Digestion anaerobia
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La digestión anaerobia de los lodos es un proceso que estabiliza la materia orgánica en los lodos mediante la descomposición de bacterias anaerobias en digestores cerrados. Los lodos se descomponen a ácidos orgánicos y metano por la acción conjunta de bacterias hidrolíticas y metanogénicas. Los factores como la temperatura, pH y mezcla afectan la eficiencia del proceso.
Digestion anaerobia
- 2. La digestión anaerobia de los lodos es un proceso que tiene como finalidad la estabilización de la materia orgánica que contengan. El tratamiento consiste en depositar lo lodos en digestores cerrados que impidan el paso del aire con la finalidad de descomponer la materia orgánica por medio de microrganismos anaerobios. La velocidad de descomposición, dependen de una inoculación adecuada, el pH, tipo de solidos, temperatura y una mezcla adecuado de los solidos crudos con el inoculo. Los lodos digeridos, después pueden ser secados e incinerados o usados como fertilizante.
- 4. Bacterias Hidrolíticas Son microrganismos saprofitos, aerobios facultativos, que metabolizan los carbohidratos, grasas y proteínas convirtiéndoles en ácidos orgánicos (acido acético, butírico) y alcoholes de bajo peso molecular.
- 5. Bacterias Metanogénicas Son microrganismos anaerobios estrictos, utilizan los ácidos orgánicos y alcoholes de bajo peso molecular (producidos por las bacterias hidrolíticas).
- 6. La estabilización de lodos por vía anaerobia se lleva a cabo de la siguiente forma: Bacterias + Materia Orgánica CO2 + H2O Formación de Ácidos. Micro organismos. Bacterias + Materia Orgánica (resistente) + CH4 + Producción de Metano Micro organismos. Bacterias Principalme producidas nte de metano. formados de ácidos. Diagrama simplificado de los procesos y transformaciones que se llevan a cabo durante la digestión anaerobia de lodos.
- 7. La eficiencia del tratamiento depende del balance entre los dos grupos de bacterias, la alimentación, la temperatura, el pH y el tipo de materia orgánica subintrada. Los factores mas importantes que se controlan en los procesos anaerobios son: producción de gas, balance de los solidos en el sistema (totales, volátiles y fijos), DBO, acidez y pH, ácidos volátiles, grasas y características del lodo y olor.
- 8. La digestión anaerobia es inhibida por sustancias toxicas tales como, metales pesados (cobre, zinc, níquel, cromo) exceso de iones NH4+, sulfuros, cianuros, fenoles, concentración alta de detergentes. En el proceso el gas producido esta compuesto principalmente de Metano (65-70% vol.), y Gas Carbónico (25-30% vol.), también puede contener Oxigeno (0-0.03% vol.), Monóxido de Carbono (2-4% vol.), Nitrógeno (1% vol.), sulfuro de Hidrogeno,
- 9. En los lodos digeridos, la mayor parte de los microrganismos patógenos ha sido destruida, sin embargo puede tener ciertos virus y el bacilo de Koch.
- 10. Tipos de digestores anaerobios. Digestores Convencionales. Digestor de una etapa o paso. Es un sistema que consta de un solo digestor, en donde se lleva a cabo la digestión del lodo crudo y la concentración de los lodos digeridos. El proceso de digestión se mantiene a temperatura entre 85-115 F por medio de calentadores externos, el gas puede ser utilizado como combustible para mantener la temperatura en el digestor. Los tiempos d retención son muy altos, entre 30 y 50 días.
- 11. La digestión, el pasamiento y la formación de materia flotante se lleva a cabo separadamente dentro del tanque. El lodo crudo se alimenta en la zona de digestión activa y el gas producido se remueve del tanque por la parte superior. Mientras el gas sube a la superficie, este eleva consigo partículas de lodo y otros materiales (grasas y aceites), formando una capa de nata. Como resultado e la digestión, el lodo de mineraliza (aumenta en % de lodos fijos), y por gravedad este se espesa: lo que causa la formación de una capa de materia flotante sobre la zona de digestión del lodo. El volumen del tanque que se utiliza es del 50% debido a la estratificación y falta de mezcla.
- 12. Funcionamiento de un digestor Anaerobio.
- 13. Digestores de Dos Etapas En este sistema tiene como finalidad el proveer un mayor volumen útil, para disminuir los tiempos de retención. Esta formado por dos etapas, en la primera se lleva acabo la digestión con mezclado mecánico o por recirculación de gas y a temperaturas controladas por calentamiento, con un tiempo de retención entre 10-15 días; en la segunda etapa solo se lleva a cabo la separación de los solidos y el acabado
- 14. Esquema de un proceso de digestión de dos pasos. Efluent e de Lodo Espuma Lodos digeridos Efluente
- 15. Digestor de Alta Tasa. En este sistema la carga de solidos en mayor. El lodo se mezcla íntimamente por la recirculación del gas, bombeo, o por mezcladores mecánicos y se calienta para obtener una digestión optima. El tanque es mas profundo. El lodo deberá bombearse continuamente o en ciclos de 30 minutos a 2 horas. El lodo digerido tiene una concentración de aproximadamente la mitad de la del influente, ya que no existe una separación del lodo.
- 16. 0.037-0.085 m3/capita 2.6-5 pies3/capita 0.074-0.142 m3/capita Lodos Primarios + activados. 1.3-3 pies3/capita Lodos Prim. + fil. Percoladores. Lodos Primarios Criterios de Diseño (Criterios Volumétricos) 2.6-6 pies3/capita 0.074-0.117 m3/capita
- 17. Capacidades Requeridas para el Tanque de Digestión. TIPO DE TRATAMIENT O VOLUMEN REQUERIDO LODO HUMEDO Solidos secos g/hab.d Primario 54 Primario + filtro 81 percolador Primario 86 +lodos activados Solidos (%) l/hab./d 35-45 días de retención l/hab. d 5 4 1.076 2.03 37-48 71-91 3 2.83 99-127 Datos a aplicar en lodos primarios y obtenidos para lograr la recuperación del 90% del gas producido.
- 19. DIGESTION AEROBIA Este proceso en un método alterno para el tratamiento de lodos orgánicos. Los digestores pueden ser usados para tratar lodos activados, mezclas de deshechos de lodos activados, lodos primarios y lodos de filtros percoladores, o lodos de plantas de tratamiento de lodos activados sin sedimentación primaria.
- 20. Obtención de un producto final biológicamente estable y sin olor que puede ser de fácil disposición. Producción de un lodo con excelentes características de desaguado. Menores concentraciones de DBO en el licor sobrenadante. La reducción de solidos volátiles es aproximadamente la misma que la obtenida anaeróbicamente. Recuperación de casi todo el valor básico de fertilización en el lodo. Muy pocos problemas de operación Ventajas Menor costo de capital.
- 21. DESVENTAJA Alto costo del suministro de oxigeno.
- 22. Reducción de olores. PRINCIPALES OBJETIVOS Mejoramiento de las características de desaguado de los lodos. Reducción de solidos biodegradables.
- 23. La digestión de lodos de los lodos (primarios y lodos activados) es un proceso en cual la estabilización de la materia orgánica se lleva a cabo por la aireación durante un extenso periodo de tiempo, dando como resultado una destrucción celular con una disminución de los solidos suspendidos volátiles (SSV). La velocidad de destrucción celular disminuye cuando la relación de alimentos microrganismos (F/M) aumenta (F=DBO,M=SSV).
- 24. El principal objetivo de la reducción del volumen de los lodos para su disposición final. Esta reducción resulta de la conversión por oxidación de parte de las substancias del lodo en productos volátiles (CO2, NH3, H2). Los tiempos de residencia son mas cortos. Esto repercute en una economía en los volúmenes de los digestores, sin embargo, los costos originados por la energía puedes ser un factor importante en la elección del sistema de tratamiento en plantas con grandes flujos de
- 25. Los lodos estabilizados aeróbicamente, no desprenden olores, son homogéneos de color oscuro, y pueden drenarse sin dificultad. Son embargo no es recomendable almacenarlos por mucho tiempo en forma liquida. Generalmente, estabilización aeróbica la se
- 26. Descripción del Proceso La digestión aerobia es similar al proceso de lodos activados. Conforme la comida se termina, los microrganismos comienzan a consumir su propio protoplasma para obtener energía para el mantenimiento de las células (fase endógena). Las células son oxidadas a dióxido de carbono, agua y amoniaco. Solamente del 75 al 80% de las células pueden ser oxidadas; el remanente 20 a 25%, esta formado de componentes inertes y orgánicas que no son biodegradables. Conforme la digestión continua, el amoniaco es oxidado a nitratos. Cuando se digieren lodos activados o lodos de filtros percoladores mezclados con lodos primarios, toma lugar una oxidación
- 27. Criterios de Diseño El diseño de digestores aeróbicos es similar al de los tanques rectangulares de aireación, usan sistemas de aireación convencionales.
- 28. PARAMETROS VALOR Tiempo de retención hidráulica a 20oC (días) Lodos activados solamente 10-16 Lodos activados de plantas sin sed. Prim. 16-28 Lodos primarios + activados o de fil. Precol. 18-22 Carga de solidos 0.02-0.04 0.032-6.41 Requerimientos de oxigeno lb/lb destruidas Células de tejidos 2 DBO5 en lodos primarios 1.6-1.9 Requerimientos de energía para la mezcla Aireadores mecánicos 0.5-1.25 17.66-44.14 Mezcla de Aire 20-60 Oxigeno disuelto 1-2