Primero, el lodo crudo se bombea desde el tanque de sedimentación secundario al otro tanque a través de la bomba de lodo para separarse del sobrenadante. Dado que el contenido de humedad del lodo en bruto generalmente puede alcanzar el 99,5%, el lodo debe estar concentrado y existen muchos métodos posibles para reducir el volumen del lodo. Los métodos de tratamiento mecánico, como la filtración al vacío y la centrifugación, se utilizan normalmente antes de que el fango se elimine en forma semisólida. Por lo general, estos métodos son preparaciones para la incineración de lodos. Si se planea un tratamiento biológico, la mayoría se concentrará por sedimentación por gravedad o flotación por aire. El lodo que corresponde a estas dos condiciones todavía está en un estado fluido.
El tanque de concentración por gravedad está diseñado y funciona de manera similar al tanque de sedimentación secundario en el tratamiento de aguas residuales. La función de concentración es el principal parámetro de diseño. Para cumplir con la mayor capacidad de concentración, el tanque de concentración es básicamente más profundo que el tanque de sedimentación secundario. Un tanque de concentración de gravedad correctamente diseñado y que funcione correctamente puede al menos duplicar el contenido de lodo. Es decir, el contenido de humedad de los lodos se puede reducir de 99.5% a 98%, o menos. Vale la pena mencionar aquí que el diseño del tanque de concentración por gravedad debe basarse en el análisis de los resultados chinos tanto como sea posible, ya que la tasa de carga de lodo adecuada tiene mucho que ver con las propiedades del lodo.
Si se usa flotación por aire disuelto, se requiere una pequeña porción de agua, generalmente el tanque de sedimentación secundario, que se infla a una presión de 400 kPa. Este líquido supersaturado pasa al fondo del tanque y el fango pasa a la presión atmosférica. El gas se adhiere a las partículas sólidas en el lodo en forma de pequeñas burbujas, o se rodea, causando así que las partículas sólidas fluyan a la superficie. La porción superior del lodo concentrado se retira, y el líquido fluye de regreso desde el fondo al tanque de gas disuelto.
Una vez que se reduce el volumen, el lodo contiene una gran cantidad de componentes dañinos, que deben convertirse en componentes inertes antes de su eliminación. El método más común es la biodegradación estable. Debido a que este proceso tiene como objetivo convertir el material en un producto final estéril, a menudo se aplica el método de digestión. La digestión de lodos puede reducir aún más el volumen de lodos y también convertir los sólidos contenidos en materiales inertes y generalmente no patógenos. La digestión de lodos se puede lograr por digestión anaeróbica o buena digestión.
El lodo contiene una variedad de materia orgánica y, por lo tanto, requiere una variedad de microorganismos para descomponerse. Los datos relevantes dividen los microorganismos en la digestión anaeróbica en dos categorías: bacterias productoras de ácido y metanógenos. Por lo tanto, también podemos dividir la digestión anaeróbica en dos pasos.
En el primer paso, una bacteria productora de ácido que consiste en bacterias anaerobias facultativas y bacterias anaerobias disuelve el sólido orgánico por hidrólisis. El soluto se convierte luego en alcohol y moléculas de bajo peso molecular por fermentación.
En el segundo paso, los metanógenos consistentes en bacterias anaeróbicas estrictas convierten el ácido acético, el alcohol, el agua y el dióxido de carbono en metano. Debido a que la flora solo puede sobrevivir en un ambiente anaeróbico, el reactor de digestión anaeróbica debe estar sellado. Hay otros factores a considerar cuando se diseña el contenedor, como la temperatura, el pH y la agitación de la mezcla.
Los lodos también pueden ser estabilizados por digestión aeróbica. Básicamente, esta digestión solo se puede utilizar para lodos bioquímicos y no para tanques de sedimentación primaria. Con la reducción del volumen de lodo en el tanque de sedimentación secundario y el tanque de concentración de lodo, este proceso requiere una aireación constante. La digestión aeróbica se utiliza principalmente en sistemas de aireación profunda. Además, la digestión aeróbica no es sensible a las condiciones ambientales y no se limita a los cambios epidémicos.
Después de digerir el lodo, se puede eliminar la materia orgánica del lodo y se puede reducir aún más el volumen del lodo. A continuación, los lodos deben ser eliminados. Se puede utilizar una variedad de métodos para eliminar de manera efectiva los lodos. Estos incluyen incineración, rellenos sanitarios y uso como fertilizantes y enmiendas del suelo. El lodo crudo se puede utilizar para la incineración, lo que puede reducir efectivamente el contenido de agua. El agregado de combustible se puede usar para provocar y mantener la combustión, y los residuos municipales también se pueden usar para lograr este objetivo.
Los lodos crudos y los lodos digeridos también pueden eliminarse en rellenos sanitarios. La aplicación de lodos a la tierra se ha practicado durante varios años y ahora se limita al tratamiento de los lodos digeridos. El contenido de nutrientes de los lodos es propicio para el crecimiento de las plantas, y sus características de partículas se pueden utilizar para el mejoramiento de la tierra. Estas aplicaciones se limitan a los cultivos forrajeros y al consumo no humano, y se está investigando la posibilidad de apoyar plantas comestibles. Los principales factores limitantes para la aplicación de lodos son el enriquecimiento de plantas, la toxicidad por metales y la eutrofización del agua. La aplicación de lodos puede llevarse a cabo mediante pulverizaciones de rociadores, desvío de zanjas o inyección directa en el suelo. Los lodos deshidratados pueden depositarse en la tierra y cultivarse con maquinaria agrícola tradicional.
El texto anterior se refiere al tratamiento de lodos generales. Debido a que los lodos pueden causar contaminación ambiental, debemos hacer todo lo posible para que sea inofensivo. Hoy en día, se están estudiando muchos lodos con diferentes características que conducen a la contaminación de tipo. En este artículo, describiré un lodo de la industria del petróleo y el petróleo humano. Este lodo representativo se llama lodo aceitoso.
Se produce una gran cantidad de lodo, y este lodo contiene una cantidad considerable de aceite y debe eliminarse antes de su eliminación final. El lodo de las refinerías no se puede eliminar de manera segura a menos que el contenido de aceite se elimine en cierta medida.
Además, en el sistema de separación de aceite y agua y en el tanque de almacenamiento de petróleo de la refinería, el lodo generado debido a la acumulación de materias primas que contienen petróleo es costoso de manejar, y causa una grave contaminación al medio ambiente. El petróleo es una mezcla hidrófoba como alcanos, hidrocarburos aromáticos, resinas y asfalto. Muchos compuestos son tóxicos, mutagénicos y carcinogénicos. Sus emisiones están estrechamente controladas debido a su impacto negativo en la salud humana y el medio ambiente, y están clasificadas por la Agencia de Protección Ambiental de los EE. UU. Como una prioridad para los contaminantes ambientales.
Hay muchas formas de tratar los lodos aceitosos. Métodos químicos y físicos tales como incineración, oxidación de cloro, oxidación del ozono y combustión, métodos de tratamiento biológico tales como biorremediación, compostaje tradicional y similares. Hoy en día, con el desarrollo de la tecnología, el tratamiento con frío a baja temperatura y la biorremediación de lodos aceitosos se han convertido en dos métodos de tratamiento eficaces.
Como método de tratamiento físico, la tecnología de tratamiento en frío a baja temperatura puede aumentar efectivamente las propiedades de deshidratación de los lodos, cambiar la estructura del floculante y reducir el contenido de agua alrededor de los lodos. Comparando el «asentamiento inicial», el tratamiento de frío elimina las impurezas de la solución y, por lo tanto, logra una mejor concentración. Este es el beneficio del tratamiento de frío. Según nuestro conocimiento, no se discute la posibilidad de utilizar técnicas de tratamiento en frío para separar el petróleo de los lodos en los datos actuales. Sin embargo, en muchos países donde las condiciones naturales lo permiten, la tecnología de tratamiento en frío proporciona un medio eficaz para manejar el tratamiento y la eliminación de lodos aceitosos.
Al comparar el método convencional con el lodo después del tratamiento de frío, podemos encontrar que una capa de aceite flotó en la muestra después del tratamiento de frío. Finalmente, podemos encontrar que el tubo de ensayo está dividido en tres capas: la capa superior es una mancha de aceite transparente, la capa inferior es una capa de sedimento oscuro y la capa intermedia es agua clara. Después de que los sedimentos originales se asentaron durante 24 horas, el sobrenadante y los sedimentos del fondo eran visibles, pero no había una fase de aceite visible. El fenómeno descrito anteriormente revela que un simple tratamiento con frío puede separar efectivamente el aceite en los lodos.
El método fisicoquímico se puede utilizar para tratar los lodos, pero el costo es muy alto. El compostaje y la biorremediación mediante la degradación de las cepas de aceite o la activación de organismos existentes mediante la inoculación se consideran dos métodos económicos para hacer frente a la contaminación por hidrocarburos. Algunas de las ventajas convincentes del compostaje son: bajos costos de capital y mantenimiento, diseño y operación simples y la capacidad de remover parte del aceite. Sin embargo, el compostaje es básicamente incapaz de cumplir con los estándares del entorno actual.
