 SD: Solidos disueltos
 SF: Solidos filtrables.
 SSF: Solidos suspendidos fijos.

Abreviaturas.
 SSV: Solidos suspendidos volátiles.
 SDF: Solidos disueltos fijos.
 SDV: Solidos disueltos volátiles
 SFT: Solidos fijos totales
 SVT: Solidos volátiles totales.
 ST: Solidos Totales.

Las fuentes de aguas residuales,
pueden ser de origen:
 Aguas residuales domesticas (ARD)
 Aguas residuales Industriales (ARI)

Aguas residuales domesticas
 Son los líquidos provenientes de viviendas
o residencias, edificios comerciales e
institucionales.

Aguas residuales domesticas
 Estas aguas de clasifican en:
 Aguas negras y aguas grises.
 Aguas negras: Son las provenientes de
inodoros, es decir, aquellas que transportan
excrementos humanos y orina, ricos en
solidos en solidos suspendidos, coliformes
fecales y nitrógeno.

BOMBA TIPO TORNILLO Y REJILLAS

Material retenido por cribas.

Almacenamiento de material
retenido por cribas.

LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

Descarga de aguas residuales

DIQUE TIPO ZANJA Y PANTANO PARA EL
TRATAMIENTO COMPLEMENTARIO

Aguas residuales industriales
 Son las aguas residuales provenientes de las
descargas de industrias de manufactura

Tratamiento ARI
(Industria cervecera).

Tamiz para la filtración de
solidos

Lagunas de aireación.

Clarificación de aguas.

Tratamiento de ARI

Tratamiento de aguas
residuales.

Dosificadores de químicos
para Tratamiento de ARI

Purga de lodos de los
sedimentadores.

Tratamiento aerobio de aguas
residuales industriales.

TANQUE DE HOMOGENEIZACIÓN Y
COAGULACIÓN - FLOCULACIÓN

REACTOR BIOLÓGICO
ENTRADA DE AGUA CLARIFICADA DE
TRATAMIENTO PRIMARIO

REACTOR BIOLÓGICO
ENTRADA DE AGUA CLARIFICADA DE
TRATAMIENTO PRIMARIO
FLOCULADOR RÁPIDO, “FLASH”

ALMACENAMIENTO DEL LODO
FLOTACIÓN

Tratamiento Biológico.

Clarificador de agua Residual

Tratamiento químico de aguas residuales.

Tratamiento aerobio.

Tratamiento de lodos
Uno de los principales problemas de tratamiento
de aguas residuales es el relacionado con el
tratamiento y disposición final de los lodos.
En los tanques de sedimentación se producen
grandes volúmenes de lodos con alto contenido
de agua; su deshidratación y disposición final
pueden representar un alto porcentaje de costo
del tratamiento de las aguas.

Fuentes de sólido y de lodos en el
tratamiento de aguas residuales
Unidad Tipo de sólidos o
de lodo.
Observaciones
Criba sólido grueso Los sólidos son removidos de forma
manual o mecánica
Desarenadores
Arena y espuma Se omite la remoción de espumas en
desarenadores
Pre aireación
Arena y espuma Se omite la remoción de espumas en
pre aireación

Fuentes de sólido y de lodos en el
tratamiento de aguas residuales
Unidad Tipo de sólidos o
de lodo.
Observaciones.
Sedimentación
primaria
Lodo y espuma,
primarios
La cantidad depende del tipo de
agua residual del afluente.
Tratamiento biológico Solidos suspendidos.
Los sólidos suspendidos son el
resultado de la síntesis biológica
de la materia orgánica.
Sedimentación
secundaria
Lodo y espuma,
secundarios
Remoción de espuma exigido
por la US EPA
Tratamiento de lodos Lodo, compost y
cenizas.
El lodos obtenido depende de su
origen y del proceso utilizado en
su tratamiento

Lodos desde el punto de vista del
origen
 Lodos primarios crudos, proceden de la
decantación primaria
 Tienen una concentración de sólidos entre
el 4 y 8% .
 tienen un mal olor y color pardo grisáceo.

origen
 Lodos primarios digeridos, con una
concentración de sólidos del 6 al 10%.
 Presentan color negro y olor mohoso.
 Lodos biológicos en exceso, proceden de la
decantación secundaria biológica.
 contenido muy bajo de sólidos (0.5 a 1,5%/).
 Tienen olor débil y color café.

origen
 Lodos digeridos mixtos, son mezcla de lodos
primarios y lodos en exceso.
Tienen una concentración de sólidos entre 2 y
4%.
color marrón negruzco con un olor mohoso.
 Lodo aeróbico digerido, concentración de
sólidos del 1 a 3%.
color café amarillento.

Lodos desde el punto de vista
del estado físico
 Lodos líquidos con un contenido de agua
de más del 80%.
 Lodos secos, cuando alcanzan
proporciones de agua no superiores al 60 %.
 Lodos pastosos, con contenido de agua
intermedio entre las anteriores.

Constituyentes específicos de
los lodos.
Materia orgánica (SV).
 Nutrientes.
 Patógenos.
 Metales.
 Compuestos orgánicos tóxicos.

Características de los lodos

DIAGRAMA GENERAL PARA EL
TRATAMIENTO DE LODOS.
Espesamiento
Digestión
aerobia
Digestión
anaerobia
Acondicionamiento
Deshidratación
Lechos de
secado
Filtros de
vacío
Centrifuga
Filtros
prensa
Filtros de
banda
Evacuación o
disposición final

Tratamiento y disposición de
lodos.
Etapas principales.
1. PRETRATAMIENTO
2. ESPESAMIENTO
3. ESTABILIZACIÓN
4. ACONDICIONAMIENTO
5. DESINFECCIÓN
 6. DESIDRATACION
 7. SECADO
 8. REDUCCIÓN
TÉRMICA
 9. DIS´POSICION
FINAL

Pretratamiento.

Espesamiento.
Objetivo
 Describir las operaciones y procesos
unitarios que se utilizan en el tratamiento
de lodos, con las siguientes
 finalidades:
 1.- Reducción de volumen
 2.- Estabilización
 3.- Textura adecuada

Espesamiento.- aumenta el contenido de solidos por
eliminación de agua.

Cargas másicas para espesadores por
gravedad
Tipo de lodo
Concentración de
sólidos del lodo
aplicado, %
Concentración
esperada de
sólidos del lodo
espesado %
Carga
superficial de
sólidos
Kg/m2 d
Lodo primario 2 – 7 5 – 10 100 – 150
Lodo activado 0.5 – 1.5 2 – 3 20 – 40
Filtro percolador 1 – 4 3 – 6 40 – 50
Biodiscos 1 – 3.5 2 – 5 35 – 50
Digerido
anaerobiamente
8 12 120
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero Rojas,
Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.

gravedad
Tipo de lodo
Concentración de
sólidos del lodo
aplicado, %
Concentración
esperada de
sólidos del lodo
espesado %
Carga
superficial de
sólidos
Kg/m2 d
Primario + activado 0.5 – 4 4 – 7 25 – 80
Primario + filtro
percolador
2 – 6 5 – 9 60 – 100
Primario + biodiscos 2 – 6 5 – 8 50 – 65
Primario + hierro 2 4 30
Primario + cal 5 – 7.5 7-12 100 – 120
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero
Rojas, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.

gravedad
Tipo de lodo
Concentración de
sólidos del lodo
aplicado, %
Concentración
esperada de
sólidos del lodo
espesado %
Carga
superficial de
sólidos
Kg/m2 d
Primario + lodo
activado + hierro
1.5 3 30
Primario + lodo
activado + alumbre
0.2 – 0.4 4.5 – 6.5 60 – 80
Lodo activado + filtro
percolador
0.5 – 2.5 4-feb 20 – 35
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero
Rojas, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.

Espesamiento por flotación
El espesamiento por flotación con aire
disuelto, FAD, es una separación de los
sólidos del líquido mediante la introducción
de burbujas finas de aire dentro de la fase
líquida.

Estabilización.
Objetivos.
1. Reducir presencia de patógenos.
2. Eliminar olores desagradables.
3. Inhibir, reducir, o eliminar su potencial
de putrefacción.

Estabilización de lodos

Acondicionamiento.
Objetivo.- Mejora la característica de la
deshidratación de los lodos.

Desinfección.
Objetivo: Eliminar patógenos en el lodo.

Deshidratación.
Objetivo: Reducir el contenido de humedad del lodo

Reducción Térmica.
Objetivos:
1. Conversión total o parcial de sólidos
orgánicos a productos finales oxidados
como CO2 y H2O.
2. Oxidación y volatilización parcial de
sólidos orgánicos por pirolisis o combustión
completa.

Reducción térmica.

Disposición final.

Diagrama de procesos para el tratamiento de lodos.

Conclusiones
El conjunto de operaciones y procesos unitarios a
escoger, dependerá de varios factores, siendo los
principales los siguientes :
1. Composición del lodo
2. Destino final del lodo
3. Normas a cumplir
4. Disponibilidad financiera

Digestión de los lodos
Los lodos, producidos en el tratamiento de las
aguas residuales, constituyen una
concentración de los contaminantes presentes
en el agua residual.
Para esta presente etapa se la puede realizar
mediante la digestión anaeróbica y digestión
aeróbica.

Objetivos de la digestión de
los lodos:
En el proceso de digestión, se pretende:
Disminuir las materias volátiles.
Mineralizar la materia orgánica.
Concentrar los lodos.

Digestión anaeróbica
En el proceso de digestión anaeróbica, la
materia orgánica contenida en la mezcla de
lodos primarios y secundarios se convierte en
metano CH4 y dióxido CO2 de carbono,
principalmente.

El lodo primario, contienen un mayor
contenido de solidos volátiles que los lodos
secundarios.
La reducción de los sólidos volátiles es el
criterio usado para medir el rendimiento de
los procesos de digestión de los lodos.
El resultado de la digestión es reducir el
contenido volátil, cerca del 50% y los sólidos,
a aproximadamente, a un 70% de los valores
originales.

Digestores anaeróbicos
Los digestores mas empleados son de alta carga
y baja carga.
Digestor de baja carga, el contenido no se
mezcla ni se calienta, el tiempo de retención
varia entre 30 y 60 días.

Digestor de baja carga.

Digestores anaeróbicos
 Digestor de alta carga, el contenido del
digestor se calienta y se mezcla
completamente. El lodo se mezcla mediante
recirculación de gas, mezcladores
mecánicos, bombeo o mezcladores con
tubos de aspiración, y se calienta para
optimizar la velocidad de digestión.
 El tiempo de retención generalmente es
menor a 15 días.

Digestor de alta carga.

Digestor de doble etapa.

Digestor de doble etapa
 La combinación de estos de procesos se
conoce como proceso de doble etapa, la cual
consiste en lo siguiente:
 Tanque digestión de alta carga, y tanque de
digestión de baja carga, para la obtención de
un sobrenadante clarificado.

Criterios operacionales de digestores de
lodos
Parámetro Tasa baja Tasa alta
Temperatura, °C 30 – 35 30 – 35
Tiempo de retención, d 30 – 60 ≤ 15
Carga de sólidos, kg SV/m3d 0,5 – 1,6 1,6 – 8
Dosificación Intermitente Continua o
intermitente
Extracción Intermitente Continua o
intermitente
Mezcla No (estratificado) Si (homogeneizado)
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero Rojas, Editorial Escuela
Colombiana de Ingeniería.

El tiempo de retención hidráulico (θ) del
digestor
El volumen de un digestor anaeróbico debe
ser suficiente para que exista un tiempo
adecuado de residencia del lodo para obtener
una destrucción significativa de los sólidos
volátiles.
En los digestores sin recirculación θc y θ son
iguales.

El tiempo de retención hidráulico (θ) del
digestor
 El tiempo de retención hidráulico (θ) del
digestor se define por la ecuación:

Ecuación para calcular la
edad del lodo.
 La edad del lodo o tiempo de retención de
los lodos (θc) en el digestor, se define por la
ecuación:

Estándares de diseño para sistemas de
mezcla de digestores anaerobios
Estándar Definición Valor
Nivel de potencia Potencia del equipo por unidad
de volumen digestor
5 – 8 W/m3
Flujo unitario de
gas
Cantidad de gas suministrado
por unidad de volumen de
digestor
6,5 – 7,2
m3/m3.d
Gradiente de
velocidad
Raíz cuadrada de la potencia
usada por unidad de volumen
de digestor dividida por la
viscosidad del lodo
50 – 80 s-1
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero Rojas, Editorial
Escuela Colombiana de Ingeniería.

Digestión aeróbica.
El mecanismo de funcionamiento consiste en
que conforme se agota el sustrato disponible
(alimento), los microorganismos empiezan a
consumir su propio protoplasma (respiración
endógena) para obtener la energía necesaria
para las reacciones de mantenimiento celular.

El proceso de digestión aeróbica permite
reducir la concentración de los SV en un 35 a
50%; las normas de la EPA requieren
reducciones de los SV del 38%.

ventajas
 1. Menores concentraciones de DBO en el
liquido sobrenadante.
 2. Se pueden requerir menores costos
iniciales.
 3. El producto final es biológicamente
estable, sin olores.

Desventajas.
 1. Alto costo energético asociado al suministro de
oxigeno necesario.
 2. Se produce un lodo digerido de pobres
característicos para la deshidratación mecánica.
 3. La digestión anaeróbica también es muy
delicada en cuanto a operación se refiere.

Digestión aeróbica
 El sistema de aireación puede ser de aire
difuso, turbinas mecánicas sumergidas,
aireadores de chorro o sistemas
combinados. Los difusores, se colocan
normalmente cerca del fondo del tanque, a
lo largo de una de sus paredes o sobre el
fondo del mismo.

Digestión aeróbica de los lodos de las
aguas residuales
 Para asegurar una mezcla adecuada, se
requieren usualmente tasas de aireación de
o, 33 a 0,67 l/m3.s o un suministro de aire
de 30 m3/m3.d. El equipo mecánico de
aireación puede ser flotante o montado.

Entre las ventajas del proceso de digestión
aeróbica, se señalan las siguientes:
 Para plantas con caudales menores a 220 l/s
tiene un costo de inversión menor a la
digestión anaeróbica.
 Es más fácil que operar que los sistemas
anaeróbicos.
 No genera olores desagradables.

Entre las ventajas del proceso de digestión
aeróbica, se señalan las siguientes:
 Produce un sobrenadante con
concentraciones bajas de: DBO, SS y NH3.
 Reduce el contenido de las grasas y los
aceites en el lodo.
 Reduce bastante el contenido de patógenos.

Criterios de diseño para digestores aeróbicos
Parámetro Valor
Tiempo de retención hidráulico a 20°C,d
Lodo primario 15 – 20
Lodo activado 10 – 15
Lodo activado sin tratamiento primario 12 – 18
Lodo activado + lodo primario 15 – 20
Lodo primario + lodo filtro percolador 15 – 20
Carga de sólidos, kg SV/m3d 1,6 – 4,8
Requisitos de oxígeno, kg O2/kg de sólidos destruidos
Tejido celular con nitrificación 2,3
DBO en el lodo primario 1,6 – 1,9
Requisitos de mezcla, W/m3 20 – 40
Mezcla por aire difuso, m3/m3d 19 – 58
OD residual en el líquido, mg/L 1 – 2
Reducción de sólidos volátiles,% 40 – 50
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo
Alberto Romero Rojas, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería.

DIGESTOR DE LODOS

Estabilización con cal
La adición de cal para la estabilización de los
lodos es un proceso sencillo que permite
eliminar olores y patógenos mediante la
elevación del pH igual a 12.0 durante más de
dos horas. Cuando se agrega cal, los
microorganismos que producen los gases
malolientes de la descomposición anaeróbica
son destruidos o inactivados, así como los
patógenos.

Los criterios recomendados para la
dosificación es la siguiente:
 Tratar el lodo en forma líquida.
 Dosificar suficiente cal para elevar el pH
del lodo a 12,5 y mantenerlo así durante 30
minutos para asegurar un pH > 12 durante
doce horas y una alcalinidad residual que no
permita que el pH caiga a menos de 11
durante muchos días.

Acondicionamiento de los lodos
El acondicionamiento de los lodos es
necesario para obtener un lodo espesado o
deshidratado con buena concentración de
sólidos.

Acondicionamiento químico inorgánico
Los agentes más utilizados son cal y cloruro
férrico tanto para filtración al vacío como para
los filtros-prensas.
El lodo seco es adecuado para la disposición
sobre suelos agrícolas o preparación de
“compost”. En menor proporción, se utiliza
sulfato ferroso, alumbre y cloruro de
aluminio.

Dosis típicas de acondicionamiento de
lodos de aguas residuales municipales
para secado en filtros al vacío
Tipo de lodo
Masa de coagulante/masa
de sólidos secos
FeCI3,g/kg CaO,g/kg
Primario crudo 20 -40 80 – 100
Lodo activado 60 – 100 0 – 160
Primario + filtro percolador 20 – 40 90 – 120
Primario + lodo activado 25 – 60 90 -160
Primario + lodo activado + séptico 25 – 40 120 – 150
Primario + lodo activado + cal 15 – 25 0
Primario digerido anaerobiamente 30 – 50 100 – 130
Primario + filtro percolador, digerido
40 – 60 125 – 175
anaerobiamente
Primario + lodo activado, digerido
anaerobiamente
30 - 60 150 – 210

Acondicionamiento químico orgánico
El acondicionamiento con polímeros
orgánicos, compuestos de cadenas largas de
monómeros, moléculas solubles en agua,
aniónicos, no iónicos o catiónicos, es un
proceso complejo de desestabilización de las
partículas mediante la neutralización de la
carga y floculación.

Dosis de polímero para diferentes lodos
Tipo de lodo Para filtración al
vacío,
g/Kg.
Para filtros prensa
de correa, g/Kg.
Primario crudo 1 – 5 1 – 4
Lodo activado 7,5 – 15 4 – 10
Primario + lodo activado 5 – 10 2 – 8
Primario digerido
3,5 – 7 2 – 5
anaerobiamente
Primario + LA, digerido
anaerobiamente
1,5 – 8,5 1,5 – 8,5
Digerido aeróbicamente 7,5 – 25 -

Acondicionamiento térmico
El tratamiento de los lodos con calor es un
proceso de estabilización y
acondicionamiento que consiste en calentar el
lodo a presión durante un período
aproximado. La temperatura requerida para el
proceso es de 176 a 260ºC, durante 15 a 30
minutos, a presiones de diseño de 3,4 MPa
con aire o 2,4 MPa sin aire. Su uso es limitado
por su costo.

Acondicionamiento con permanganato
de potasio
El permanganato oxida sustancias causantes
de los olores como el H2S y forma MnO2
insoluble, de gran área superficial, que actúa
como coagulante.

Deshidratación de los lodos
Se refiere generalmente a los sistemas que
buscan reducir el contenido de agua del lodo a
menos del 85%.

Los objetivos de la deshidratación son:
 Reducir los costos de transporte del lodo al
sitio de su disposición.
 Facilitar el manejo de los lodos. Un lodo
seco permite su manejo con cargadores,
carretillas y otros.
 Aumentar el valor calorífico del lodo para
facilitar su incineración.

Los objetivos de la deshidratación son:
 Minimizar la producción de lixiviados al
disponer el lodo en un relleno sanitario.
 Reducir la humedad para disminuir el
volumen del lodo.
 Facilitar su manejo y hacer más económico
su tratamiento y disposición final posterior.

Filtración al vacío
Puede definirse como la remoción de los
sólidos de una suspensión al pasarla a través
de un medio poroso que retiene los sólidos.

Filtración al vacío
El filtro al vacío consiste básicamente en un
tambor cilíndrico que rota, parcialmente
sumergido, en un recipiente con lodo
acondicionado. Entre el 10 y 40% de la
superficie del tambor está sumergido en el
recipiente y se denomina zona de filtración o
zona de formación de la torta.

Existen básicamente dos tipos de medio
filtrante en los filtros al vacío:
 Telas de fibra natural o sintética.
 Resorte espiral.
En los EE.UU., los filtros al vacío es el
método mecánico más usado para deshidratar
los lodos en las PTAR. Sin embargo, en los
últimos años, su uso ha declinado por su costo
alto de operación y mantenimiento.

Producciones típicas de filtros al vacío
Tipo de lodo % de ST en la
pasta
Producción
kg/m2h
Primario crudo 25 – 30 24 – 49
Lodo activado y filtro
20 – 26 15 – 29
percolador
Primario crudo y lodos
activados
16 – 24 10 – 24
Lodo activado crudo 12 – 18 5 – 10
Primario digerido y filtro
percolador
20– 28 20 – 29
Primario digerido y lodo
activado
18 – 24 15 – 24
Fuente: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios de diseño, Jairo Alberto Romero Rojas, Editorial
Escuela Colombiana de Ingeniería.

Centrifugación
Es un proceso en el cual, se aplica la fuerza
centrífuga al lodo para separar la fracción
sólida de la líquida. La centrífuga separa el
lodo en una pasta deshidratada y un “centrato”
clarificado con base en la diferencia de
densidad existente entre los sólidos y el
líquido circundante.

Centrifugación
 La centrífuga utiliza el mismo principio de
la separación por gravedad en un
sedimentador, pero con fuerza centrífuga de
500 a 3.000 veces la fuerza de gravedad.

Centrifugación
 En la actualidad, la centrífuga usada para el
secado de los lodos es la de tazón sólido o
camisa maciza

Rendimientos típicos de las centrífugas
de tazón sólido
Tipo de lodo
% de sólidos
del lodo
afluente
% de sólidos
de la torta
Polímero
requerido
g/kg de
sólidos
Lodo primario crudo 5 - 8 28 – 36
25 - 36
0
0,5 – 2,5
Lodo primario con digestión
anaeróbica 9 - 12
30 – 35
25 – 30
28 - 35
0
0,5 – 1,5
3 – 5
Lodo activado crudo 0,5 - 3 8 - 12 5 – 7,5
Lodo activado con digestión
1 - 3 8 - 10 1,5 - 3
anaeróbica
Lodo primario + filtro percolador 7 - 10 35 – 40
30 - 35
0
1 - 2
Lodo primario + lodo activado 4 - 5 18 - 25 1,5 – 3.5
Lodo primario + lodo activado,
2 -4
15 – 18
3,5 – 5
con digestión anaeróbica
4- 7
17 - 21
2 - 4
Alberto Romero Rojas, Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. Ing. Dioselina Navarrete.

Filtros de presión de correa
Los filtros de presión de correa (o banda) son
equipos que emplean generalmente una correa
doble para deshidratar continuamente los
lodos mediante una combinación del drenaje
por gravedad y compresión

Filtros de presión de correa
. El proceso incluye básicamente tres etapas
operacionales: acondicionamiento químico del
lodo, deshidratación por gravedad hasta una
consistencia no fluida y compactación del
lodo en una zona de corte y presión.

Rendimientos típicos prensa de correa
Tipo de lodo
% de
sólidos
del
afluent
e
Carga por
metro de
ancho de
correa
Dosis
de
polímer
o g/kg
de
sólidos
secos
% de sólidos
en la torta
L/min Kg/h Típico Interva
lo
Primario crudo 3 – 7 110 –
190
360 –
550
1 – 4 28 26 -32
Lodo activado 1 – 4 40 –
50
45 –
180
3 – 10 25 12 – 20
Primario + lodo
activado
3 – 6 80 –
190
180 –
320
2 – 8 23 20 –
28
Primario + filtro
percolador
3 – 6 80 –
190
180 –
230
2 – 8 25 23 – 30

Rendimientos típicos prensa de correa
Tipo de lodo
% de
sólidos del
afluente
Carga por metro de
ancho de correa
Dosis de
polímero
g/kg de
sólidos
secos
% de sólidos en la
torta
L/min Kg/h Típico Intervalo
Primario con digestión
anaeróbica
3 – 7 80 – 190 360 – 550 2 – 5 28 24 – 30
Lodo activado con
digestión anaeróbica
3 – 4 40 – 150 45 – 135 4 -10 15 12 -20
Primario + lodo
activado con digestión
anaeróbica
3 – 6 80 – 190 180 – 320 3 – 8 22 20 -25
Primario + lodo
anaeróbica sin espesar
1 – 3 40 – 190 135 -225 2 – 8 16 12 – 20
Primario + lodo
anaeróbica espesado
4 – 8 40 – 190 135 -225 2 - 8 18 12 - 25

Filtros prensa de placas
Los filtros prensa de placas, se utilizan
cuando se necesita un contenido de sólidos, en
la torta, superior al 35%.
Son costosos y requieren lodo bien
acondicionado o materiales de recubrimiento.

Filtros prensa de placas
Los filtros prensa de cámara hueca, se separan
en tandas o “batch”. Los sólidos, se bombean
al filtro prensa, a presiones entre 700 y 2.100
kPa, forzando el líquido a través de un medio
filtrante y dejando una torta de sólidos
atrapada entre las telas internas de filtración y
se descarga por el extremo de la prensa. Al
final, las placas, se operan y la torta cae por
gravedad.

Rendimientos típicos de filtros prensa de
volumen fijo
Tipo de Lodo Período
de
filtración
Acondicionador % de sólidos
Cal, % Cloruro
Férrico, %
Torta Lodo
afluente
Primario crudo 120 10 5 45 5 – 10
Primario + lodo activado 150 10 5 40 – 45 3 – 6
Primario + lodo activado 150 12 6 45 1 – 4
Primario + filtro
120 20 6 38 5 – 6
percolador
Primario + cloruro férrico 90 10 - 40 4
Lodo activado 150 15 7,5 45 5
Primario digerido 120 30 6 40 8
Primario digerido + lodo
activado
120 10 5 45 6 – 8

Rendimientos típicos de filtros prensa de
volumen fijo
La información de la tabla revela cómo el
rendimiento depende del tipo de sólidos
aplicados y su acondicionamiento. El tiempo de
filtración indicado en la tabla no incluye el
tiempo de descarga de la torta, el cual puede
suponerse igual a 30 minutos para filtros prensa
de 80 cámaras y hasta 45 minutos para filtros
más grandes.

Lechos de secado de arena
 Los lechos de secado de arena constituyen
uno de los métodos más antiguos para
reducir el contenido de humedad de los
lodos en forma natural.

Lechos de secado de arena
Posiblemente, es el método más usado en
plantas pequeñas, de menos de 100 l/s, para
secado de los lodos, durante los últimos cien
años.

Ventajas y desventajas de los lechos de
secado de arena
Ventajas Desventajas
Costo bajo si hay terreno disponible. Diseño empírico que no permite
análisis económico certero
No requiere operación especial. Requiere áreas grandes.
Consumo de energía bajo. Requiere lodo estable.
Poco sensible a cambios en las
características del lodo.
Sensible a cambios de clima.
Consumo bajo de químicos. Visible al público.
Contenido alto de sólidos en la
pasta.
Requiere gran cantidad de mano de
obra para remoción de la pasta.

Criterios de diseño para lechos de
secado de arena
Características Criterio
Área requerida per. cápita
 Lodo primario • 0,09 m2/c
 Lodo primario y filtro
percolador
• 0,15 m2/c
 Lodo primario y lodos
activados
• 0,28 m2/c
 Lodo precipitado químicamente • 0,18 m2/c
 Otros lodos • 0,1 – 0,25 m2/c

secado de arena
Carga de sólidos secos
 Lodo primario • 134 Kg. /m2. año
 Lodo primario y filtro percolador • 110 Kg. /m2. año
 Lodo primario y lodos activados • 73 Kg. /m2. año
 Lodo precipitado químicamente • 110 Kg. /m2. año

secado de arena
• Altura sobre la arena • 0,5 – 0,9 m
• Diámetro tubería de drenaje
principal
• >0,10 m
• Pendiente tubería de drenaje
principal
• > 1%
• Distancia entre drenajes
principales
• 2,5 – 6 m
• Distancia entre tuberías
laterales de drenaje
• 2,5 - 3 m

secado de arena
• Espesor de grava • 20 – 46 cm
• Tamaño de grava • 3 – 25 mm
• Profundidad de arena • 20 – 46 cm
• Coeficiente de uniformidad
de la arena
• <4
• Tamaño efectivo de la
arena
• 0,3 – 0,75
• Ancho del lecho para
limpieza manual
• 7,5 m

secado de arena
• Longitud del lecho de
secado
• < 60 m
• Decantadores
• Se recomiendan sobre el
perímetro.
• Placa de salpicamiento
• 0,9 x 0,9 x 0,1 para control
de erosión de la arena
• Rampas de acceso en
concreto
• A lo largo del eje central
de los lechos para
remoción de la pasta con
volquetas.

secado de arena
• Cobertura
• En plástico reforzado con fibra de vidrio
20 – 40 cm, generalmente
• Profundidad de
aplicación**
• Debe producir una carga óptima de 10 a
15 Kg. /m2
• Operación
• Para remoción manual la pasta debe
contener un 30 a 40% de sólidos. Se
puede palear con rastrillo tipo pala con
varias puntas separadas 2,5 cm entre sí.
• Control
• Para control de moscas se atacan las
larvas con bórax y borato de calcio, los
cuales no son peligrosos para el hombre
ni para animales domésticos, rociando el
lodo, especialmente entre las grietas.

Superficies de lechos de secado según el
tratamiento de que procedan los lodos
Tipo de tratamiento
Superficie en m2/hab.
Lechos descubiertos Lechos cubiertos
Primario 0,092 0,069
Filtro percolador 0,14 0,12
Lodos activos 0,16 0,12
Precipitación química 0,18 0,14

Laguna de secado de los lodos
Cuando existe terreno suficiente, las lagunas
de secado para los lodos son una alternativa
para la deshidratación de los lodos, esta
operación puede requerir entre uno y tres
años.

Ventajas y desventajas de las lagunas de
secado de lodos
 Consumo de energía bajo.  Pueden presentar malos olores.
 No requiere coagulantes  Son un fuerte potencial de
contaminación de aguas
superficiales y subterráneas.
 No son sensibles a la variabilidad de
lodos
 Pueden crear problemas de
vectores como moscas y mosquitos.
 La descarga de caudales extremos
de lodos no afecta su
funcionamiento.
 Son visibles al público.
 Permiten obtener estabilización
adicional del lodo.
 Requieren grandes extensiones de
terreno.
 Requieren mantenimiento mínimo.  Su diseño es empírico y no permite
un análisis económico certero
 Si hay disponibilidad de terreno su
costo es mínimo
 Requieren lodo estable.

“Compost” del lodo
El “compost” es el resultado de la
degradación biológica controlada de los
materiales orgánicos hasta formar un
compuesto estable, color oscuro, textura
suelta y olor a tierra similar al humus.

El proceso puede llevarse a cabo por vía
aeróbica y anaeróbica.
El “compostaje” aeróbico acelera el proceso
de descomposición del material orgánico y
permite obtener temperaturas altas, necesarias
para la destrucción de patógenos.

Compostaje anaeróbico va siempre
acompañado de olores desagradables que no
representan en el primero, razón, por la cual,
es poco común preparar “compostaje”
anaeróbico.

 El proceso de “compostaje” busca tres
objetivos fundamentales:
 La conversión biológica del material
orgánico putrescible en un compuesto
estable.

 La destrucción de patógenos gracias a las
temperaturas altas alcanzadas durante el
proceso.
 La reducción másica del material de humus,
a través de la remoción del agua y los
sólidos volátiles totales.

Existen diferentes formas de realizar
“compostaje” aeróbico de los lodos, desde
métodos muy artesanales hasta procesos que
involucran la aplicación de tecnologías de
punta, consecuentemente, de costos alto.

En general, todos los métodos de “compostaje”
incluyen las operaciones básicas siguientes:
 Mezclado del material de llenado con lodo.
 Descomposición microbiológica del material
orgánico (“compostaje”).

 Clasificación o tamizado del material.
 Recirculación del material grueso.
 Curado del material fino.
 Almacenamiento y comercialización.

El “compostaje” de las excretas humanas
mezcladas con otros residuos vegetales y
estiércol, se practica en China desde hace más
de 4.000 años y es considerado un aspecto de
gran importancia para el mantenimiento de la
fertilidad del suelo.

Los microorganismos ejecutores del proceso
pueden ser bacterias, hongos y actinomices,
capaces de metabolizar sustancias simples y
compuestas.

Incineración de lodos
Esta alternativa de procesamiento de los lodos
es una alternativa cuando:
 No hay terreno suficiente para la
disposición.
 Las normas ambientales son muy
restrictivas.
 Se requiere la destrucción de materiales
tóxicos.

Ventajas y desventajas de los procesos
de temperatura alta
Reducción de la masa y el
volumen de la torta en 95%,
minimizando los requisitos de
disposición
Costos altos de capital, operación
y mantenimiento
Destrucción de tóxicos Problemas de operación que
reducen la confiabilidad del equipo
Recuperación de energía mediante
la combustión
Requieren personal calificado para
la operación
Requiere control de emisiones
gaseosas

Incineración de lodos
Los lodos procesados por incineración suelen
ser crudos, deshidratados sin estabilizar. La
estabilización no es recomendable porque la
digestión reduce su contenido de sólidos
volátiles y su poder calorífico, aumentando,
así, las necesidades de combustible auxiliar.

Poder calorífico típico de diferentes
lodos
Tipo de lodo
Poder calorífico
MJ/Kg Intervalo
Valor típico
Primario o crudo 23-29 25,5
Activado 16-23 21
Primario con digestión
anaeróbica 9-13,5 11,5
Primario con precipitación
química
13,5-18,5 13,5
Filtros biológicos 16-23 20

Requerimientos teóricos de aire y
oxígeno para la combustión completa
Sustancia
Kg/Kg de sustancia
Aire
Oxígeno
Carbono 11,53 2,66
Monóxido de carbono 2,47 0,57
Hidrógeno 34,34 7,94
Azufre 4,29 1,00
Sulfuro de hidrógeno 6,10 1,41
Metano 7,27 3,99
Etano
16,12
3,73 3,73
Amoniaco 6,10 1,41

Lagunas de estabilización.

Tolva para reservorio de
lodos.

Lechos de secado de lodos

Filtro Prensa para
deshidratación de lodos.

Deshidratación de los lodos.

Lodo deshidratado.

Digestión de lodos.

Lechos de secado.

Transporte de lodo
deshidratado.

Manejo de lodos de origen
aguas residuales municipales.

Bibliografía.
 Depuración de Aguas Residuales, Aurelio Hernández Muñoz, Colegio de
Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos, PARANINFO S.A., España,
1.998
 Depuración de Aguas Residuales, Dr. Aurelio Hernández Muñoz, Cuarta
Edición revisada y ampliada, Colegio de Ingenieros de Caminos, Canales
y Puertos, Servicio de Publicaciones del Colegio de Ingenieros de
Caminos de Madrid (UPM), Colección Señor No. 9, 1998.
 Ingeniería de Aguas Residuales, Volumen 2, Tratamiento, vertido y
reutilización, Metcalf & Hedí, Tercera Edición, Mc Graw-Hill, España
1998.

 Manual de Disposición de Aguas Residuales, Programa de Salud
Ambiental, GTZ. Cooperación Técnica, República Federal de
Alemania.
 Manual de Disposición de Aguas Residuales: Origen, Descarga,
Tratamiento y Análisis de las Aguas Residuales, Tomo II, GTZ
COOPERACIÓN TÉCNICA REPÚBLICA FEDERAL DE
ALEMANIA, CEPIS, Lima, Perú-1.991.
 Manual de la Referencia de la Ingeniería Ambiental, Robert A. Corbitt,
Mc. Graw-Hill Interamericana de España, S. A. U., 2003.
 TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES – Teoría y principios
de diseño, Jairo Alberto Romero Rojas, Editorial Escuela Colombiana
de Ingeniería.

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