PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE LODO DIGERIDO.
Un procedimiento de tratamiento, en la purificación de aguas residuales,
conteniendo el lodo materia orgánica, hierro divalente y fósforo, en el que el lodo se trata a 0ºC-100ºC con un ácido, en el que se consigue un pH de 1-5, para la disolución de hierro divalente y fósforo del lodo, el lodo se suministra de forma subsiguiente con un oxidante seleccionado de peróxido de hidrógeno y percompuestos, oxidándose el hierro divalente por medio de la reacción de Fenton a hierro trivalente, y (i) precipitándose el hierro trivalente en forma de fosfato de hierro trivalente (ii) formándose radicales libres con un efecto de desodorización y saneamiento por medio de la reacción de Fenton. deshidratándose después el lodo a un pH de como máximo 7, y volviéndose a circular la solución acuosa obtenida en la deshidratación a la purificación de aguas residuales, caracterizado porque el lodo se suministra con una cantidad de 10-100 kg de peróxido de hidrógeno al 100% por tonelada de sólidos secos, si el peróxido de hidrógeno se usa como el oxidante, y el lodo tratado contiene hierro disuelto y fósforo en una relación molar de Fe:P de más de 1:1
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04000612SE.
Solicitante: KEMIRA KEMI AB.
Nacionalidad solicitante: Suecia.
Dirección: P.O. BOX 902,251 09 HELSINGBORG.
Inventor/es: KARLSSON, INGEMAR, KARLSSON, GORAN, RECKTENWALD,MICHAEL, PETTERSSON,LENNART.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 26 de Agosto de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C02F1/72C
- C02F11/06 QUIMICA; METALURGIA. › C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS. › C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 11/00 Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto. › por oxidación.
- C02F11/14 C02F 11/00 […] › con adición de productos químicos.
Clasificación PCT:
Clasificación antigua:
Fragmento de la descripción:
Procedimiento de tratamiento de lodo digerido.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para tratar lodo. Más específicamente, la invención se refiere a un procedimiento para tratar, en la purificación de aguas residuales, lodo obtenido de estaciones depuradoras. La invención es especialmente útil en el tratamiento de lodo de estaciones depuradoras municipales y, por lo tanto, se describirá a continuación haciendo referencia al mismo. Sin embargo, la invención no está limitada al tratamiento de lodo de estaciones depuradoras municipales, pero también se puede aplicar en el tratamiento de lodo de otros tipos de estaciones depuradoras, tales como estaciones depuradoras para la purificación de aguas residuales industriales.
Antecedentes de la técnica
El agua que se purifica en estaciones depuradoras municipales se recoge a partir de una amplia serie de fuentes. Normalmente, comprende el flujo acumulado de aguas residuales domésticas, aguas superficiales, aguas residuales industriales parcialmente purificadas y agua de lluvia. En la purificación de aguas residuales, primero se eliminan los objetos grandes que están dentro de las aguas residuales. Además, la eliminación está compuesta por partículas y grava, y por último materia orgánica, metales y sales nutritivas, tales como nitrógeno y compuestos de fósforo.
La purificación de aguas residuales normales en Suecia comprende la purificación mecánica, biológica y química del agua. Un enrejado separa las impurezas más gruesas, después de lo cual la arena y las partículas más pesadas se depositan en una primera etapa de sedimentación, denominada desarenador, antes de que comience la purificación biológica y/o química.
Las estaciones depuradoras actuales de Suecia se construyen con purificación biológica y química extensiva. Las sales de metales de aluminio o hierro se usan para precipitar fosfato. Se pueden añadir antes, durante o después del proceso de purificación biológica (pre-precipitación, precipitación simultánea y post-precipitación respectivamente). Tanto el tratamiento químico como el biológico del agua genera lodo que se deposita y que se debe tratar.
Los lodos generados a partir de las diferentes sedimentaciones se recogen normalmente en las estaciones depuradoras implicadas. Normalmente se trata de un asunto de lodo primario (lodo mecánico), lodo secundario (lodo biológico en exceso) y lodo terciario (lodo químico). Los productos de sedimentación de los enrejados iniciales y desarenadores normalmente no están incluidos en el lodo recogido de esta forma. El lodo recogido se engorda ligeramente por medio de sedimentación adicional y después se bombea a un digestor. En el digestor, el lodo se trata en condiciones anaeróbicas para descomponer la materia orgánica y para producir una cantidad reducida de lodo, denominada lodo digerido.
Como se describe anteriormente, en la purificación de aguas residuales se obtienen grandes cantidades de lodo digerido, el cual debe tratarse. Por ejemplo, el lodo digerido se puede depositar en vertederos controlados o se pueden usar como fertilizante. Sin embargo, depositar el lodo digerido en vertederos controlados requiere grandes espacios y es costoso. Se prefiere el uso de lodo digerido en forma de fertilizante, pero este uso se ha cuestionado cada vez más, ya que el lodo contiene metales pesados y otras sustancias no deseadas. Como alternativa a depositarse en vertederos controlados y usarse como fertilizante, el lodo digerido se puede quemar. En Suecia, en 2002 se prohibió el depósito de residuos combustibles en vertederos controlados, y en 2005 se prohibirá el depósito de todos los residuos orgánicos en vertederos controlados.
En vista de lo indicado anteriormente, el lodo digerido que se va a incinerar debería tener un contenido en sólidos lo más alto posible. También en el caso de otro tipo de almacenamiento final del lodo deshidratado distinto a incineración, puede ser muy importante, sobre todo en términos económicos, reducir la cantidad de lodo deshidratando el lodo hasta que tenga un contenido en sólidos lo más alto posible. Reducir la cantidad de lodo proporcionando un contenido alto en sólidos del lodo digerido es difícil y hasta el momento solamente se ha conseguido a un coste elevado por medio de una combinación de deshidratado y secado mecánico. Por lo tanto, sería una gran mejora si se pudiera proporcionar fácilmente una reducción de la cantidad de lodo digerido, esto es el peso y volumen del lodo digerido, de una forma distinta a solamente deshidratación y secado.
Otro problema en el tratamiento de lodo digerido a partir de la purificación de aguas residuales es el molesto y desagradable olor que está asociado al lodo digerido. Este molesto olor es un problema medioambiental e implica que las plantas para la producción y tratamiento de lodo a partir de la purificación de aguas residuales deben emplazarse con frecuencia aisladas de otros edificios. Por lo tanto sería una ventaja medioambiental si el molesto y desagradable olor del lodo pudiera reducirse o eliminarse.
Otro problema es que el lodo a partir de la purificación de aguas residuales contiene con frecuencia bacterias patogénicas, tales como salmonella, E. Coli, etc. Sería una gran ventaja si el lodo se saneara, es decir, se tratara de tal forma que las bacterias se eliminaran o se redujera hasta un nivel inocuo (por ejemplo por debajo de 10 cfu/ml de lodo con contenido en sólidos del 1%-5%. "cfu"= unidades formadoras de colonias).
Todavía otro problema es que el lodo a partir de la purificación de aguas residuales es, en la mayor parte de los casos, pegajoso y difícil de manejar y deshidratar. Sería una ventaja considerable si se pudiera proporcionar un lodo que no fuera pegajoso y se manejara y deshidratara fácilmente.
Se conocen diferentes procedimientos para el tratamiento de lodo a partir de la purificación de aguas residuales, y como ejemplo, cabe mencionar el documento WO 95/06004, que se publicó el 2 de marzo de 1995, y el documento WO 96/20894, que se publicó el 11 de julio de 1996. Estas dos referencias están relacionadas con el tratamiento de lodo a partir de la purificación de aguas residuales para la recuperación de fósforo y metal, por ejemplo hierro, del compuesto químico precipitado. El lodo se puede tratar con ácido para la disolución del contenido en metal y fósforo, después de lo cual el fósforo se precipita en forma de fosfato de hierro trivalente, en cuyo caso el hierro divalente se puede convertir primero en hierro trivalente por oxidación con, por ejemplo, peróxido de hidrógeno.
Como ejemplo adicional, se puede mencionar el documento WO 98/41479, que se publicó el 24 de septiembre de 1998. Esta referencia describe un procedimiento para el tratamiento de lodo a partir de la purificación de aguas residuales, en el que el hierro y/o aluminio de los compuestos químicos precipitados se disuelve del lodo y la solución formada se vuelve a circular a la purificación de aguas residuales. En una primera etapa, el lodo se somete a hidrólisis ácida. Después de la hidrólisis, el lodo restante y el líquido de hidrólisis se llevan a una segunda etapa para la separación del lodo restante.
Otro ejemplo de la técnica anterior en relación con el tratamiento de lodo es el documento EP 0 832 853. Esta referencia está relacionada con un procedimiento para eliminar el olor no deseado del lodo a partir de purificación de aguas residuales biológicas y mejorar la filtrabilidad del lodo. En el procedimiento, el lodo con un pH de 2-6 se mezcla con sal de hierro (II) y peróxido de hidrógeno. El pH se ajusta usando un ácido, tal como ácido sulfúrico, que se añade de forma adecuada simultáneamente con la sal de hierro (II). Se obtiene una reacción exotérmica, que genera una temperatura de 10ºC-38ºC de la mezcla de la reacción, sin que se necesite calentamiento.
Un ejemplo más de la técnica anterior en relación con el tratamiento de lodo es la Patente de Estados Unidos 6.368.511, que describe un procedimiento para mejorar la deshidratación del lodo. En el procedimiento, el lodo se somete a un pre-acondicionamiento oxidativo ácido a un pH inferior a 5. La acidificación tiene lugar con ácido clorhídrico para prevenir problemas subsiguientes con la precipitación de yeso, como sería el caso en la acidificación usando ácido sulfúrico. En el pre-acondicionamiento, se añaden iones de hierro divalente y peróxido de hierro, formando así reactivos de Fenton que provocan una ruptura oxidativa parcial de los componentes del lodo orgánico....
Reivindicaciones:
1. Un procedimiento de tratamiento, en la purificación de aguas residuales, conteniendo el lodo materia orgánica, hierro divalente y fósforo, en el que
el lodo se trata a 0ºC-100ºC con un ácido, en el que se consigue un pH de 1-5, para la disolución de hierro divalente y fósforo del lodo,
el lodo se suministra de forma subsiguiente con un oxidante seleccionado de peróxido de hidrógeno y percompuestos, oxidándose el hierro divalente por medio de la reacción de Fenton a hierro trivalente, y
- (i) precipitándose el hierro trivalente en forma de fosfato de hierro trivalente
- (ii) formándose radicales libres con un efecto de desodorización y saneamiento por medio de la reacción de Fenton.
2. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1, caracterizado por que el lodo se trata con ácido con ácido sulfúrico, ácido fórmico o ácido oxálico.
3. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el lodo se trata con ácido durante 10 minutos a 2 horas.
4. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo que se trata contiene hierro y fósforo en una relación molar de Fe:P de más de 1:1 a 1, 5:1.
5. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo se alimenta con un hierro divalente adicional antes de la adición de un oxidante.
6. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el oxidante se selecciona de al menos uno de entre peróxido de hidrógeno, percarbonato sódico y ácido peracético.
7. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 6, caracterizado porque el oxidante es peróxido de hidrógeno.
8. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 7, caracterizado por que el lodo se suministra con peróxido de hidrógeno en forma de oxidante en una cantidad de 30-60 kg, peróxido de hidrógeno al 100% por tonelada de sólidos secos.
9. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo se alimenta con un adyuvante de deshidratación antes de la deshidratación.
10. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo se pre-deshidrata con una centrifugadora o una criba rotativa.
11. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo finalmente se deshidrata con una centrifugadora, prensa de husillo, prensa de filtro de cámara o prensa de filtro de banda.
12. Un procedimiento como se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lodo se deshidrata hasta un contenido en sólidos de al menos el 30% en peso.
13. Un procedimiento como se reivindica en la reivindicación 12, caracterizado porque el lodo se deshidrata hasta un contenido en sólidos del 35% al 60% en peso.
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