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LOS LODOS DE LAS PLANTAS DETRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES, PROBLEMA ORECURSO?

Especialidad: Ingeniera Qumica

Juan Gualberto Limn Macas

08 de Julio de 2013

Guadalajara, Jalisco

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Los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales, problema o recurso?

Ingeniera Qumica 2

CONTENIDO

1. Resumen Ejecutivo .................................................................. 3

2. Introduccin ........................................................................... 6

2.1. El saneamiento en Mxico, avances y retos ........................... 62.2. Tecnologas aplicables y tamaos de plantas ......................... 8

2.3. Los subproductos en el tratamiento de aguas residuales ......... 9

3. Produccin de lodos en el tratamiento de aguas residuales ......... 10

3.1. Origen ............................................................................ 10

3.2. Cantidad y caractersticas ................................................. 11

3.3. Normatividad que deben satisfacer .................................... 13NOM-004-SEMARNAT-2002 ...................................................................................................... 13

NOM-083-SEMARNAT-2003 ...................................................................................................... 15

3.4. Problemtica en el manejo y disposicin de lodos ................ 18Estabilizacin de lodos .............................................................................................................. 18

Desaguado de lodos .................................................................................................................. 19

Disposicin de lodos .................................................................................................................. 20

4. Oportunidades de aprovechamiento y disposicin...................... 22

4.1. Fuente de energa ............................................................ 22Produccin y caractersticas del biogs .................................................................................... 23

Cogeneracin de energa elctrica ............................................................................................ 25

4.2. Aprovechamiento en la agricultura ..................................... 26Criterios de diseo ................................................................................................................... 28

Restriccin de cultivos cuando se incorporan bioslidos ......................................................... 30

4.3. Experiencias favorables en Mxico ..................................... 32

5. Conclusiones y recomendaciones ............................................ 37

6. Referencias .......................................................................... 38

7. Bibliografa ........................................................................... 408. Agradecimientos ................................................................... 42

9. Currculum Vitae del candidato ............................................... 43

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1.RESUMEN EJECUTIVO

En diciembre de 2011, Mxico contaba con una cobertura de

saneamiento del 46.5% de las aguas residuales colectadas en lossistemas de alcantarillado (Comisin Nacional del Agua, 2011).

Uno de los grandes retos a largo plazo, es tratar todas las aguasresiduales generadas en el pas, lo cual fue establecido como objetivo enla Agenda del Agua 2030.

Existen numerosas tecnologas utilizadas en el tratamiento de aguasresiduales. El tratamiento generalmente consiste en las etapas depretratamiento, tratamiento primario, tratamiento secundario,

desinfeccin y tratamiento de lodos.

El tratamiento secundario es la parte ms importante del proceso, yaque es donde, por medio de microorganismos, se remueve la materiaorgnica contenida en el agua residual. Esta etapa puede llevarse a cabode forma aerobia o anaerobia y la biomasa puede estar suspendida oadherida a algn medio.

La tecnologa ms comnmente utilizada para el tratamiento de lasaguas residuales municipales es la de lodos activados. En este proceso,

se tiene una corriente de recirculacin de lodo de los sedimentadoressecundarios hacia el reactor biolgico para mantener una concentracindeseada de biomasa.

El tipo de tecnologa a utilizar en cada planta de tratamiento, dependerde muchos factores como el tamao, la calidad deseada y los costos.

Como resultado de la remocin de contaminantes, en los procesos detratamiento se producen diferentes subproductos, siendo el msimportante los lodos. Los lodos provienen de las etapas de tratamiento

primario y tratamiento secundario, y sus caractersticas dependen delproceso donde se originaron y del tratamiento que han recibido. Elvolumen y masa de stos tambin depende del proceso donde seprodujeron.

Los lodos producidos en una planta de tratamiento deben cumplirprincipalmente con dos Normas Oficiales Mexicanas. En la NOM-004-

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SEMARNAT-2002 se especifican los lmites mximos permitidos decontaminantes para su aprovechamiento y disposicin final, mientrasque en la NOM-083-SEMARNAT-2003 se especifican las caractersticasde diseo, construccin y operacin del sitio de disposicin.

Para poder cumplir con lo especificado en la normatividad, los lodosdeben ser tratados antes de disponerse, lo cual trae consigo variosproblemas.

La etapa ms importante del tratamiento de lodos es la estabilizacin,durante la cual se reduce la masa y volumen y se reducen losorganismos patgenos, olores y la atraccin de vectores. Los mtodosms utilizados son la digestin aerobia y anaerobia.

La digestin aerobia se usa tpicamente en plantas de tratamiento con

capacidades menores a 220 l/s y presenta la desventaja de un elevadocosto de operacin, ya que requiere suministro de aire, que consumeenerga.

Por otro lado, la digestin anaerobia, aunque su costo de operacin esmenor, presenta el inconveniente de un mayor costo de inversin y querequiere de operadores especializados para mantener un buen controldel proceso y que ste no se desestabilice.

La disposicin de los lodos es tambin un gran problema, ya que se

requieren grandes superficies de terreno o transportarlos a un sitioautorizado. Adems del gran requerimiento de superficie, otrosproblemas son la vida til del sitio y el manejo y tratamiento de loslixiviados ah generados.

No obstante los problemas que trae el tratamiento y disposicin de loslodos, stos pueden traer grandes beneficios para las plantas detratamiento y la poblacin.

Los lodos pueden ser aprovechados como fuente de energa durante la

etapa de digestin anaerobia en la que se produce biogs comosubproducto del proceso. El biogs puede ser alimentado a una mquinade cogeneracin para generar energa elctrica y calorfica.

La energa elctrica se usa para satisfacer parte de los requerimientosde energa de la PTAR y la energa calorfica para calentar el digestorhasta su temperatura de operacin.

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Adems de la produccin de energa, la cogeneracin presenta laventaja de reducir la emisin de gases de efecto invernadero alambiente.

Los lodos estabilizados o bioslidos, tambin pueden ser utilizados como

mejoradores de suelo en la agricultura. stos mejoran las caractersticasdel suelo y proveen nutrientes esenciales para el crecimiento vegetalcomo nitrgeno, fsforo, nquel, zinc y cobre. Debido a sus ventajas, losbioslidos pueden utilizarse como sustituto de fertilizantes qumicos.

En Mxico, existen varias experiencias favorables de aprovechamientode lodos, principalmente para cogeneracin de energa. Algunas deestas plantas son: PTAR Atotonilco, PTAR Agua Prieta, PTAR El Ahogadoy PTAR San Pedro Mrtir I. Estas plantas cuentan con digestinanaerobia de lodos y se espera que produzcan entre el 69 y casi el

100% de la energa elctrica que requieren una vez que estn operandoal 100% de su capacidad.

En conclusin, los lodos producidos en las plantas de tratamiento, debenser aprovechados para que no slo sean un problema para la poblaciny el medioambiente. Se debe evaluar su aprovechamiento en plantas detamao mediano, tanto en la agricultura como en la generacin deenerga, entro otros posibles aprovechamientos.

Palabras clave: biogs, cogeneracin, estabilizacin, lodos, PTAR,

saneamiento.

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2.INTRODUCCIN

2.1. El saneamiento en Mxico, avances y retos

En diciembre de 2011, Mxico contaba con una cobertura desaneamiento del 46.5% de las aguas residuales colectadas en lossistemas de alcantarillado (Comisin Nacional del Agua, 2011). En estemismo mes, la cobertura de alcantarillado era de 90.2% (ComisinNacional del Agua, 2012).

Aunque la mayora de la poblacin cuenta con sistemas dealcantarillado, el porcentaje de estas aguas que reciben tratamiento esmuy bajo; ya que solamente alrededor de la mitad de ellas son tratadas.

No obstante este gran rezago en el tratamiento de las aguas residuales,Mxico ha presentado grandes avances en los ltimos aos. Del ao2000 al 2011 la cobertura de tratamiento de aguas residuales seduplic, lo que significa que en 11 aos se construy infraestructura detratamiento para un caudal adicional mayor que el construido en toda lahistoria de nuestro pas (Comisin Nacional del Agua, 2012).

La construccin y operacin de un mayor nmero de plantas detratamiento permite mejorar la calidad de vida de las personas en elpas. Adems que el mayor volumen de agua tratada se puede destinar

para abastecer la demanda de sectores como el agrcola y el industrial,liberando importantes volmenes de agua de primer uso para elconsumo de la poblacin.

En diciembre de 2011, el nmero de plantas de tratamiento era de2,289, con una capacidad instalada de 137,082.13 l/s y un caudaltratado de 97,640.22 l/s (Comisin Nacional del Agua, 2011).

Adicional a estas plantas de tratamiento, en la actualidad se estnconstruyendo otras nuevas, entre las ms importantes por su capacidad,

estn la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Atotonilco y laPlanta de Tratamiento de Aguas Residuales Agua Prieta, que permitirnincrementar la capacidad instalada en 43,500 l/s.

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Atotonilco, en Atotonilcode Tula, Hidalgo, tendr capacidad para tratar 23, 000 l/s en pocas deestiaje y 35,000 l/s en poca de lluvias. sta ser la planta de

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tratamiento ms grande de Mxico y al 5 de junio de 2013, tena unavance del 74% (Comisin Nacional del Agua, 2013).

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Agua Prieta, ubicada enla Zona Conurbada de Guadalajara, Jalisco tendr una capacidad

instalada de 8,500 l/s y ser la segunda ms grande en Mxico y latercera en Latinoamrica. El 6 de abril de 2013, presentaba un avancedel 86% (Gobierno del Estado de Jalisco, 2013).

Uno de los grandes retos a largo plazo para Mxico, es tratar todas lasaguas residuales generadas en el pas. Esta meta fue planteada en laAgenda del Agua 2030, donde se estableci que para antes del ao2030, todas las aguas residuales municipales captadas en los sistemasde alcantarillado contarn con tratamiento (Comisin Nacional del Agua,2011).

Figura 1 Componentes bsicos de la Agenda del Agua 2030

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Para lograr esta meta, se requerir que los gobiernos municipales, conayuda de los gobiernos estatales y el gobierno federal, garanticen lacalidad y continuidad de este servicio.

Se requerir la construccin de nuevas plantas de tratamiento as como

la rehabilitacin de una cantidad importante de las existentes que sehan deteriorado por la falta de recursos. Un aspecto fundamental es lacorrecta operacin de la infraestructura de saneamiento existente, estorequerir de mecanismos novedosos y de la concurrencia de lasautoridades municipales, estatales y federales para establecer losmecanismos tcnicos, legales y econmicos que la correcta operacin delas plantas requieren.

2.2.

Tecnologas aplicables y tamaos de plantas

Existe una gran variedad de tecnologas utilizadas en el saneamiento delas aguas residuales. Estas tecnologas se dividen principalmente en dosgrupos, dependiendo del tipo de microorganismos que remueven lamateria orgnica: procesos aerobios y procesos anaerobios.

Los procesos aerobios son los ms comnmente usados y se dividenprincipalmente en procesos con biomasa suspendida y procesos conbiomasa adherida, aunque tambin existen algunos hbridos.

En los procesos con biomasa suspendida, siendo el ms comn el delodos activados, los microorganismos se encuentran suspendidos oflotando libremente en el agua y se separan por medio de sedimentacino membranas. Estos requieren de una corriente de retorno de lodosactivados para obtener la concentracin de biomasa requerida en elreactor.

En los procesos con biomasa adherida, los microorganismos o biomasaforman una biopelcula que se adhiere a algn medio fijo o mvil. Dadoque la biomasa est adherida, esta permanece en el reactor, sin

embargo, a una concentracin menor que en los procesos de biomasasuspendida.

Los procesos aerobios, aunque tienen las desventajas de un granconsumo de energa y una mayor produccin de lodos, permiten obteneruna mejor calidad de agua tratada, son ms fciles de operar, yremueven nitrgeno y fsforo adems de la materia orgnica.

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Los procesos anaerobios tienen las principales ventajas de un menorrequerimiento de energa, menor produccin de lodo y produccin demetano que puede ser utilizado para generacin de energa. Sinembargo, estos procesos tienen un largo periodo de arranque, no selleva a cabo la remocin biolgica de nitrgeno y fsforo y generalmente

se requiere una etapa aerobia posterior para cumplir con la calidad deagua tratada requerida.

La tecnologa a utilizar depender de muchos factores como el caudal atratar, la calidad de agua cruda y agua tratada y los costos de inversiny operacin y mantenimiento.

2.3. Los subproductos en el tratamiento de aguas residuales

Como resultado de la remocin de contaminantes del agua residual, segeneran diferentes subproductos, principalmente basuras, arenas ylodos.

En el tratamiento preliminar de las aguas residuales, se cuenta conetapas de cribado y desarenacin. El objetivo de estas etapas esremover los contaminantes que puedan daar tuberas, bombas y otrosequipos ubicados aguas abajo en el tratamiento.

El subproducto ms importante en el tratamiento de aguas residuales,

tanto por su volumen, como por el tratamiento posterior que requieren,son los lodos. Estos se producen principalmente en las etapas detratamiento primario y tratamiento secundario del agua residual. Parapoder disponerlos, es necesario estabilizarlos y desaguarlos para reducirla atraccin de vectores y su volumen.

En las siguientes secciones se describe el origen de los lodos y suscaractersticas, la problemtica en el manejo y disposicin y lasoportunidades de aprovechamiento y disposicin.

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3.PRODUCCIN DE LODOS EN EL TRATAMIENTO DE AGUASRESIDUALES

En el tratamiento de las aguas residuales se tienen principalmente dostipos de lodos. El tipo depende del origen de los lodos, lo cual tambin

hace que tenga ciertas caractersticas de acuerdo al tratamiento en elque se produjo. En esta seccin se describen los principales tipos delodos producidos en el tratamiento de aguas residuales, suscaractersticas, la normatividad en Mxico que corresponde para sutratamiento y la problemtica en el manejo y disposicin.

3.1. Origen

Los lodos producidos en el tratamiento de aguas residuales dependen

del tipo de planta de tratamiento y de la operacin de sta. En unaplanta de aguas residuales domsticas, los lodos se generanprincipalmente en las etapas de tratamiento primario y tratamientosecundario.

Los lodos primarios se producen en la sedimentacin primaria, en la cualse remueven slidos sedimentables. La cantidad depende de la cargasuperficial o tiempo hidrulico de retencin. En la sedimentacinprimaria con qumicos se produce ms lodo, producto de una mayorremocin y de la precipitacin qumica de la materia coloidal.

Los lodos secundarios se producen en procesos de tratamientobiolgicos que convierten residuos o substratos solubles en biomasa.Tambin incluyen la materia particulada que permanece en el aguadespus de la sedimentacin primaria y que se incorpora en la biomasa.La cantidad producida depende de varios factores: eficiencia deltratamiento primario, relacin de SST a DBO, cantidad de sustratosoluble, remocin de nutrientes y criterios de diseo del tratamiento.

Los lodos secundarios se producen en los reactores biolgicos y se

sedimentan o separan del agua en los sedimentadores secundarios.Estos sedimentadores tienen en su base una tolva para almacenar yconcentrar los lodos sedimentados. La extraccin del lodo sedimentadose efecta por carga hidrulica y por el accionamiento mecnico de lasrastras que barren el fondo del tanque, empujando los lodossedimentados a la tolva para su extraccin.

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En la Figura 2 se presenta el diagrama de flujo de una PTAR contratamiento primario y secundario.

Figura 2 Diagrama de flujo de produccin de lodos primarios ysecundarios

3.2. Cantidad y caractersticas

Las caractersticas de los lodos dependen principalmente de su origen,su tiempo de retencin en las etapas de la PTAR y el tipo de tratamientoque han recibido.

La composicin qumica tpica de los lodos producidos y tratados sepresenta en laTabla 1(Metcalf & Eddy, 2003).

Concepto Unidades Lodoprimario

Lodoprimariodigerido

Lodosecundario

Concentracin deslidos

% 5-9 2-5 0.8-1.2

Slidos voltiles % de ST1 60-80 30-60 59-88

Protena % de ST 20-30 15-20 32-41

Nitrgeno (N) % de ST 1.5-4 1.6-3 2.4-5

Fsforo (P2O5) % de ST 0.8-2.8 1.5-4 2.8-11

xido de potasio(K2O)

% de ST 0-1 0-3 0.5-0.7

Celulosa % de ST 8-15 8-15 -

1ST = Slidos totales.

Lodos primarios Lodossecundarios

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Concepto Unidades Lodoprimario

Lodoprimariodigerido

Lodosecundario

Hierro % de ST 2-4 3-8 -

xido de silicio(SiO2)

% de ST 15-20 10-20 -

pH u. pH 5-8 6.5-7.5 6.5-8

Alcalinidad mgCaCO3/l

500-1,500 2,500-3,500

580-1,100

cidos orgnicos mg HAc/l 200-2,000 100-600 1,100-1,700

Contenido energtico kJ ST/kg 23,000-29,000

9,000-14,000

19,000-23,000

Tabla 1 Composicin fsica y qumica tpica del lodo

La cantidad de lodo producido y sus caractersticas dependen tambindel tipo de proceso en el que ste es producido. Un lodo primario, porejemplo, presenta mejores caractersticas de sedimentacin que unosecundario, adems que tendr una mayor concentracin de slidos. Enla Tabla 2 (Metcalf & Eddy, 2003) se presentan las caractersticas ycantidades de lodo que se producen normalmente en diferentesprocesos de tratamiento.

Proceso Gravedadespecfica

slidos

Gravedadespecfica

lodo

Produccin deslidos secos,kg/1000 m3

Sedimentacin primaria 1.4 1.02 110-170

Lodos activados (purga) 1.25 1.005 70-100

Filtro biolgico (purga) 1.45 1.025 60-100

Aireacin extendida (purga) 1.30 1.015 80-120

Laguna aireada (purga) 1.30 1.01 80-120

Filtracin 1.20 1.005 12-24

Remocin algal 1.20 1.005 12-24

Sedimentacin primaria conadicin de cal (350-500mg/l)

1.9 1.04 240-400

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Proceso Gravedadespecfica

slidos

Gravedadespecfica

lodo

Produccin deslidos secos,kg/1000 m3

Sedimentacin primaria con

adicin de cal (800-1,600mg/l)

2.2 1.05 600-1,300

Denitrificacin con biomasasuspendida

1.20 1.005 12-30

Filtro biolgico de desbaste 1.28 1.02 -

Tabla 2 Caractersticas y cantidades de lodo tpicas

El volumen de lodo depende en su mayora del contenido de humedad.Un lodo primario tiene del 91 al 95% de humedad, con un valor tpico

del 94%. En cambio, un lodo secundario, tiene del 98.5 al 99.5% dehumedad, con un valor tpico del 99.2%2(Metcalf & Eddy, 2003).

3.3. Normatividad que deben satisfacer

Los lodos producidos en una planta de tratamiento deben cumplir conlas siguientes Normas Oficiales Mexicanas:

NOM-004-SEMARNAT-2002 (NOM-004)

NOM-083-SEMARNAT-2003 (NOM-083)

Adems, debern contar con la Constancia de no peligrosidad de losmismos, de acuerdo al trmite SEMARNAT 07-007.

NOM-004-SEMARNAT-2002

En la NOM-004-SEMARNAT-2002, Proteccin ambiental.- Lodos y

bioslidos.- Especificaciones y lmites mximos permisibles decontaminantes para su aprovechamiento y disposicin final, seespecifican los siguientes criterios con los que debern cumplir losbioslidos para ser aprovechados:

2Lodo secundario de proceso de lodos activados precedido de sedimentacin primaria.

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Los bioslidos deben ser tratados para controlar la atraccin devectores. Se recomiendan varios procesos para lograr esto, comoel reducir la masa de slidos voltiles al menos en un 38%durante su tratamiento.

Los bioslidos se clasifican en excelentes o buenos de acuerdo al

contenido de metales pesados que se indica en la Tabla 3 y enclase A, B o C de acuerdo a su contenido de patgenos y parsitosindicado en laTabla 4.

El aprovechamiento que se les podr dar a los bioslidos dependede su clasificacin, como se indica en laTabla 5.

Contaminante(en forma total)

Excelentes,mg/kg base seca

Buenos, mg/kgbase seca

Arsnico 41 75

Cadmio 39 85

Cromo 1,200 3,000

Cobre 1,500 4,300

Plomo 300 840

Mercurio 17 57

Nquel 420 420

Zinc 2,800 7,500

Tabla 3 Lmites mximos permisibles para metales pesados enbioslidos de acuerdo a NOM-004

Clase Bacterias Patgenos Parsitos

Coliformes fecales,NMP/g base seca

Salmonella spp,NMP/g base seca

Huevos de helminto,huevos/g base seca

A

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Tipo Clase Aprovechamiento

Excelente A Usos urbanos con contacto pblico directodurante su aplicacinLos establecidos para clase B y C

Excelenteo bueno

B Usos urbanos sin contacto pblico directodurante su aplicacinLos establecidos para clase C

Excelenteo bueno

C Usos forestalesMejoramiento de suelosUsos agrcolas

Tabla 5 Aprovechamiento de bioslidos de acuerdo a suclasificacin de acuerdo a NOM-004

Figura 3 Disposicin de lodos en monorrelleno

NOM-083-SEMARNAT-2003

En la NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de proteccinambiental para la seleccin del sitio, diseo, construccin, operacin,monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposicinfinal de residuos slidos urbanos y de manejo especial, se clasifican lossitios de disposicin final de acuerdo a lo indicado en laTabla 6.

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Tipo Toneladas por da recibidas

A Mayor a 100

B 50 hasta 100

C 10 y menor a 50D Menor a 10

Tabla 6 Categoras de sitios de disposicin final de acuerdo aNOM-083

En esta Norma se indican las siguientes caractersticas constructivas yoperativas del sitio:

1. Debe contar con una barrera geolgica natural o equivalente.

2. Debe garantizar la extraccin, captacin, conduccin y control delbiogs generado en el sitio.

3. Se debe construir un sistema de captacin y extraccin dellixiviado generado.

4.

Debe contar con un drenaje pluvial.

5. Debe contar con rea de emergencia para depositar los residuos

en cualquier eventualidad, desastre natural o emergencia.

6. Debe alcanzar los niveles mnimos de compactacin de la Tabla7.

7. Se debe controlar la dispersin de materiales ligeros, faunanociva e infiltracin pluvial.

8. Se deben adoptar medidas para los residuos no admitidos. Loslodos deben ser previamente tratados o acondicionados antes desu disposicin final.

9. El sitio debe contener obras complementarias como caminos,cerca perimetral, caseta de vigilancia, servicios bsicos, franja deamortiguamiento.

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10. Se debe contar con manual de operacin, control de registro einforme mensual de actividades.

11. Se deben medir y controlar de impactos ambientales producidos.

12. La separacin de residuos en el sitio no debe afectar elcumplimiento de estas especificaciones ni presentar riesgos paralas personas.

Sitio Compactacin deresiduos, kg/m3

Recepcin de residuosslidos, ton/d

A1 >700 >750

A2 >600 100-750

B >500 50-100C >400 10-50

Tabla 7 Requerimientos de compactacin del sitio de disposicinfinal de acuerdo a NOM-083

Figura 4 Construccin de sitio de disposicin de bioslidos

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Para la clausura del sitio, la cobertura debe aislar los residuos,minimizar la infiltracin de lquidos, controlar el flujo de biogsgenerado, minimizar la erosin y brindar un drenaje adecuado.

3.4. Problemtica en el manejo y disposicin de lodos

De acuerdo a su naturaleza, los lodos deben ser tratados antes dedisponerse. Al manejarlos, se deben tener ciertas consideracionesdebido a su contenido de slidos. El contenido de slidos debe serutilizado en el diseo y dimensionamiento de las bombas, tuberas yequipos utilizados para su manejo y tratamiento.

Los lodos producidos en las plantas de tratamiento, principalmente losprimarios, generalmente contienen basuras que no fueron removidas en

las cribas del pretratamiento. Para remover estas basuras y evitar quedaen equipos, se requiere un pretratamiento, como puede ser unacriba o molino.

Antes de poder aprovechar o disponer los lodos, stos deben serestabilizados para reducir la atraccin de vectores, los olores y losriesgos a la salud. Adems, los lodos deben ser desaguados para reducirsu volumen.

Estabilizacin de lodos

La estabilizacin de lodos es un proceso que tiene las ventajas dereducir la masa y volumen de stos, facilitar el desaguado y reducir losorganismos patgenos, olores y atraccin de vectores.

Los cuatro mtodos ms comunes para estabilizar los lodos son:

Digestin anaerobia

Digestin aerobia

Composteo

Adicin de cal

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No obstante las ventajas que trae la estabilizacin de lodos, estosprocesos presentan varias dificultades, siendo la ms importante, elcosto de inversin y operacin.

La digestin anaerobia es el proceso con mayores ventajas, sin

embargo, su costo de construccin es ms elevado, los digestoresrequieren una gran cantidad de equipos perifricos, requiere que loslodos sean calentados, el agua en el lodo contiene una elevadaconcentracin de amoniaco y se desestabiliza si no se lleva un buencontrol de la operacin.

La digestin aerobia se usa tpicamente en plantas de tratamiento concapacidades menores a 220 l/s (Water Environment Federation, 2010).Este tipo de estabilizacin, aunque tiene un menor costo de construccinque la digestin anaerobia, presenta la desventaja de que el costo de

operacin es ms elevado, ya que requiere suministro de aire paraestabilizar los lodos.

El composteo se usa generalmente en los lodos que sern utilizadoscomo mejoradores o acondicionadores de suelos. Este proceso requierede mano de obra intensiva y puede generar olores. Adems, puedeincrementar la masa de bioslidos a disponer y transmitir los patgenospor medio del polvo que genera.

La estabilizacin alcalina con adicin de cal presenta la ventaja de una

inversin menos costosa y es ms fcil de operar que los otros procesos.Sin embargo, este proceso tiene la gran desventaja de que losbioslidos producidos pueden regresar a su estado inestable si el pH caedespus del tratamiento, lo que ocasiona el crecimiento de nuevosmicroorganismos. Otros problemas son los olores y el costo de la cal omaterial alcalino, que adems incrementa la masa de los bioslidos adisponer.

Desaguado de lodos

El proceso de desaguado consiste en remover agua de los lodos paratener un material que pueda ser utilizado o dispuesto en algn sitio. Eneste proceso se tienen dos productos: una torta con caractersticassimilares a un material slido, y un sobrenadante con concentracioneselevadas de contaminantes.

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Este proceso tiene grandes costos de inversin y de operacin ymantenimiento ya que generalmente es necesario aadir polmero oalgn material coagulante para lograr mejor aglutinacin de laspartculas y con ello incrementar la eficiencia del proceso.

El transporte de los lodos secos puede ser un problema en las plantas detratamiento ya que debido a su contenido de slidos, se requierenbandas transportadoras o transportes de tornillo. El diseo de estosequipos debe hacerse de acuerdo a la densidad, temperatura ycontenido de humedad del lodo.

El manejo de la corriente de sobrenadante producido tambin es unproblema, ya que sta debe ser retornada al tren de tratamiento deagua para ser tratada. Esta corriente presenta altas concentraciones deslidos (especialmente en el desaguado en centrfuga), y de nitrgeno y

fsforo. Estas elevadas concentraciones pueden ocasionar problemas alproceso si no se cuenta con un tanque de homogenizacin y se retornanal tratamiento de forma dosificada.

Disposicin de lodos

La disposicin de los lodos es otro gran problema en las plantas detratamiento ya que se requiere construir un monorrelleno o llevarlos adisponer a algn sitio autorizado para esto.

La construccin de un monorrelleno tiene el principal problema querequiere una gran superficie de terreno. La seleccin del terrenoadecuado es una tarea difcil que satisfaga los requerimientos de laNOM-083. El terreno tiene un determinado tiempo de vida til, despusdel cual se satura y se tiene que buscar otro sitio, ya que no siempre esfactible ampliar el existente. Adems, es necesario contar con lospermisos ambientales correspondientes.

Un mtodo utilizado para disponer de los lodos, es el Dedicated landdisposal. En este mtodo, los lodos, al ser aplicados al sitio, son

mezclados con la capa superficial de lodos o tierra, lo cual ayuda asecarlos. La ventaja de este mtodo, es que se utilizan tasas deaplicacin de bioslidos mucho ms altas que con otros mtodos, lo cualreduce el rea requerida.

Por otro lado, la disposicin en un relleno tiene el problema deltransporte de bioslidos y el pago de derechos. La distancia entre la

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PTAR y el relleno/monorrelleno en ocasiones es muy grande y puede sera travs de zonas urbanas.

Al contar con un monorrelleno en el sitio, se presenta tambin elproblema del manejo y tratamiento de los lixiviados, los cuales se

concentran en pocos meses del ao.

Adems del problema del sitio de disposicin, en la PTAR se requierecontar con un contenedor para almacenar los lodos. Estealmacenamiento puede presentar varios problemas de seguridad ya que,a elevadas temperaturas, pueden auto calentarse y empezar aquemarse. Incluso, en determinadas circunstancias, las partculas opolvos de slidos secos pueden causar explosiones.

Figura 5 Sitio de disposicin de lodos

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4.OPORTUNIDADES DE APROVECHAMIENTO Y DISPOSICIN

La produccin de lodos en una planta de tratamiento, puede traertambin ciertos beneficios dependiendo del tratamiento o destino que seles d. Las principales formas de aprovechamiento son como fuente de

energa o mejoradores de suelo en la agricultura. En esta seccin sedescriben estas dos formas, adems de presentar algunas experienciasfavorables en Mxico.

4.1. Fuente de energa

Una forma de aprovechar los lodos producidos en una planta detratamiento es por medio del biogs que se obtiene como subproductoen la digestin anaerobia de los lodos. La digestin anaerobia es un

proceso de estabilizacin, en el cual se lleva a cabo la destruccin de lamateria orgnica e inorgnica en ausencia de oxgeno.

En plantas de tratamiento de tamao grande, se pueden obtenergrandes beneficios derivados del aprovechamiento del biogs. Su usocomo fuente de energa no es un concepto nuevo en la industria, y estganando importancia debido a cambios en la economa por elincremento en el costo de la energa elctrica. El biogs generado puedeproducir entre 50 y 100% de la energa requerida en un tratamientobiolgico convencional.

Las tendencias actuales han ocasionado que este tipo de procesos seancada vez ms rentables. El mercado de la energa es muy voltil, elcosto de la electricidad, gas natural y combustibles fsiles haaumentado dramticamente, favoreciendo el uso de fuentes renovablesde energa. La tecnologa se ha desarrollado, ofreciendo alternativasms eficientes y ms econmicas que hacen viable implementar dichossistemas. La mejora de los sistemas ha permitido la optimizacin derecursos, con esto, reduciendo los costos de operacin. La sociedaddemanda soluciones que causen un menor impacto en el medio

ambiente. Este conjunto de factores hace que la utilizacin de biogs sedeba considerar como parte integral del proceso en una planta detratamiento de aguas residuales.

Se puede aprovechar el biogs en un sistema de cogeneracin, quegenera electricidad y energa trmica simultneamente, logrando unaeficiencia global mayor a la que se obtiene cuando se utilizan sistemasseparados con el mismo propsito. Durante la cogeneracin se utiliza el

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biogs para alimentar un motor-generador para generar electricidad, elagua de enfriamiento que se descarga del motor, a una temperatura de70 a 82 C, y el gas de escape caliente del motor se pueden utilizar paracalentamiento mediante un intercambiador de calor.

En la Figura 6 (2G CENERGY, 2011) se muestra un sistema decogeneracin de energa elctrica y trmica a partir del biogs producidoen la digestin anaerobia.

Figura 6 Aprovechamiento del biogs en un sistema decogeneracin

Produccin y caractersticas del biogs

La produccin de biogs es funcin de la destruccin de slidossuspendidos voltiles en el digestor. sta es entre 0.8 a 1.1 m3 debiogs por cada kilogramo de slidos suspendidos voltiles destruidos(Water Environment Federation, 1998).

El biogs producto de la destruccin anaerobia de la materia orgnicatiene una gravedad especfica de aproximadamente 0.86 en relacin alaire (Metcalf & Eddy, 2003) y contiene entre 45 y 75% en volumen demetano y 25 a 45% de dixido de carbono(Water Environment

Federation, 1998). Otros componentes y caractersticas del biogs seindican a continuacin:

Nitrgeno 0.2 a 2.5%

Amonaco 100 a 2,000 ppbv

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Sulfuro de hidrgeno (H2S) 200 a 3,500 ppmv

Siloxanos 100 a 4,000 ppbv

Vapor de agua 5.9 a 15.3%

El poder calorfico del biogs vara dependiendo del contenido demetano, siendo el poder calorfico de ste de 35,800 kJ/m3 (Metcalf &Eddy, 2003). Aunque el contenido de hidrgeno afecta el poder calorficodel biogs, el metano es el componente principal del combustible. Elpoder calorfico alto del biogs vara entre 18,600 y 26,100 kJ/m3, conun promedio de 23,800 kJ/m3. Este poder calorfico corresponde al calorliberado durante la combustin, medido con calormetro. Las eficienciasde los motores normalmente se basan en el poder calorfico inferior, quees el poder calorfico del gas cuando no se ha condensado el vapor de

agua producido por la combustin. Como comparacin, un biogs quecontiene 70% de metano tiene un poder calorfico inferior de 23,800kJ/m3y un poder calorfico alto de 26,200 kJ/m3. La eficiencia global deconversin de la energa qumica del biogs en energa elctricaproducida es normalmente 38-39%.

Figura 7 Digestores anaerobios y esfera de almacenamiento debiogs

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Cogeneracin de energa elctrica

Los componentes de un sistema de cogeneracin incluyen el motor, elgenerador, la recuperacin de calor y la interconexin elctrica,integrados en un solo sistema. Aunque la energa mecnica del motor

normalmente se utiliza para generar electricidad, tambin se puedeutilizar para impulsar equipo rotatorio como compresores, bombas ysopladores. La energa trmica del proceso se puede utilizar enaplicaciones directas en proceso o indirectas para producir vapor, aguacaliente, aire caliente para secado o agua fra para enfriamiento deproceso.

Los principales beneficios de la cogeneracin son:

Mayor eficiencia en la conversin y uso de energa.

Menos emisiones al ambiente.

El aprovechamiento de combustibles alternos disminuye costos,reduce la necesidad de disponer del residuo y proporcionacompetitividad econmica.

El empleo de formas de generacin de electricidad

descentralizadas con alta eficiencia evita prdidas por transmisiny aumenta la flexibilidad en el uso del sistema.

El inters de utilizar sistemas de cogeneracin en las plantas detratamiento de aguas residuales ha crecido en los ltimos aos. Algunosde los factores que lo promueven son: tener energa de respaldo(proporcionan confianza durante cortes en el suministro de energa), ladisponibilidad de combustible gratuito comparado con los altos costosdel gas natural, el inters en el uso de fuentes renovables de energa ylos incentivos que ofrece el gobierno (energas limpias).

Las tecnologas de cogeneracin que actualmente se consideran parautilizar el biogs son los motores de combustin interna, lasmicroturbinas, las turbinas de gas, las celdas de combustible y losmotores Stirling.

Los motores de combustin interna son la tecnologa ms comnmenteusada en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Estos motoresofrecen la ventaja de su baja emisin de xidos de nitrgeno que puede

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cumplir con las regulaciones de emisiones a la atmsfera. Normalmentese utilizan en tamaos de 250 a 2,500 kW.

El factor de eficiencia de transformacin a electricidad es del 25 al 40%.Si los intercambiadores de calor son del tamao correcto, se pueden

recuperar hasta 7,400 kJ/h de calor por cada kW alimentado algenerador, lo que aumenta la eficiencia del 40 al 45%. La eficienciaglobal del sistema, que incluye recuperacin de calor del aceitelubricante, cubierta del motor, agua y gas, puede ser del 70 al 80%.

La principal dificultad que se presenta al aprovechar el biogs es quepuede requerir un extenso pretratamiento previo a su aprovechamientopara evitar daos al equipo. El nivel de tratamiento requerido esvariable, depende de las necesidades de la tecnologa de cogeneracinutilizada. Se deben eliminar siloxanos, sulfuro de hidrgeno, contenido

de humedad y elementos traza.

4.2. Aprovechamiento en la agricultura

Un ejemplo benfico de los diversos usos de los bioslidos es laincorporacin al terreno para abastecerlo de nutrientes y para renovar lamateria orgnica del terreno. Los bioslidos se pueden utilizar enterrenos agrcolas, bosques, campos de pastoreo, o en terrenosalterados que necesitan recuperacin.

El reciclaje de los bioslidos a travs de la aplicacin al terreno tienevarios propsitos. stos mejoran las caractersticas del suelo, talescomo la textura y la capacidad de absorcin de agua, las cualesbrindan condiciones ms favorables para el crecimiento de las races eincrementan la tolerancia de la vegetacin a la sequa. Tambin proveenutrientes esenciales para el crecimiento vegetal, incluyendo elnitrgeno y el fsforo, as como algunos micronutrientes esenciales,tales como el nquel, el zinc y el cobre. Los bioslidos pueden servirtambin como una alternativa o sustituto al menos parcial de los

costosos fertilizantes qumicos.

Los nutrientes contenidos en los bioslidos (orgnicos) ofrecen diversasventajas en comparacin con los fertilizantesinorgnicos gracias a quepueden ser incorporados lentamente por las plantas en crecimiento.Estas formas orgnicas de nutrientes son menos solubles en agua y,

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por lo tanto, tienen una menor probabilidad de lixiviarse al aguasubterrnea o ser arrastradas a las aguas superficiales.

Una de las propiedades ms importantes de los bioslidos que incide enla fertilidad de los suelos es el sinergismo, el cual se manifiesta alaplicarse junto con los fertilizantes. Sinergismo es la accin combinadade varias sustancias qumicas las cuales producen un efecto total msgrande que el efecto de cada sustancia por separado. Esta propiedad dapor resultado la reduccin entre el 15 y el 50% de fertilizante aplicado yse obtiene la misma produccin que aplicando slo fertilizante, (Crespo,Gonzlez, Miramontes, & Nuo, 2007).

Existen diversos mtodos para la aplicacin de bioslidos al terreno. Laseleccin del mtodo depende del tipo de terreno y de la consistencia delos bioslidos.

Los bioslidos lquidos contienen del 94 al 97% de agua y cantidadesde slidos relativamente bajas (del 3 al 6%). stos se pueden inyectaral suelo, con vehculos especializados para esto; o pueden ser aplicadosa la superficie del terreno con equipos agrcolas convencionales.

Figura 8 Boleadora aplicando bioslidos

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Con los bioslidos en la agricultura las necesidades de espacio en laplanta de tratamiento pueden ser relativamente menores dependiendodel mtodo de estabilizacin seleccionado.

Aun cuando la aplicacin al terreno requiere un capital relativamentemenor, se puede necesitar un extenso esfuerzo laboral, por lo que lasupervisin es esencial para el xito del programa.

Otra desventaja de la aplicacin al terreno es la posible oposicinpblica, la cual se desarrolla principalmente cuando el sitio de uso seubica cerca de las reas residenciales. Sin embargo, muchosprogramas exitosos han ganado el apoyo pblico a travs de unacomunicacin efectiva.

En general, es preferible el uso de un programa de aplicacin debioslidos al terreno manejado adecuadamente, al uso de fertilizantesconvencionales.

Criterios de diseo

Los bioslidos, las reas, y las caractersticas vegetativas son losfactores de diseo ms importantes a considerar en la aplicacin de losbioslidos a la agricultura.

Los bioslidos deben satisfacer los requisitos normativos referentes a laestabilizacin y el contenido de metales. Adems, el contenido denutrientes y las caractersticas fsicas, tales como el porcentaje deslidos, son utilizados para determinar las tasas adecuadas deaplicacin para la cosecha que va a ser cultivada y el suelo en el cualser cultivada.

Lo adecuado del terreno es determinado con base en factores talescomo caractersticas del suelo, la pendiente, reas habitacionalescercanas, la profundidad del agua subterrnea, y la proximidad alagua superficial. Adems, existen requisitos para el terreno con el finproteger an ms la calidad del agua. Algunos ejemplos incluyen:

El terreno debe ser suficiente para proporcionar reas sin

aplicacin alrededor de los cuerpos de agua superficial, de pozos,y de humedales.

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Una profundidad mnima de un metro de la superficie del terrenoal agua subterrnea.

Un pH del suelo en el rango de 5.5 a 7.5 para reducir almnimo el lixiviado de metales y para favorecer al mximo las

condiciones de crecimiento de las cosechas.

Lo adecuado del terreno tambin est influenciado por lascaractersticas de las reas circundantes.

El tipo de vegetacin que se cultiva (gramnea o leguminosa) estambin una consideracin de diseo ya que afecta las opciones delequipo de aplicacin, la cantidad de bioslidos que se aplican, y elperiodo de aplicacin. La cantidad de bioslidos que podran seraplicados a un terreno es una funcin de la cantidad de nutrientesrequeridos por la vegetacin y de la cantidad de metales encontradosen los bioslidos.

La aplicacin al terreno est tambin limitada a ciertas pocas del ao,especialmente en los climas ms fros. En nuestro pas la aplicacin debioslidos en la agricultura est ms relacionada con las temporadas desiembra de los diferentes cultivos. Por lo tanto, es necesarioproporcionar una capacidad de almacenamiento junto con programasde aplicacin al terreno. Incluso cuando se logra una sincronizacin

adecuada (por ejemplo, antes de la siembra), el estado del tiempopuede interferir con la aplicacin. Las lluvias de primavera-veranopueden hacer imposible que el equipo de aplicacin llegue a loscampos agrcolas, haciendo necesario el almacenaje de los bioslidoshasta que mejoren las condiciones climatolgicas. La condicin idealpara la aplicacin de los bioslidos es que estos sean acarreados y loms pronto posible aplicados al suelo, lo cual adems debe ser tambincercano a la fecha de siembra.

Los terrenos de pastoreo y las praderas tambin son ms adaptables a

las aplicaciones durante diversas estaciones.

La Tabla 8 resume la frecuencia de aplicacin, los periodos deaplicacin, y las tasas de aplicacin para diversos tipos de reas.

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Tipo devegetacin en

terrenoagrcola

Periodo Frecuencia deaplicacin

Tasa deaplicacin

Maz Abril, Mayo,luego de lacosecha

Anualmente 12 a 25toneladas secas/ha

Granos pequeos Marzo a Junio,Agosto y en el

otoo

Hasta 3 vecespor ao

5 a 12 toneladassecas/ ha

Semillas de soya Abril a Junio yen el otoo

Anualmente 12 a 49toneladas secas/

ha

Heno Despus decada poda Hasta tres vecespor ao 5 a 12 toneladassecas/ ha

reas de bosques Todo el ao Una vez cada 2a 5 aos

12 a 247toneladas secas/

ha

Terreno depastoreo

Todo el ao Una vez cada 1a 2 aos

5 a 148toneladas secas/

ha

reas de

recuperacin

Todo el ao Una vez 148 a 247

toneladas secas/ha

Tabla 8 Escenario tpicos de la aplicacin de bioslidos(Environmental Protection Agency , 2000)

Restriccin de cultivos cuando se incorporan bioslidos

De acuerdo con la legislacin, en los terrenos que reciben bioslidos, sedebe esperar cierto tiempo antes de sembrar o cosechar un cultivo. Enla Tabla 9se mencionan los tiempos de espera entre la aplicacin y la

cosecha de acuerdo con la Norma de los EUA.

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Cultivo Restriccin

Algodn, trigo, sorgo y avenaforrajera

Sin restriccin ya que sus partestiles nunca tocan el suelo.Adems, aplicando los bioslidos

antes de la siembra, se rebasan los30 das para realizar la cosecha.

Alfalfa Se pueden utilizar bioslidos antesdel establecimiento, ya que escuando este cultivo requiere denitrgeno

Frutos con partes comestibles encontacto con la mezcla suelobioslido

Cosechar despus de 14 meses deaplicados los bioslidos

Fruto con partes comestiblessubterrneas Si la incorporacin se realiza a los4 meses o ms despus de laaplicacin de los bioslidos.Cosechar despus de 20 meses dela aplicacin.Si la incorporacin se realiza antesde 4 meses despus de laaplicacin de los bioslidos.Cosechar despus de 38 meses dela aplicacin.

Cultivos comestibles, forrajes,fibras Cosechar despus de 30 das deaplicados los bioslidos

Pastos para forraje Pastar ganado despus de 30 dasde aplicados los bioslidos

Sitios con alto potencial de accesopblico (parques)

Restringir el acceso por un aodespus de aplicados los bioslidos

Sitios con bajo potencial de accesopblico (tierras de cultivo)

Restringir el acceso por 30 dasdespus de aplicados los bioslidos

Tabla 9 Restricciones al uso de bioslidos, de acuerdo a la Normade los EUA (EPA, 1993). (Salazar, Fortis, Vzquez, & Vzquez,

2003)

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Figura 9 Cultivo experimental a los 3 meses de siembra conaplicacin de bioslidos en Jamay, Jalisco

4.3. Experiencias favorables en Mxico

En Mxico, la mayora de las plantas de tratamiento existentes seconstruyeron con digestin aerobia como proceso de estabilizacin delos lodos. Sin embargo, ltimamente, se han cambiado el proceso dedigestin a anaerobio.

Ambos procesos de digestin presentan diferentes ventajas ydesventajas, y la seleccin del proceso de varios factores, entre ellos, el

tamao de la PTAR. En la Tabla 10 se presentan las principalesventajas y desventajas de estos procesos.

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Proceso Ventajas Desventajas

Digestinanaerobia

Buena destruccin

de SSV, 4060% Los costos de

operacindisminuyen si elgas metano que segenera se utiliza

Los bioslidos sonadecuados parautilizarse en laagricultura

Buena inactivacinde patgenos

Reduce la masa

total de lodos

Bajosrequerimientosnetos de energa

Requiere operadores

altamente capacitados Lenta recuperacin del

proceso cuando sedesestabiliza El sobrenadante tiene alta

carga de DBO, DQO, SST y Namoniacal

La limpieza del reactor es

complicada Potencial de emisin de olor Altos costos de inversin

inicial Riesgos de seguridad

relativos al manejo del biogs(inflamable)

Digestinaerobia

Menores costos deinversin inicial

Sobrenadantemenos agresivo que

el anaerbico Simplicidad

operativa Adecuadamente

diseado, no emiteoloresdesagradables

Reduce la masatotal de lodo

Altos costos de operacin porconsumo de energa elctrica

Generalmente menorreduccin de SSV que el

reactor anaerobio Disminucin del pH y

alcalinidad Potencial de dispersin de

patgenos a travs de losaerosoles

Los lodos digeridosusualmente son mscomplicados de desaguar

No genera biogs con

potencial de generacin deenerga

Tabla 10 Ventajas y desventajas de la digestin aerobia yanaerobia (Water Environment Federation, 2010) (Metcalf &

Eddy, 2003)

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Algunas de las plantas en Mxico, que se han construido, o estn enetapa de construccin, con digestin anaerobia y aprovechamiento delbiogs para generacin de energa elctrica son:

PTAR Atotonilco, Atotonilco de Tula, Hidalgo

PTAR Agua Prieta, Zona Conurbada de Guadalajara, Jalisco

PTAR El Ahogado, Zona Conurbada de Guadalajara, Jalisco

PTAR San Pedro Mrtir I, Zona Conurbada de Quertaro,Quertaro

Todas estas plantas cuentan con un tren de tratamiento de agua

compuesto por tratamiento primario y secundario. En cuanto al tren delodos, ste consta de espesado, digestin anaerobia y desaguado. Ladigestin anaerobia les permite producir biogs, con el cual, generanenerga elctrica para satisfacer parte de la demanda de la PTAR y,energa calorfica para calentar el digestor hasta su temperatura deoperacin. En laTabla 11se presentan las principales caractersticas deestas cuatro plantas de tratamiento.

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Concepto PTAR Atotonilco PTAR AguaPrieta

PTAR El Ahogado PTAR SanPedro Mrtir I

Caudal TPC: 23,000 l/sTPQ: 12,000 l/s

8,500 l/s 2,250 l/s 750 l/s

Calidad efluente TPC: SST: 40 mg/l, DBO: 30mg/l, C.F.: 1,000 NMP/100 ml

TPQ: SST: 45 mg/l, C.F.: 1,000NMP/100 ml

SST: 75 mg/l,DBO: 75 mg/l

SST: 40 mg/l, DBO:30 mg/l, N: 15

mg/l, P: 5 mg/l,C.F.: 1,000NMP/100 ml

SST: 30 mg/l,DBO: 30 mg/l,

C.F.: 1,000NMP/100 ml

Tren de tratamiento deagua

TPC: Sedimentador primario conlamelas, reactor de lodosactivados convencional,

sedimentador secundario,desinfeccin con cloro

TPQ: Sedimentador primarioavanzado, filtracin, cloracin

Unidades defiltracin,reactor de

lodosactivados

convencional,sedimentador

secundario

Sedimentadorprimario, reactor delodos activados conremocin de N y P,

sedimentadorsecundario,

desinfeccin UV

Sedimentadorprimario, reactor

de lodosactivados

convencional,sedimentadorsecundario,

desinfeccin UV

Tren de tratamiento delodos

Espesado, digestin anaerobiamesoflica, desaguado

Espesado,digestin

anaerobia,

desaguado

Espesado, digestinanaerobia,desaguado

Espesado,digestin

anaerbica,

desaguadoProduccin/consumoenerga elctrica3

80% 100% 78% 69%

Tabla 11 Principales caractersticas de PTARs con aprovechamiento de lodos. TPC y TPQ:Tratamiento Proceso Convencional y Qumico, respectivamente

3Datos de proyecto.

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Algunas de estas PTARs estn todava en la etapa de construccin, sinembargo, se espera generen grandes beneficios una vez que estnoperando a su capacidad.

Estos beneficios se darn, gracias a los lodos que ah mismo se generan,

los cuales, una vez estabilizados, podrn tambin ser aprovechados enla agricultura, incrementando an ms los beneficios a la sociedad.

En la Figura 10se muestra la PTAR El Ahogado, la cual se encuentraoperando casi al 100% de su capacidad.

Figura 10 PTAR El Ahogado (Gobierno de Jalisco, 2012)

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5.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Los lodos generados en las plantas de tratamiento presentan variosproblemas debido a su naturaleza y al tratamiento que requieren antesde poder disponerlos.

Aunque el tratamiento de los lodos es costoso, si ste es el adecuado, sepueden obtener varios beneficios tanto econmicos como para lapoblacin en general.

Al tratar los lodos en un digestor anaerbico, se produce biogs que a suvez se puede utilizar para generacin de energa elctrica y calorfica. Laenerga calorfica se utiliza para calentar el digestor mientras que laelctrica se usa para cubrir parcial o totalmente las necesidades de laPTAR.

Adems de este beneficio, los lodos digeridos pueden ser utilizados en laagricultura como mejoradores de suelo y/o para sustituir los fertilizantesqumicos. Los bioslidos proporcionan los nutrientes que requieren lasplantas para su crecimiento adems que mejoran las caractersticas delsuelo como su capacidad de absorcin de agua.

En Mxico, se han tenido varias experiencias exitosas con elaprovechamiento de los lodos, sin embargo, an hace falta avanzar msen este terreno para sacar todos los beneficios posibles.

Para lograr estos objetivos, se recomienda iniciar con elaprovechamiento de lodos tambin en plantas medianas, concapacidades desde los 200 l/s hasta 1,000 l/s.

Adicionalmente los bioslidos (lodos estabilizados) pueden ser usadospara acelerar la restauracin ecolgica de terrenos afectados porincendios forestales y para rellenar huecos formados por bancos demateriales, acelerando su restauracin paisajstica y permitiendo su usoposterior.

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8.AGRADECIMIENTOS

A mi familia por apoyarme en estos proyectos, al equipo de la empresapor abordar juntos estos retos y a los clientes por invitarnos a participaren los mismos.

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9.CURRCULUM VITAE DEL CANDIDATO

Nombre

Juan Gualberto Limn Macas

Estudios profesionales

Licenciatura en Ingeniera Qumica, Instituto Tecnolgico y de EstudiosSuperiores de Occidente, A.C., Tlaquepaque, Jalisco, Mxico, 1975.Nmero de cdula profesional: 566894.

Doctorado en Ingeniera Civil, rea Ingeniera Ambiental, Universidad deStrathclyde, Glasgow, Escocia 1979

Distinciones

Premio Anual Juan I. Matute, otorgado por la Cmara Nacional deComercio de Guadalajara, Mxico, 1975.

Profesor Titular, otorgado por el Instituto Tecnolgico y de EstudiosSuperiores de Occidente, A.C., Mxico, 1983.

Premio Nacional de Ingeniera Sanitaria y Ambiental, otorgado por la

Federacin Mexicana de Ingeniera Sanitaria y Ciencias Ambientales,A.C., Mxico, 2006.

Experiencia profesional

Enero a junio de 1975: Miembro del equipo asesor en contaminacin deaguas de la Cmara Regional de la Industria de la Curtidura deOccidente.

1975 a 1979: Estudiante de postrado en Glasgow, Escocia.

1979 a 1984: Jefe del rea de Limnologa del Centro de EstudiosLimnolgicos de la SARH, a partir de abril de 1982 Jefe del mencionadocentro.

1984 a 1986: Director Tcnico del Grupo Hidrosanitec IngenieraAmbiental.

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1986 a 1992: En el Sistema Intermunicipal de los Servicios de AguaPotable y Alcantarillado de la Zona Metropolitana de Guadalajara. Fuehasta diciembre de 1989 Jefe del Departamento de Potabilizacin. Hastanoviembre de 1991 Gerente de Control de Calidad del Agua, y denoviembre de 1991 a 1992 Director General.

1989 a 1991: Secretario Ejecutivo del Consejo Estatal de Seguimiento yevaluacin del acuerdo de Chapala.

1992 a 1996: Director Ejecutivo de la empresa Diseos Hidrulicos yTecnologa Ambiental.

1997 a 2001: Director Regional en Guadalajara de Montgomery WatsonMxico.

Enero de 2002 al presente: Director General de la empresa AyMAIngeniera y Consultora, S.A. de C.V.

Principales proyectos

Como consultor de la entidad y en la revisin de propuestas en licitacinde obras y servicios de tratamiento de aguas residuales y potabilizacin:

PTAR Ro Blanco, SIAPA, 1999-2000 y 2003.

Planta Potabilizadora Toluquilla, SIAPA, 2002.

PTAR EL Ahogado, CEA Jalisco, 2008.

PTAR Agua Prieta, CEA Jalisco, 2008-2009.

PTAR El Caracol, CONAGUA, 2011-2012.

Como director de proyecto en la elaboracin de los proyectos ejecutivosde las siguientes plantas de tratamiento de aguas residuales ypotabilizadoras:

PTAR Miguel Alemn, COCEF, 2007.

PTARs Acatic, Villa Hidalgo, Unin de San Antonio, Degollado, San

Ignacio Cerro Gordo, San Miguel El Alto, El Grullo, Concepcin de

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Buenos Aires, Jalostotitln y Zacoalco de Torres en Jalisco, CEAJalisco, 2007-2008.

PTAR Ro Bravo y Nuevo Progreso, COCEF; 2008.

Ampliacin PTAR San Antonio de los Buenos, CESPT, 2011.

Mejoramiento tren de lodos PTAR Chapala e Ixtlahuacn de losMembrillos, CEA Jalisco, 2011.

PTAR Salamanca, Aqualia Infraestructuras, 2011.

Planta Potabilizadora El Realito, Aqualia Infraestructuras, 2012.

Rehabilitacin PTAR Tizapn y PTAR La Barca, CEA Jalisco, 2012-2013.

PTAR San Pedro Mrtir II, CEA Quertaro, 2012-Presente.

Otros proyectos (como director de proyecto):

Supervisin Tcnica del Proyecto Ejecutivo de la PTAR El Ahogadoy PTAR Agua Prieta, CEA Jalisco, 2009-2012.

Supervisin del Precomisionamiento y Comisionamiento de las

obras asociadas al Acueducto II, Quertaro, CIAQSA, 2009-2011.

Auditora Ambiental al Proyecto Hidroelctrico La Yesca, CFE,2009-Presente.

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