Un método de tratamiento de un lodo bruto de aguas residuales,

que comprende

i) proporcionar un lodo pre-concentrado de aguas residuales que tiene desde aproximadamente hastaaproximadamente 40 % en peso seco (%dw);

ii) irradiar dicho lodo con una dosis de electrones desde aproximadamente 2,5 kGy hasta 20 kGy;

iii) mezclar el lodo irradiado de la etapa anterior con una base que se añade en una cantidad desdeaproximadamente 20 hasta aproximadamente 200 kg por 1 tonelada de peso en seco de dicho lodo irradiado,obteniendo de esta manera una mezcla esencialmente homogénea; y

iv) permitir que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla a un valor pH de al menos 11,5;obteniendo de esta manera lodo esencialmente desinfectado y estabilizado.

Método de tratamiento de lodos brutos de aguas residuales.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método de tratamiento de aguas residuales y lodos. El material tratado es irradiado con electrones, y es mezclado con una base, tal como cal, siendo convertido en un lodo estabilizado y esencialmente desinfectado utilizable en la agricultura.

Antecedentes de la invención

El tratamiento de aguas residuales es una de las tareas principales de la civilización humana. La producción continua de aguas residuales provoca solamente en los Estados Unidos un caudal de flujo (aproximadamente 1000 m3/s) mayor que el río Támesis. El tratamiento pretende reducir el volumen de aguas residuales, reduciendo su olor desagradable, liberándolas de productos químicos peligrosos y neutralizando los microbios patógenos. El tratamiento moderno de aguas residuales puede comprender, además de las técnicas de separación (tales como sedimentación, filtración, centrifugación o coagulación) , también el tratamiento biológico (tal como tratamiento aeróbico o digestión anaeróbica) , tratamiento térmico (tal como pasteurización, secado, incineración) , tratamiento químico (tal como utilizando formaldehído, hidróxido de sodio, cal, oxidantes fuertes, etc.) , e irradiación (tal como utilizando radios gamma, luz UV, haz de electrones) . Antes de descargar el lodo resultante al medio ambiente, por ejemplo a basureros o al océano o para uso agrícola, sus propiedades químicas y biológicas deben cumplir normas medio ambientales cada vez más estrictas.

Loa factores patógenos, que comprenden virus, bacterias, protozoos, o parásitos mayores que gusanos, continúa siendo el mayor peligro inminente presentado por las aguas residuales durante todas sus etapas de procesamiento. Algunos de los organismos, o sus formas estables como esporas o quistes o huevos, pueden sobrevivir a condiciones severas de varios tratamientos de aguas residuales, e incluso se pueden concentrar durante la deshidratación de las aguas residuales en el modo de aguas residuales. La contaminación microbiana del agua se caracteriza normalmente por un recuento coliforme, puesto que la cantidad de bacterias Escherichia coli se utiliza ampliamente para indicar la polución fecal y para evaluar el riesgo de enfermedades generadas por el agua. El recuento coliforme, que es tan alto como 1011 CFU (unidades que forman colonia) en 100 g de lodo de aguas residuales debería reducirse por debajo de 105 o 102, en función del país, tipo de regulación y también de acuerdo con si el uso posterior del lodo resultante se define como no restringido o restringido. Por ejemplo, la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) define dos tipos de biosólidos con respecto a la reducción de patógenos. La Clase B tiene un nivel reducido de patógenos, la Clase A está casi libre de patógenos.

Aunque existe otros métodos biocidas, la selección de una combinación de coste efectivo de técnicas disponibles no es una tarea sencilla a la vista de los granes volúmenes que deben tratarse, la gran cantidad de contaminantes no biológicos que deben considerarse los costes en función del tiempo, el lugar y el volumen de las técnicas individuales. Por lo tanto, existe una necesidad continua de nuevas tecnologías para el tratamiento de aguas residuales, y un objeto de la invención es proporcionar un método nuevo para el tratamiento de lodo bruto de aguas residuales.

La cal parece que ha sido utilizada como desodorante de aguas residuales o, como se dice actualmente, para estabilizarlas, desde tiempos antiguos. El vapor pH alto, causado por óxido de calcio o hidróxido, inhibe la actividad microbiana y deduce el recuento de patógenos. Sin embargo, después de acidificación siguiente, por ejemplo a través de absorción de dióxido de carbono, pueden reaparecer algunos patógenos. Otro método de desinfección utiliza irradiación por electrones de alta energía. No obstante, deben tratar enormes volúmenes de aguas residuales urbanas, junto con dosis altas necesarias para la aniquilación completa de la peste lo que hace que el método sea demasiado costoso cuando se utiliza solo. La publicación de patente japonesa Nº 11319793 describe un método de descomposición de compuestos organoclorados en lodo mediante irradiación con una oda de electrones. La publicación de patente japonesa Nº 54109244 describe un método de tratamiento de lodo orgánico ajustando su valor pH a 9-14 e irradiándolo posteriormente con haz de electrones. La solicitud de patente coreana KR 208956 describe un método para tratar aguas residuales ajustando su valor pH, seguido por la irradiación de electrones. No obstante, los métodos descritos ni evitan el problema de grandes volúmenes procesados de donde resultan altas demandas costosas de energía par la fase de irradiación, o dichos métodos incluyen tratamientos adicionales, tales como tratamientos biológicos, lo que hace que todo el proceso sea complejo y costoso. La patente de los Estados Unidos U.S. 4. 187.176 describe una planta de tratamiento para remover metales pesados de aguas residuales irradiando solamente esa parte del lodo que contiene metales pesados, cuyos metales se convierten en una forma de sedimentación buena. El Artículo de MCKEOWN J: “Electron sterilization of sewage sludge: a real case comparison with other processes” publicado en RADIATON PHYSICS AND CHEMISTRY, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V., AMSTERDAM, NL, vol. 47, Nº 3, 1 de Marzo de 1996, páginas 469-473 describe la esterilización con electrones de lodo de aguas residuales y sugiere la estabilización con cal como mejora de los basureros, de manera que el lodo tiene una concentración de sólidos del 65 %.

Por lo tanto, un objeto de la invención es proporcionar un método de tratamiento de lodo de aguas residuales, que comprende la irradiación con electrones, donde el lodo bruto de aguas residuales es deshidratado en primer lugar y es espesado antes de dicha irradiación.

Otro objeto de esta invención es proporcionar un método de tratamiento de lodo bruto de aguas residuales después de la deshidratación y el espesamiento, que comprende irradiar con electrones seguido por el tratamiento con una base.

Otro objeto de la invención es proporcionar un método de coste efectivo para procesar grandes volúmenes de aguas residuales urbanas, cuyo método incluye la deshidratación parcial en el lodo bruto, la irradiación del lodo preconcentrado obtenido con electrones de alta energía, y el tratamiento de lodo irradiado con una base, tal como cal, obteniendo de esta manera un lodo final para descargarlo en el medio ambiente, con recuento admisible de microbios, posiblemente para uso en el recultivo o recuperación de la tierra, y en agricultura.

Otros aspectos y ventajas de la presente invención aparecerán a medida que avance la descripción.

Sumario de la invención

La presente invención proporcionar un método de tratamiento de un lodo bruto de aguas residuales, que comprende i) proporcionar un lodo pre-concentrado de aguas residuales que tiene desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 % en peso seco (%dw) ; ii) irradiar dicho lodo con una dosis de electrones desde aproximadamente 2, 5 kGy hasta 20 kGy; iii) mezclar el lodo irradiado de la etapa anterior con una base que se añade e una cantidad desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 200 kg por 1 tonelada de peso en seco de dicho lodo irradiado, obteniendo de esta manera una mezcla esencialmente homogénea; y iv) permitir que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla a un valor pH de al menos 11, 5; obteniendo de esta manera lodo esencialmente desinfectado y estabilizado. Dicha base puede ser cualquier base aceptable para el medio ambiente, por ejemplo cal viva o cal muerta. Dicho lodo bruto es con preferencia lodo deshidratado de aguas residuales que contiene desde 15 hasta 25 % dw, y dicha base se añade con preferencia en una cantidad desde 5 hasta 50 kg por 1 tonelada de dicho lodo irradiado: En una forma de realización preferida, se añade base en una cantidad desde aproximadamente 30 hasta 150 kg por 1 tonelada de peso en seco de dicho lodo irradiado. Dicha mezcla de una base y lodo tiene con preferencia un valor pH de al menos 11, 5. En una forma de realización preferida, dicha mezcla tiene un valor pH de al menos 12 y se permite que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla durante al menos 2 horas, dejando con preferencia adicionalmente dicha mezcla durante al menos 22 horas a un valor pH de al menos 11, 5. Dicho lodo está esencialmente libre de bacterias coliformes, siendo el recuento coliforme... [Seguir leyendo]

1. Un método de tratamiento de un lodo bruto de aguas residuales, que comprende i) proporcionar un lodo pre-concentrado de aguas residuales que tiene desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 % en peso seco (%dw) ;

ii) irradiar dicho lodo con una dosis de electrones desde aproximadamente 2, 5 kGy hasta 20 kGy;

iii) mezclar el lodo irradiado de la etapa anterior con una base que se añade en una cantidad desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 200 kg por 1 tonelada de peso en seco de dicho lodo irradiado, obteniendo de esta manera una mezcla esencialmente homogénea; y iv) permitir que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla a un valor pH de al menos 11, 5; obteniendo de esta manera lodo esencialmente desinfectado y estabilizado.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha base es o bien cal viva o cal muerta.

3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho lodo bruto es lodo deshidratado de aguas residuales, que contienen desde 15 hasta 25 % dw, y en el que dicha base se añade en una cantidad desde 5 hasta 50 kg por 1 tonelada de dicho lodo irradiado.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho lodo brutote aguas residuales es lodo deshidratado de aguas residuales, y en el que dicha base se añade en una cantidad desde 30 hasta 150 kg de base por 1 tonelada de peso en seco de dicho lodo irradiado.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha mezcla tiene un valor pH de al menos 12, 0 y en el que se permite que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla durante al menos 2 horas.

6. Un método de acuerdo con la reivindicación 5, que permite, además, que dicha base y dicho lodo irradiado reaccionen en dicha mezcla durante un periodo adicional de 22 horas, en el que el valor pH durante dicho periodo de 22 horas no se reduce por debajo de 11, 5.

7. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho lodo está esencialmente libre de bacterias coliformes.

8. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el recuento coliforme de dicho lodo es inferior a 2 MPN.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho lodo se utiliza en agricultura o en la recuperación de sitios perturbados.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho lodo pre-concentrado de aguas residuales tiene de 15 a 25 % dw y se obtiene por deshidratación de lodos de aguas residuales o de aguas contaminadas.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha base es cal y comprende hidróxido de calcio u óxido de calcio.

Fig. 1

Fig. 2