Soluciones integrales para el tratamiento de lodos de aguas residuales municipales: tratamiento de lodos de aguas residuales municipales, secador de lodos, colector de polvo, filtros, biología, sistemas de control de olores. Definición de tratamiento de lodos XJY.
4 de noviembre de 2024
Introducción del proyecto
Definición del tratamiento de lodos XJY
El tratamiento de lodos se refiere al proceso de tratamiento de los lodos generados durante el tratamiento de aguas residuales. Estos lodos contienen una gran cantidad de agua, materia orgánica, materia inorgánica y microorganismos. Si se vierten directamente o se eliminan sin tratamiento, causarán una grave contaminación ambiental.
Imagen 1 Diagrama de flujo del tratamiento de lodos
¿Cuál es el propósito del tratamiento de lodos XJY?
Los propósitos del tratamiento de lodos XJY incluyen reducir el volumen de lodos, reducir el contenido de agua de los lodos, estabilizar las propiedades de los lodos y facilitar la eliminación y utilización posteriores. La siguiente es la explicación.
1. Reducir el volumen de lodos: a través de pasos como la concentración y la deshidratación, el contenido de agua de los lodos se reduce en gran medida, reduciendo así el volumen de lodos, lo que resulta conveniente para su posterior transporte y eliminación.
2. Reducir el contenido de agua del lodo: eliminar aún más el agua del lodo, aumentar la solidez seca del lodo y facilitar la estabilización e inocuidad del lodo.
3. Estabilizar las propiedades del lodo: a través de métodos de tratamiento biológico como la digestión anaeróbica y la fermentación aeróbica, se degrada la materia orgánica del lodo y se eliminan organismos nocivos como patógenos y huevos de parásitos en el lodo, de modo que el lodo alcanza un estado estable.
4. Facilitar la eliminación y utilización posteriores: Los lodos tratados se pueden eliminar de forma más segura mediante el uso de la tierra, vertederos, incineración o como materiales de construcción, y también se pueden extraer recursos útiles en los lodos para lograr la utilización de recursos de los lodos.
imagen2 Componentes del sistema de alcantarillado
Los principales métodos de tratamiento de lodos XJY
Los principales métodos de tratamiento de lodos XJY incluyen deshidratación mecánica, acondicionamiento químico + prensa de filtro de placas y marcos, fermentación anaeróbica y secado térmico. A continuación se presenta la explicación.
1. Deshidratación mecánica: se utiliza fuerza mecánica (como fuerza centrífuga, presión, etc.) para eliminar la humedad del lodo y, generalmente, se puede tratar hasta alcanzar un contenido de agua de aproximadamente el 80 %.
2. Acondicionamiento químico + filtro prensa de placas y marcos: Agregue agentes químicos (como cal, PAM, etc.) al lodo para acondicionarlo y luego fíltrelo a través de un filtro prensa de placas y marcos para reducir aún más el contenido de agua del lodo, que generalmente se puede tratar hasta aproximadamente el 60% de contenido de agua.
3. Fermentación anaeróbica: En condiciones anaeróbicas, se utilizan bacterias anaeróbicas para descomponer la materia orgánica del lodo en gases como dióxido de carbono y metano, y el lodo se estabiliza simultáneamente. El residuo del lodo después de la fermentación anaeróbica aún requiere tratamiento posterior. Fermentación aeróbica: En condiciones aeróbicas, el lodo se convierte en humus estable mediante la fermentación de microorganismos, que puede utilizarse para elaborar fertilizantes agrícolas o para la reforestación, entre otros. El contenido de humedad del lodo después de la fermentación aeróbica puede reducirse entre un 40 % y un 45 %.
5. Secado térmico: Se utiliza energía térmica para evaporar el agua del lodo y secarlo. El secado térmico permite seleccionar diferentes equipos según las necesidades de eliminación, como secadores de banda, secadores de mesa rotatoria, etc.
¿Cuál es el proceso de tratamiento de lodos XJY?
El proceso de tratamiento de lodos XJY incluye la recolección y transporte, espesamiento,
estabilización, deshidratación y eliminación o reutilización. A continuación se presenta la explicación.
1. Recogida y transporte:Los lodos se recogen de diversas fuentes, como plantas de tratamiento de aguas residuales e instalaciones industriales, y se transportan al sitio de tratamiento.
2.Engrosamiento:El objetivo del espesamiento es aumentar el contenido de sólidos del lodo. Esto se puede lograr mediante métodos como el espesamiento por gravedad, donde el lodo se sedimenta por gravedad, o el espesamiento mecánico mediante dispositivos como centrífugas o espesadores de banda.
3.Estabilización:La estabilización es crucial para reducir el riesgo de descomposición y olores. Los métodos de estabilización más comunes incluyen la digestión anaeróbica, en la que las bacterias descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno, y la digestión aeróbica, que utiliza oxígeno para descomponer el lodo. En algunos casos, también se utiliza la estabilización con cal, donde se añade cal para elevar el pH y eliminar los patógenos.
4. Deshidratación:Tras la estabilización, es necesario deshidratar los lodos para reducir su contenido de humedad. Esto puede realizarse mediante métodos mecánicos como filtros prensa, centrífugas o filtros prensa de banda. La deshidratación facilita la manipulación y el transporte de los lodos.
5.Eliminación o reutilización:Una vez deshidratados, los lodos pueden eliminarse de diversas maneras. El vertido es una opción, pero cada vez es menos común debido a las preocupaciones ambientales. La incineración puede utilizarse para reducir el volumen de lodos y recuperar energía. Otra opción es reutilizarlos en aplicaciones como la aplicación de lodos para la mejora del suelo, como combustible en ciertos procesos industriales o para materiales de construcción.
Cada paso del proceso de tratamiento de lodos está cuidadosamente diseñado para garantizar la protección del medio ambiente, minimizar los olores y los riesgos para la salud y hacer el uso más eficiente de los recursos.
¿Qué equipos XJY están disponibles?
Estos dispositivos se dividen en cuatro tipos: equipos de deshidratación de lodos, equipos de transporte de lodos, equipos de secado de lodos y equipos de almacenamiento de lodos secos terminados.
1. Equipo de deshidratación de lodos
Prensa de filtro de placas y marcos
El filtro prensa de placas y marcos fue la primera máquina utilizada en la deshidratación química. Si bien el filtro prensa de placas y marcos generalmente opera de forma intermitente, requiere una gran inversión en infraestructura y su capacidad de filtrado es baja, aún se utiliza ampliamente en algunas plantas de tratamiento de aguas residuales pequeñas debido a sus ventajas, como la gran fuerza motriz de filtración, el alto contenido de sólidos en la torta de filtración, un filtrado claro, una alta tasa de recuperación de sólidos y un bajo consumo de agentes acondicionadores.
Deshidratador centrífugo
La deshidratadora centrífuga se compone principalmente de un transportador y un transportador de tornillo sin fin con eje hueco. Tras introducir el lodo en el tambor mediante el eje hueco, este se proyecta inmediatamente a la cavidad del tambor gracias a la fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad. Las partículas de lodo tienen una gran gravedad específica, por lo que la fuerza centrífuga generada también es alta, y se proyectan y se adhieren a la pared interior del tambor para formar una capa sólida. La densidad del agua y la fuerza centrífuga son bajas, y solo se genera una capa líquida dentro de la capa sólida. El lodo en la capa sólida es empujado lentamente por el transportador de tornillo sin fin y transportado hasta el extremo cónico del transportador, donde se descarga continuamente a través de las salidas que lo rodean. El líquido se descarga desde el rebosadero del vertedero al exterior del transportador y, tras su recolección, se descarga de la deshidratadora.
Prensa de filtro de banda
El filtro de banda, también conocido como filtro prensa de banda, es un dispositivo de filtrado que utiliza una banda filtrante sin fin enrollada alrededor de una serie de rodillos dispuestos en secuencia y de diferentes tamaños para eliminar la humedad de la pulpa mediante compresión y cizallamiento entre las bandas filtrantes. Los filtros de banda pueden conformar diversos modelos debido a las diferentes disposiciones y combinaciones de los rodillos de prensado. Presentan las ventajas de una estructura simple, alta eficiencia de deshidratación, gran capacidad de procesamiento, bajo consumo de energía, bajo nivel de ruido, alto grado de automatización, operación continua y fácil mantenimiento. Su costo y gastos operativos son más de un 30% inferiores a los de los filtros prensa de placas y marcos, lo que los convierte en el equipo preferido para el tratamiento de aguas residuales urbanas. Los filtros de banda se utilizan principalmente en la fabricación de papel, impresión y teñido, productos farmacéuticos, minería, acero, carbón, cuero y otras industrias, especialmente en el tratamiento de aguas residuales urbanas y la deshidratación de lodos industriales.
Deshidratador apilable de caracoles
La deshidratadora de lodos de tornillo es un nuevo tipo de equipo de separación sólido-líquido. Logra la extrusión y deshidratación de lodos mediante la gran fuerza de extrusión generada por los cambios en el diámetro y el paso del tornillo, y la pequeña separación entre el anillo móvil y el anillo fijo.
2. Equipo de transporte de lodos
Transportador de tornillo
Un transportador de tornillo es un dispositivo mecánico que utiliza aspas helicoidales giratorias (conocidas como "rotores") para transportar materiales líquidos o granulares, generalmente dentro de una tubería. Se utilizan ampliamente en diversas industrias de manipulación de materiales a granel. En la industria moderna, los transportadores de tornillo se utilizan a menudo en horizontal o ligeramente inclinados para transportar eficientemente materiales semisólidos.
Transporte de silos con bastidores deslizantes
El silo equipado con una rampa también se denomina silo de deslizamiento. Este tipo de silo se utiliza a menudo junto con un silo de pared recta y un tornillo de descarga. Su función principal es descargar lodos pegajosos y evitar que se adhieran a la rampa de transporte. Generalmente se divide en dos formas estructurales: rampa rectangular y rampa circular. El lodo tratado debe almacenarse, y el silo de deslizamiento permite un buen almacenamiento. La cantidad de lodo descargado se puede controlar fácilmente. En comparación con el silo de lodos, reduce eficazmente la altura del silo y garantiza la seguridad de la construcción.
Transportador elevador de rascador
El transportador de raspador utiliza una cadena para transportar materiales a granel en la canaleta. Es adecuado para el transporte continuo de polvo, partículas pequeñas y bloques pequeños. Puede utilizarse para transporte horizontal e inclinado. Al ascender, la inclinación de la veta de carbón no debe superar los 25°, y al descender, los 20°. Si la inclinación de la veta de carbón es grande, se debe instalar un dispositivo antideslizante. El transportador de raspador flexible permite una inclinación de 2° a 4° tanto horizontal como verticalmente.
3. Equipo de secado de lodos
Secador de discos
El secador de discos es un equipo de secado de bajo consumo con un eje principal y aspas en su interior. El material húmedo es removido por el disco y entra en contacto total con el portador de calor y la superficie caliente, logrando así el secado. Su estructura es de disco. Los discos están densamente dispuestos en el eje principal, y el fluido térmico fluye a través de ellos. El área de transferencia de calor por unidad de volumen efectivo es grande. El fluido térmico se calienta con vapor, agua caliente o aceite térmico.
Secador mezclador
Los secadores mezcladores se caracterizan por mezclar materiales durante el proceso de secado. Se utilizan principalmente en situaciones donde se añade una pequeña cantidad de líquido a materiales en polvo para su secado, como la modificación de superficies metálicas, la adición de supresores de polvo a tintes y pesticidas, y el teñido húmedo de pesticidas. Los secadores mezcladores, al igual que los equipos de mezcla, se pueden clasificar en verticales y horizontales, y en contenedores fijos y giratorios.
Secador de banda
Un secador de banda (secador de banda), un tipo de secador industrial, es un aparato que se utiliza para el secado y enfriamiento continuo de astillas de madera, pellets, pastas, compuestos moldeados y paneles utilizando aire, gas inerte o gas de combustión.
Máquina secadora de capa fina
El secador de lodos de capa fina es un dispositivo que utiliza aire caliente como medio de secado y calor indirecto para evaporar y secar el agua del lodo. Se compone principalmente de cinco partes: sistema de alimentación, sistema de aire caliente, sistema de secado, sistema de descarga y sistema de tratamiento de gases de cola. Tras entrar en el sistema, el lodo se transporta mediante una cinta transportadora. Simultáneamente, el sistema de aire caliente introduce aire caliente en la cámara de secado. El lodo entra en contacto total con el aire caliente, de modo que el agua se evapora y se descarga del sistema, logrando así su secado.
4. Equipo de almacenamiento de lodo seco terminado
¿Cuáles son las etapas del tratamiento de lodos XJY?
Las etapas del tratamiento de lodos XJY incluyen desodorización biológica, deshidratación de lodos, secado de lodos y eliminación de polvo. La siguiente es la explicación.
1. Desodorización biológica
Objetivo: Eliminar compuestos malolientes y patógenos de los lodos mediante procesos biológicos.
Descripción general del proceso:
Tecnología de biolixiviación: implica inocular lodos concentrados (aproximadamente 97% de contenido de agua) con microorganismos complejos y agregar nutrientes en una proporción determinada.
Exposición a la aireación: Los lodos se exponen a la aireación durante aproximadamente 48 horas, lo que reduce el pH a 2-3, completando el proceso de biolixiviación.
Mecanismo: El ambiente ácido creado por los microorganismos de biolixiviación provoca la transformación de los sulfuros metálicos en sulfatos metálicos solubles, liberando metales pesados a la fase líquida. Este proceso también elimina el olor de los lodos y elimina los patógenos, mejorando significativamente la deshidratabilidad de los lodos.
Resultados: Tras la biolixiviación, se elimina el olor de los lodos, se eliminan o inhiben los patógenos y se mejora la deshidratabilidad de los lodos. El valor fertilizante y el poder calorífico de los lodos se mantienen prácticamente inalterados.
Imagen 3 Desodorización biológica
2. Deshidratación de lodos
Objetivo: Reducir el contenido de agua de los lodos, facilitando su manipulación y eliminación.
Métodos comunes:
Espesamiento por gravedad: Se logra en tanques de sedimentación mediante la formación de una capa de lodos de alta concentración. Apto para lodos primarios, lodos químicos y lodos de biopelícula.
Espesamiento por flotación de aire: Utiliza pequeñas burbujas que se adhieren a las partículas de lodo, reduciendo su densidad y obligándolas a flotar. Ideal para sistemas de lodos activados a pequeña escala.
Espesamiento centrífugo: Se basa en la diferencia de gravedad específica entre sólidos y líquidos. Altamente eficaz, pero costoso, ideal para plantas de tratamiento de aguas residuales a gran escala.
Deshidratación mecánica: Ampliamente adoptada a nivel mundial, se utilizan equipos como filtros de vacío, filtros de banda prensa y centrífugas. Los filtros de banda prensa son populares debido a su bajo consumo de energía, funcionamiento continuo y facilidad de uso.
Imagen 4 Deshidratación de lodos
3. Secado de lodos
Objetivo: Reducir aún más el contenido de humedad de los lodos, facilitando su almacenamiento, transporte y recuperación de recursos.
Tecnologías de secado:
Calentamiento directo: utiliza fuentes de calor como aire caliente o vapor para calentar directamente el lodo.
Calentamiento indirecto: El calor se transfiere a través de un intercambiador de calor sin contacto directo con los lodos, minimizando el riesgo de contaminación.
Calefacción híbrida: combina calefacción directa e indirecta para una eficiencia óptima.
Tipos de secadoras:
Secadores de tambor: Hay disponibles tipos directos e indirectos, que utilizan gas o biogás como fuente de calor.
Secadores de disco: diseños multidiscos horizontales y verticales, que utilizan vapor o aceite térmico para calentar.
Secadores de banda: funcionan a temperaturas bajas a medias, adecuados tanto para secado total como parcial.
Secadores de lecho fluidizado: Los lodos se secan sin pretratamiento, utilizando un lecho fluidizado para una distribución uniforme del calor.
Imagen 5 Secado de lodos
4. Equipo de eliminación de polvo
Objetivo: Eliminar las partículas de polvo generadas durante el secado de lodos, garantizando emisiones de aire limpio y protegiendo los equipos.
Métodos comunes de eliminación de polvo:
Filtros de Bolsa: Recolectan el polvo mediante bolsas filtrantes, con opciones como agitación mecánica, soplado de aire inverso y limpieza por chorro de pulso. Eficaces para separar partículas finas de polvo.
Filtros de cartucho: solucionan problemas con polvo difícil de filtrar y altas velocidades de filtración, mejorando tanto los costos operativos como la eficiencia de filtración.
Separadores ciclónicos: utilizan la fuerza centrífuga para separar las partículas de polvo de la corriente de aire, comúnmente utilizadas en industrias con polvo grueso.
Depuradores húmedos: implican rociar agua u otros líquidos para capturar partículas de polvo, eliminando eficazmente tanto el polvo como los contaminantes.
Precipitadores electrostáticos: en el pasado fueron ampliamente utilizados pero fueron reemplazados gradualmente debido a su desempeño inadecuado frente a los estándares de emisiones industriales actuales.
Tecnologías avanzadas:
Secado con bomba de calor por deshumidificación por condensación de efecto múltiple: como la tecnología empleada por ciertos equipos de secado de lodos a baja temperatura, que ofrecen alta eficiencia energética, bajas emisiones y eliminación eficaz del polvo.
En conclusión, el proceso de tratamiento de lodos abarca la desodorización biológica, la deshidratación de lodos, el secado de lodos y la eliminación de polvo, contribuyendo cada etapa a la gestión segura, eficiente y respetuosa con el medio ambiente de los lodos.
Imagen 6 Equipo de eliminación de polvo
¿Cuáles son las ventajas de la solución de tratamiento de lodos XJY?
Hay cinco ventajas de la solución de tratamiento de lodos XJY para describir.
1. Ahorro de costes
Erradicar los residuos de lodos del tratamiento de aguas cuesta a las ciudades miles de dólares al año. Los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales y agua pueden producir grandes cantidades de esta sustancia destructiva en las plantas de tratamiento de aguas de la ciudad. Cuando estos lodos se descontrolan, los costos y los impuestos pueden subir, lo que afecta tanto a las empresas como a los residentes de la zona. Muchos de estos costos se deben a las necesidades de almacenamiento y transporte asociadas.
Es fundamental emplear aplicaciones técnicas como la deshidratación para reducir estos gastos. La deshidratación de lodos ayuda a reducir los costos de eliminación al reducir el volumen de suelo saturado de agua. También puede ayudar a ahorrar entre un 75 % y un 80 % en gastos de transporte y almacenamiento. Sin embargo, puede ahorrarle dinero a la ciudad o a su empresa al utilizar sistemas de entrega que emplean técnicas de deshidratación a granel.
2. Alta productividad
Cuando se utiliza la deshidratación de lodos para tratar agua y aguas residuales, la productividad suele aumentar. Ciudades grandes y pequeñas abastecen el agua que llega a las empresas, que dependen de que esté libre de toxinas para poder seguir operando sin interrupciones. Por ejemplo, las empresas textiles que tiñen telas necesitan grandes cantidades de agua limpia para producir productos coloridos, como vaqueros y almohadas.
Los residuos de producción pueden escurrirse y generar lodos, que pueden destruir los cimientos de los edificios. Si estos lodos no se eliminan eficientemente, las plantas pueden cerrar, deteniendo por completo la productividad. Sin embargo, el uso de técnicas de deshidratación de lodos puede prevenir estos problemas.
3. Respetuoso con el medio ambiente
Si bien algunas aplicaciones de tratamiento de agua ofrecen agilidad, muchas carecen de sostenibilidad. Las grandes plantas de tratamiento de agua de las ciudades y las empresas industriales a veces utilizan métodos de tratamiento que consumen grandes volúmenes de agua. Además, la eliminación de residuos requiere maquinaria pesada, grandes cantidades de energía y métodos de transporte que a menudo dependen de gases que contribuyen a las emisiones de carbono. La aplicación de técnicas de deshidratación que utilizan productos químicos orgánicos, como los floculantes, reduce estas prácticas perjudiciales para el medio ambiente, convirtiendo la deshidratación de lodos en una aplicación técnica sostenible.
4. Rendimiento mejorado
El uso de la deshidratación de lodos para tratar depósitos de lodos de cuerpos minerales o biológicos puede mejorar significativamente el rendimiento del proceso de eliminación, en comparación con los métodos convencionales. La deshidratación de lodos gestiona con agilidad diferentes tipos de lodos, incluidos los viscosos o aceitosos. Además, el rendimiento se optimiza al no requerir almacenamiento de lodos ni espesadores.
5. Conserva los cimientos
Cuando el suelo se empapa de agua proveniente de la escorrentía de nieve o lluvias torrenciales, esta puede acumularse en la base de un edificio y corroer sus cimientos. Esto se convierte en un grave problema para los edificios, especialmente aquellos con más de 50 años de antigüedad. Crear un drenaje para aliviar la saturación del suelo no es una buena solución para edificios históricos que deben conservar su exterior original. Sin embargo, se puede aplicar la técnica de deshidratación de lodos para eliminar la humedad perjudicial del suelo y, al mismo tiempo, preservar los cimientos del edificio.
En resumen, al llegar al último paso del tratamiento de aguas residuales y agua, la deshidratación de lodos es una aplicación técnica óptima. Las plantas de tratamiento de aguas industriales y municipales pueden experimentar un mejor rendimiento, mayor productividad y menores costos al emplear este eficiente método.
¿Cuáles son los escenarios de aplicación del tratamiento de lodos XJY?
Los escenarios de aplicación del tratamiento de lodos XJY incluyen las siguientes partes.
1. Uso agrícola: Los lodos contienen materia orgánica rica y nutrientes, que pueden utilizarse como fertilizantes en tierras de cultivo para mejorar la estructura y la fertilidad del suelo.
2. Generación de energía por incineración: Al incinerar lodos a alta temperatura, se puede generar energía térmica para generar energía o calefacción, al tiempo que se reduce el volumen de lodos.
3. Materiales de construcción: Después del tratamiento, los lodos se pueden utilizar para fabricar ladrillos, cemento y otros materiales de construcción para lograr el aprovechamiento de los recursos.
4. Tratamiento en vertedero: Se trata de un método de tratamiento tradicional, que entierra los lodos en un vertedero especial, pero se debe tener cuidado para evitar la contaminación secundaria.
5. Tratamiento biológico: El uso de tecnologías biológicas como la digestión anaeróbica para tratar lodos puede producir biogás para obtener energía.
6. Central térmica: La co-combustión de lodos en centrales térmicas de carbón es una forma eficiente de aprovechar los residuos para generar energía. Gracias al eficiente sistema de generación de energía de las centrales térmicas de carbón existentes y a la plataforma centralizada de gestión de la protección ambiental, los lodos pueden reducirse, volverse inocuos, recuperarse y eliminarse a gran escala.
Imagen 7 Central térmica
7. Tratamiento de lodos municipales: El tratamiento de lodos municipales se refiere a todo el proceso de tratamiento de lodos de plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas de agua y la disposición final de los lodos, incluidos los procesos de tratamiento iniciales como concentración (acondicionamiento), deshidratación, digestión anaeróbica, digestión aeróbica, secado y procesos de disposición final como compostaje, incineración, vertedero y utilización de materiales de construcción.
Imagen 8 Tratamiento de lodos municipales
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