ES2216855T3 - Procedimiento de acondicionamiento de lodos. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de acondicionamiento de lodos, el cual comprende: - una adición de cal a los lodos, con un aumento del valor pH - una adición, a los lodos, de por lo menos un componente orgánico floculante y - una floculación, caracterizado por el hecho de que, los lodos a acondicionar, presentan un valor pH inferior a 8 y, el citado aumento del valor pH, comprende un primer aumento, a un valor inferior, a un valor pH a partir del cual tiene lugar una degradación del denominado ¿por lo menos un componente orgánico floculante¿, y una continuación del aumento del valor pH, más allá del citado valor pH, a partir de cual tiene lugar la citada degradación., y por el hecho de que, la cal añadida, es una cal elegida de entre el grupo constituido por cal en forma viva, en forma apagada en forma de materia en polvo, o en forma apagada en forma de suspensión en una fase acuosa, que presenta partículas que tienen un d50, de por lo menos un tamaño de 50 ìm, de cal viva sobrecocida, de cal viva que contiene un aditivo fluido que presenta un poder de aglomeración de las partículas finas, de cal viva que contiene un agente retardante de la hidratación, de cal apagada que presenta partículas elementales aglomeradas, de cal apagada adicionada de un agente enlentecedor de la actividad, de cal apagada que presenta un contenido en materia seca superior a un 20%, en peso, y cal desensartada, presentando, esta cal, una reactividad que da lugar al citado primer aumento del valor pH, durante la floculación, y a la citada continuación del aumento del valor pH, después del fin de la floculación.

Description

Procedimiento de acondicionamiento de lodos.

La presente invención, se refiere a un procedimiento de acondicionamiento de lodos, el cual comprende una adición, a éstos, de cal, con un del valor pH, y de por lo menos un componente orgánico floculante, y una floculación de los lodos.

Por lodos, debe entenderse, en el sentido de la presente invención, todas los lodos cuyo pH es débilmente básico, neutro, o incluso ácido y, de una forma preferente, en la gama comprendida dentro de unos márgenes situado entre 6 y 8. Se pueden citar, por ejemplo, los lodos de las estaciones urbanas y agroalimentarias de depuración, sea cual fuere su clasificación. Se pueden también pretender, como objetivo, lodos de dragado, así como otros lodos eventualmente más ácidos.

Durante el transcurso del tratamiento de las aguas residuales, los lodos, de una forma general, se decantan y, después, se espesan. A continuación, éstos se someten a una floculación, seguido de una deshidratación, con vistas a la obtención de un lodo deshidratado, mucho más fácil de transportar y de manipular.

Se conocen varios procedimientos de floculación de los lodos, de una forma preferente, espesados. Éstos, recurren a un floculante. Entre estos procedimientos, se pueden citar, de una forma particular cuatro, los cuales recurren al uso, como agente floculante, respectivamente, a una mezcla de sales de hierro y de cal, de una mezcla de sal de Al y de cal, de un polielectrolito orgánico, y de un polielectrolito orgánico asociado a sales de Fe o de Al.

Los inconvenientes de la utilización de las sales de Fe o de Al, asociados a la cal, residen en el hecho de un aumento importante de la cantidad de materia seca (+50-60%) del lodo a flocular, con relación a un aumento muy reducido, en el caso de la utilización de un floculante orgánico (<1%). Además de ello, por una parte, las sales de hierro y de aluminio, atacan al acero inoxidable y, casi todos los metales, por otra parte, cuando estas sales se encuentran en forma sólida, éstas liberan materias en polvo, irritantes, es decir tóxicas, requiriendo su aplicación, por lo tanto, una precauciones particulares, en cuanto a lo referente al material a utilizar, y presenta un peligro para la salud de los operarios.

Al contrario de lo que se obtiene con FeCl_{3} + cal, la utilización de un floculante orgánico, no aumenta el valor agronómico de los lodos tratados y las propiedades de utilización (contenido en grumos, capacidad de conversión en granza o gránulos, capacidad de expansión), no son buenas, probablemente, a causa de un muy reducido contenido en materia seca del lodo floculado, deshidratado. Los lodos no tratados por la cal, contienen, de una forma general, gérmenes patógenos, y presentan una mala estabilidad biológica.

Se ha buscado la forma de solucionar estos inconvenientes. Se ha previsto, por ejemplo, el tratar los lodos desinfectados por la cal, con la ayuda de un copolímero determinado, capaz de mantener su efecto floculante, a un valor pH de 12 (US - A - 4.160.731).

El procedimiento descrito en dicho documento, presenta, no obstante, el inconveniente de una adición de un copolímero del todo particular, y por este motivo, costoso. Prevé, por otra parte, la adición por separado, en primer lugar, de cal y, a continuación, cuando el valor pH ha alcanzado su valor máximo, de aproximadamente 12, de polímero, lo cual impone operaciones sucesivas de tratamiento.

Por otra parte, se ha previsto, después de un cierto tiempo, el proceder a utilizar conjuntamente, para la floculación de los lodos, un polímero, como agente floculante, y una lechada de cal (véase WOLF P. Optimierung von Klärschlammentwässerung mit kammerfilterpressen durch Polymer - Kalk - Konditionierung, AWT Abwassertechnik Abfalltechnik + Recycling, tomo 2, abril 1993, páginas 46 - 48). Una utilización de este tipo, tiene por finalidad, la de conservar toas las ventajas aportadas por la cal, es decir, un aumento del valor agronómico de los lodos, de los contenidos elevados de materia seca después de deshidratación, buenas propiedades de utilización, una higienización del lodo y su estabilización biológica. Cuando la filtración se efectúa por mediación de un filtro-prensa, la adición de cal, facilita la descomposición de los lodos y acorta el tiempo de prensado.

No parece que, esta proposición, haya sido explotada hasta el momento presente. Efectivamente, si los floculantes orgánicos habitualmente utilizados actúan correctamente, en un valor pH neutro, o únicamente débilmente básico, no sucede lo mismo a un valor pH elevado, tal como el que se obtiene cuando se procede a una adición de lechada de cal, al lodo a tratar. A un valor pH básico, éstos se degradan muy rápidamente y, por lo tanto, son ineficaces.

Esta degradación, es un fenómeno incontrolable, el cual engendra, tal y como puede observarse en los resultados obtenidos por parte de Wolf P. y colegas, los inconvenientes siguientes:

i. los contenidos en materia seca obtenidos en las condiciones dadas, no son reproducibles,

ii. los contenidos en materia seca, son, en varios casos, inferiores a los que se habrían obtenido si la cal se hubiera añadido después de la deshidratación,

iii. los contenidos de materia seca, no pueden controlarse añadiendo la tasa de encaladura (de aplicación de cal) aplicada al lodo.

De una forma parecida al procedimiento de WOLF P. y colegas, se prevé, en la solicitud de patente japonesa JP - A - 04 - 040 286, una aplicación, para los lodos de piscifactorías, un compuesto de calcio soluble en agua y, antes o después de esta aplicación, una adición de un floculante polímero. Solamente se toma en consideración el pH de la fase acuosa, recomendando una neutralización de ésta, mediante un ácido, después de la adición del compuesto de calcio básico. En todos estos ejemplos dados, los lodos tratados, son al principio fuertemente básicos, e interviene siempre una neutralización, entre la aplicación del compuesto de calcio, y la adición del floculante polímero. Las ganancias de desecación y el valor agronómico de los lodos obtenidos, no se examinan, mientras que, estos lodos, se llevan a un valor pH neutro, y se convierten por lo tanto en fuertemente susceptibles de contaminarse de nuevo mediante las bacterias y de liberar malos olores.

La presente invención, tiene por finalidad la de aportar un remedio a estos inconvenientes y de poner a punto un procedimiento de acondicionamiento de los lodos, permitiendo la obtención de lodos deshidratados, sanos, a cantidades de utilización particularmente buenas y uniformes, y a contenidos en materia seca, elevados, al mismo tiempo que se recurre a la utilización de los floculantes orgánicos habitualmente utilizados para la floculación de los lodos.

Para resolver este problema, se ha previsto, en concordancia con la presente invención, un procedimiento tal y como se indica en la reivindicación 1.

Se ha evidenciado, por lo tanto, de una forma inesperada, el hecho de que era posible, mediante un simple control juicioso de la evolución del valor pH, durante el transcurso de la floculación, el obtener lodos condicionados, que presentan todas las calidades de los lodos encalados (tratados con cal), al mismo tiempo que se mantiene el uso de los floculantes orgánicos habituales, con resultados perfectamente repetitivos.

Según diferentes modos de realización de la invención, el procedimiento, comprende una adición de cal, previamente, simultáneamente, o después del componente orgánico floculante. De una forma ventajosa, la cal añadida, presenta una reactividad, la cual da lugar, durante la floculación, a un aumento del valor pH, a un valor inferior
a 9.

De una forma sorprendente, se ha verificado el hecho de que, cuanto menos reactiva es la cal, más repetitivos son los resultados de la floculación; además de ello, los contenidos en materia seca, son de tanto, más elevados y, sobre todo, de una forma igualmente completamente repetitiva. Sin que hasta ahora se haya comprendido totalmente este fenómeno, la hipótesis que prevalece, es la consistente en el hecho de que, es favorable, al contrario de lo que hubiera podido esperarse, el que la cal sea poco reactiva, puesto que, de este modo, el aumento del valor pH del lodo tratado, se enlentece fuertemente y, la floculación inducida por el floculante orgánico usual, puede efectuarse de una forma conveniente, a pesar de la presencia de cal.

Se entiende como cal, en sentido de la presente invención, una composición la cual responde la fórmula [xCaO.(1-x)MgO]yH_{2}O, en donde, x, tiene un valor de 0,5 a 1, e y, tiene un valor de 0 a 1, eventualmente adicionado de por lo menos un adyuvante. Esta cal, puede presentarse en forma viva, o en forma apagada, en forma de polvo, o incluso en forma apagada, en suspensión, en una fase acuosa. La cal en forma viva, es un producto el cual se obtiene por calcinación de materiales calcáreos y / o dolomíticos, a una temperatura de aproximadamente 1000ºC, y que contienen óxido de calcio (CaO) y / o dolomita (CaO.MgO). La cal en forma apagada, contiene principalmente hidróxido de calcio (Ca(OH)_{2}) y / o hidróxido mixto Ca(OH_{2}).Mg(OH)_{2}, y proviene de la hidratación (o extinción) de la cal y / o dolomita viva. Las lechadas de cal y / o dolomita, se obtienen, de una forma habitual, mediante la hidratación de la cal viva y / o de la dolomita, en presencia de un exceso de agua, bien ya sea mediante la puesta en suspensión de la cal, o bien ya sea en forma apagada, en el agua.

La reactividad de una cal, se evalúa de una forma diferente, según la cal se encuentre viva o apagada. La reactividad de una cal viva, se evalúa, usualmente, por mediación del T60, un parámetro el cual corresponde al tiempo necesario de la elevación de la temperatura del sistema cal / agua de extinción, hasta una temperatura de 60ºC, conduciéndose, la extinción de la cal, según el protocolo descrito en la norma DIN 1060, parte nº 3. La \tau_{83}, es un parámetro utilizado par evaluar la actividad de las cales apagadas (extinguidas). Por \tau_{83}, se entenderá el tiempo necesario para el paso en solución, de un 63% de la cal mezclada a un volumen de agua en las condiciones siguientes. Un volumen correspondiente a un peso de 0,1 g de cal apagada, se introduce en 700 ml de agua. La mezcla, se agita entonces, y se mantiene a una temperatura de 25ºC y, la conductividad se registra hasta la disolución completa de la cal. Debe saberse que, la disolución de la cal, aumenta gradualmente la conductividad de la solución y que existe una relación lineal entre la cantidad de cal disuelta y el aumento de la conductividad observada. La \tau_{83}, se determina entonces procediendo a evaluar, sobre la base de la evolución de la conductividad obtenida, el tiempo necesario para la obtención de un 63% de la conductividad final de la mezcla. Es importante señalar el hecho de que, cuanto más rápida pasa una cal en solución, más reducido será su \tau_{83}. Así, en el caso de las lechadas, cuanto más reactivas sean las lechadas, más reducido será su \tau_{83},.

De una forma preferente, el tiempo necesario para alcanzar un valor pH de 9, después de la adición de agua, es de por lo menos 20 segundos.

En cuanto a lo concerniente a las cales que presentan una reactividad retardada, se puede prever la utilización de diferentes productos.

Se puede por ejemplo prever la aplicación de cal, bien ya sea en forma de materia en polvo o en suspensión, en donde, las partículas, tengan un d50, de un valor de por lo menos 50 \mum, de una forma particular, de por lo menos 100 \mum, de una forma preferente, de por lo menos 200 \mum, de una forma ventajosa, de por lo menos 400 \mum. Por d50, se entenderá, según la presente invención, el tamaño de partícula más allá del cual, la mitad en % (volumétrico) de la distribución del tamaño de las partículas, se encuentra constituido de partículas más grandes. Así, por ejemplo, puede hacerse uso, a título de cal añadida, de una cal desensartada. Por cal desensartada, se entenderá una cal en forma de polvo, o en forma de suspensión, en donde se procede a eliminar las partículas finas, de una forma preferente, aquéllas que tienen un tamaño inferior a 200 \mum, de una forma ventajosa, inferior a 250 \mum. Se obtienen tales tipos de tamaño de partícula, por ejemplo, mediante tamizado, mediante ciclonado, o mediante cualquier tipo de procedimiento apropiados para eliminar los finos.

De una forma sorprendente, se ha evidenciado el hecho de que, cuanto más gruesas son las partículas de la cal aplicada, más favorablemente se reproduce el procedimiento de floculación.

Según otra forma de realización de la invención, la cal añadida, es una cal viva sobrecocida, por ejemplo, una cal que presenta un T60 de 10 minutos, que puede obtenerse en el mercado, de procedencia de la firma Rheinkalk GmbH, Wülfrath, Alemania.

Según todavía otra forma de realización de la invención, la cal añadida, es una cal viva que comprende un aditivo fluido que presenta un poder de aglomeración de las partículas más finas de la composición. Como aditivo fluido es este género, se puede citar, a título no limitativo, un componente elegido de entre el grupo que comprende aceites minerales, poliolefinas y sus mezclas.

Según una forma de realización ventajosa de la presente invención, la cal añadida, es una cal viva que contiene un agente retardante de hidratación. Se puede preparar una cal viva de este tipo, según las enseñanzas de, por ejemplo, el documento de patente internacional WO - 98 / 02 391. Como retardantes de hidratación, se puede pretender, a título no limitativo, un componente elegido de entre el grupo que comprende glicerol, glicoles, lignosulfonatos, aminas, poliacrilatos, sulfatos de metal alcalino y alcalino-térreo, carboxilatos, sacarosa, y sus mezclas. Se puede también prever, tal y como se describe en el documento de patente internacional WO - 98 / 02 391, la adición, a la cal viva, de una cantidad muy pequeña de agua, sola, o en complemento a los aditivos anteriormente mencionados, arriba, de una forma controlada, de tal forma que se cree una reacción de la superficie, la cual enlentecerá la reacción de extinción ulterior.

Según una forma de realización de la presente invención, la cal, puede presentarse en forma de una cal apagada, que presenta, de una forma ventajosa, un contenido de materia seca, superior a un 20%, de una forma preferente, superior a un 40%. Se puede utilizar, por ejemplo, una suspensión de Ca(OH)_{2}, tal como se describe, por ejemplo, en el documento BE – A - 1 006 655.

Según otra forma de realización de la presente invención, la cal, puede presentarse, de una forma ventajosa, en forma de una cal apagada, la cual presente partículas aglomeradas. Un producto de este tipo, forma, de este modo, una materia granular en forma de polvo, fácilmente transportable, y muy fácil de manipular. Se puede preparar un producto de este género, por ejemplo, según un procedimiento tal y se describe en el documento BE - A - 1 006 655, ó incluso en el ejemplo 1, que se facilita a continuación. Este producto de aglomeración, puede presentarse en forma de agregados de microhojas de hidróxido de calcio.

Según todavía otra forma de realización de la presente invención, la cal añadida, es una cal apagada, adicionada de un agente enlentecedor (retardante) de la actividad. Como agentes enlentecedores de la actividad, se puede pretender, a título no limitativo, un componente elegido de entre el grupo que contiene glicerol, glicoles, lignosulfonatos, aminas, poliacrilatos, sulfatos de metal alcalino o alcalino-térreo, yeso, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, carboxilatos, sacarosa, y sus mezclas.

De una forma ventajosa, la cal apagada, se añade en una cantidad que proporciona una tasa de encaladura de aproximadamente un 10%, en peso, con relación a la materia seca del lodo, de una forma preferente, de por lo menos un 20%, sin que, estos límites, no deben considerarse como críticos.

De una forma no crítica, la adición de la cal, al lodo, tiene lugar, antes, durante y / o después de la adición del floculante orgánico. El procedimiento en concordancia con la presente invención, permite, por lo tanto, a los aplicadores o usuarios, la elección del momento de introducción de la cal. De una forma preferente, esta adición, tendrá lugar simultáneamente a la adición de floculante orgánico, lo cual difícilmente podía esperarse, debido a las propiedades, supuestamente antagonistas, entre la cal y el floculante. Puede incluso preverse una adición de la cal, antes de la introducción de un floculante orgánico, del todo usual, siempre y cuando, la adición de éste último, tenga lugar antes de que ello conlleve un aumento demasiado importante del valor pH en el lodo. Se puede pretender, de una forma ventajosa, una adición de floculante orgánico, en un término de demora de tiempo que no sobrepase los 5 minutos de la adición de la totalidad de la cal.

De una forma ventajosa, los lodos a tratar, se han decantado previamente. Ulteriormente a la floculación en concordancia con la presente invención, se puede prever una separación entre la fase sólida y la fase líquida de los lodos, mediante todo tipo de medio apropiado, corriente, como por ejemplo, mediante bandas filtrantes presionadoras, un filtro-prensa, dispositivos de centrifugación, así como, eventualmente, una deshidratación ulterior.

De una forma particularmente favorable, esta separación, tiene lugar en el momento en donde la floculación se termina, y, por lo tanto, aproximadamente antes de que, el valor pH, alcance el valor que provoca una degradación del floculante orgánico. La fase líquida, se separa, entonces, a un valor pH neutro, o ligeramente básico, y puede evacuarse sin ningún otro tratamiento o, eventualmente, después de una ligera neutralización. La fase sólida, por el contrario, prosigue sola su aumento del valor pH, de una forma preferente, hasta un valor fuertemente básico que permita un saneamiento de los lodos tratados.

Tal y como se ha dicho ya anteriormente, los floculantes orgánicos a utilizar en concordancia con la presente invención, para la floculación, no son críticos, y éstos puede consistir en aquéllos usualmente utilizados con este propósito, en el momento actual. Según las características del lodo, se utilizarán floculantes orgánicos no iónicos, aniónicos o catiónicos, solos o en mezcla. Se pueden pretender, de una forma particular, homopolímeros de acrilamida, o copolímeros de acrilamida, por ejemplo, con una sal de ácido carboxílico o sulfónico, o con acrilato o dimetacrilato de dimetilaminoetilo, cloruro de dialildimetilamonio o cloruro de acilamidopropiltrimetil-amonio.

Otros detalles y particularidades del procedimiento según la presente invención, se indican en las reivindicaciones anexadas.

Debe tomarse debida nota en cuanto al hecho de que, los lodos floculados, deshidratados, obtenidos según el procedimiento en concordancia con la presente invención, presentan un contenido en cal elevado, y están bien desinfectadas. Éstos pueden por lo tanto utilizarse de una forma favorable, para la valorización de tierras de uso agrícola.

Los lodos acondicionados mediante la aplicación de la presente invención, presentan, después de la separación de la fase líquida, una ganancia de desecación positiva, con relación al contenido de materia seca introducido en el lodo, durante el acondicionamiento.

La invención, se presentará y se explicará de una forma más detallada, con la ayuda de los ejemplos que se facilitan a título ilustrativo y no limitativo.

Ejemplo 1 Preparación de cal apagada, de reducida reactividad, a partir de cal viva

Se procede a poner en solución 10 g de sulfato de calcio deshidratado (CaSO_{4}\cdot2H_{2}O), en 5 litros de agua.

A continuación, se procede a poner en suspensión, 1 kg de cal viva, la cual presenta un T60, determinado según el procedimiento indicado anteriormente, arriba, el cual se encuentra comprendido dentro de unos márgenes situados entre 1 y 5 minutos, y se pone en suspensión, en régimen de agitación, en esta solución. Durante el transcurso de esta operación, comúnmente denominada extinción, la temperatura de la suspensión, se mantiene a un nivel inferior a los 30ºC. Una vez se ha terminado la extinción de la cal, la suspensión de hidróxido de calcio, se filtra, y se obtiene, de esta forma, una cal apagada de reducida reactividad. El \tau_{83} de esta cal apagada, se determina tal y como se ha indicado anteriormente, arriba, y su contenido en materia seca, se calcula en concordancia con lo establecido por Degrémont, Mémento Technique de leau, - Manual de la técnica del agua -, ed. du Cinquantenaire, 9ª edición, tomo I, página 370, 1989. La distribución granulométrica, se establece por mediación de una granulómetro Laser Coulter LS 230 y, el d50, se determina en base a esta distribución.

El \tau_{83} alcanzado, de esta cal, es de 1010 segundos, su contenido de materia seca, es del 80,5% y, su d50, es de 748 \mum. La distribución del tamaño de sus partículas, se representa por mediación de cuadrados negros, sobre la figura anexada.

Ejemplo 2 Preparación de cal apagada, de alta reactividad, a partir de cal apagada

Se procede a verter 200 g de Ca(OH)_{2}, micronizada, que presenta un d50 de 3 \mum, a un volumen de un litro de agua, bajo régimen de agitación. La suspensión de esta forma obtenida, se deja entonces, en régimen de agitación, durante un transcurso de tiempo de 5 minutos. Se aplican los mismos métodos de medición que los descritos en el ejemplo 1.

El \tau_{8} de esta muestra, es de 15 segundos, su contenido de materia seca, es del 25% y, su d50, es de 3,3 \mum. La distribución del tamaño de sus partículas, se representa por mediación de cuadrados blancos, sobre la figura anexada.

Ejemplo 3 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de un floculante orgánico catiónico usual y de cal apagada de reducida reactividad, añadiéndose, la cal, después del floculante

Se introduce, en un recipiente de un litro de capacidad útil, una cantidad de lodo de depuración, espeso, correspondiente a 20 g de materia seca. Esta muestra de lodo, se trata, a continuación, según el procedimiento siguiente:

Preparación de la solución acuosa del floculante

La solución acuosa del floculante orgánico, catiónico (copolímero de acrilamida) de una concentración en masa del 0,3%, se realiza dejando caer, lentamente, 0,6 g de floculante en forma de materia en polvo, en 200 ml de agua, contenida en un recipiente de cristal, de 400 ml de capacidad. Durante la adición y hasta la obtención de una mezcla homogénea, la solución, se agita con la ayuda de un agitador magnético.

Floculación

Aproximadamente 20 ml de esta solución acuosa de floculante, se añaden al lodo, por mediación de una jeringa. La mezcla de lodo / floculante, se agita, entonces, durante un transcurso de tiempo de 6 segundos, a una velocidad de 300 revoluciones por minuto, por mediación de un floculador de laboratorio corriente.

Encalado

Después de un transcurso de tiempo comprendido dentro de unos márgenes que van de 15 a 20 segundos, contados a partir de la adición del floculante, se procede a añadir una cantidad de cal, preparada según se describe en el ejemplo 1, al lodo que se está floculando. La cantidad cal aplicada, se ajusta con objeto de añadir, al lodo, un peso de cal apagada, correspondiente a un porcentaje de aproximadamente un 40% de la materia seca inicial del lodo. La mezcla de esta forma obtenida, se agita durante un transcurso de tiempo de 10 segundos, a una velocidad de aproximadamente 200 revoluciones por minuto, por mediación de un dispositivo floculador de laboratorio.

En cada etapa de la operación de encalado, el recipiente, se pesa, con objeto de determinar, de una forma precisa, la tasa de encalado aplicada.

Filtración

La muestra de esta forma obtenida, se introduce en una célula de filtración, en donde se deja que el lodo se escurra, durante un transcurso de tiempo de 4 minutos. Se procede, a continuación, a aplicar sobre el lodo escurrido, por mediación de un pistón, una presión comprendida dentro de unos márgenes situados entre 2 y 4 bar, durante el transcurso de tiempo necesario para la obtención de una altura de la torta de prensado, comprendida dentro de unos márgenes situados ente 3 y 5 mm. Es en esta torta final de prensado, en la cual se procede a una extracción, con objeto de determinar el contenido en materia seca.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado sobre el contenido de materia seca de la torta de prensado de la filtración, en un segundo ensayo, se procede a flocular el mismo lodo espesado y, a continuación, se filtra, según el protocolo descrito anteriormente, arriba, pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realiza. Se obtuvo, en la torta de lodo no encalado, un contenido en materia seca de un porcentaje del 16,5%, mientras que, la torta de lodo encalado, presentaba un contenido en materia seca, de un porcentaje del 25,4%, lo cual representa una ganancia en desecación, de un porcentaje del 17,2%, en relación. Esta ganancia, se determinó de una forma relativa, con respecto a la desecación que se hubiera obtenido, si se hubiera añadido la misma cantidad de cal, al lodo no encalado (S2*), después de la deshidratación. Ésta última, se calcula por mediación de la fórmula siguiente:

S2\text* =\frac{S1 \ x \ (100 + t)}{100 + (S1 \ x \ (t/100)}

en donde,

S1, es el contenido en materia seca de la torta de lodo no encalado,

t, es la tasa de cal apagada, añadida, expresada en % en masa, con relación a la materia seca contenida en el lodo espeso.

La fracción de agua escurrida (X_{esc.}), cuando el lodo se ha encalado, es de un valor de 0,51, mientras que, en el caso del lodo no encalado, esta fracción, es de 0,41. Esta fracción, se obtiene procediendo a dividir el volumen del agua escurrida, entre el volumen total de agua contenido en el lodo aplicado durante el transcurso del ensayo de deshidratación. Por volumen de agua escurrida, se entiende el volumen de filtrado recogido, después de un transcurso de tiempo de 240 segundos, del escurrido.

Ejemplo 4 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de un floculante orgánico catiónico usual, y de una serie de cales apagadas de una reactividad variable, añadiéndose, la cal, después del floculante

Se procede a realizar una serie de ensayos de filtración de lodo de depuración, floculado y encalado, por mediación de una serie de cales apagadas de una reactividad variable, según el procedimiento descrito en el ejemplo 3. La serie de cales apagadas, se obtuvieron procediendo a separar, mediante tamizado en diferentes fracciones granulométricas, una cal apagada, obtenida según el ejemplo 1. Los d50, los t_{pH=9}, y las \tau_{83}, de las diferentes cales apagadas aplicadas, se encuentran recopilados en la tabla 1, la cual se facilita abajo, a continuación. Por t_{pH=9}, debe entenderse el tiempo necesario, para una cal dada, para elevar el valor pH del lodo tratado, hasta un valor de 9. En esta tabla, los contenidos de materia seca obtenidos después de la filtración del lodo no encalado, se designan por S1, y los del lodo encalado, se designan por S2. Las ganancias en desecación (MS = materia seca) inducidas por el encalado, se determinaron por mediación del procedimiento descrito anteriormente, arriba. Finalmente, las fracciones escurridas, se designan por X_{esc.}. Debe tomarse debida nota en cuanto al hecho de que, para el lodo floculado, no encalado, se obtuvo una fracción escurrida de 0,6.

TABLA 1

Muestra	1	2	3	4	5	6
Límites granulométricos (\mum)	20-45	45-80	80-200	200-400	400-1000	>400
d50 (\mum)	4	59	119	235	550	748
t_{pH=9}(s)	<5	20	36	53	80	551
\tau_{83} (s)	12	80	180	350	800	1110
S1 (%)	15,5	15,5	14,9	14,9	14,9	14,9
S2 (%)	17,5	20,8	21,4	22	22	22,4
Ganancias en MS (% relativo)	17,3	2	8,9	12	12	14
X_{esc.}	0,50	0,49	0,63	0,63	0,61	0,63

Tal y como resalta claramente de esta tabla, se obtiene un contenido en materia seca aumentado y casi constante, a partir de las muestras 4 a 6, y se alcanzan ya ganancias en desecación y valores de escurrido muy satisfactorios, con la muestra 3.

Ejemplo 5 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de un floculante orgánico catiónico usual, y de lechada de cal, de partículas finas, añadiéndose, la cal, después del floculante

Se procede a flocular un lodo de depuración espesado, se encala y, a continuación, se filtra, según el protocolo descrito en el ejemplo 3, habiéndose utilizado el encalado, esta vez, según el ejemplo 2.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado, sobre el contenido de materia seca de la torta de filtración, se procedió a flocular el mismo lodo, en un segundo ensayo y, a continuación, se filtró, siguiendo el protocolo descrito en el ejemplo 3 pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realizó. Las ganancias en desecación y las X_{esc.}, se determinaron según se describe en este ejemplo. Se obtuvo un contenido en materia seca, de un porcentaje del 16,4%, para la torta de lodo no encalado, mientas que, la torta de lodo encalado, presentaba un contenido de materia seca, de un porcentaje del 19,1%. Este valor, representa una pérdida de desecación de un porcentaje relativo del -11%. La fracción de agua escurrida, cuando el lodo se encaló, es de un 0,47%, mientras que, en el caso del lodo encalado, esta fracción, tiene un valor de 0,61.

Puede por lo tanto remarcarse el hecho de que, en el caso de una utilización de una cal muy reactiva, las malas propiedades de escurrido y, probablemente, una desfloculación, es ciertamente una pérdida de desecación, lo cual representa lo contrario del objetivo perseguido.

Ejemplo 6 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de un floculante orgánico catiónico usual, y de cal apagada, de reducida reactividad, añadiéndose, la cal, antes del floculante

Se procede a introducir, en un recipiente de un litro de capacidad útil, una cantidad de lodo de depuración, espeso, que corresponde a 20 g de materia seca. Esa muestra de lodo, se trata, a continuación, según el procedimiento siguiente:

Preparación de la solución acuosa del floculante

La solución acuosa del floculante, se prepara de la misma forma que en el ejemplo 3.

Encalado

Se procede a añadir, al lodo espesado, una cantidad de cal apagada, preparada según el ejemplo 1. La cantidad de cal apagada aplicada, se ajusta, con objeto de añadir, al lodo, un peso de cal apagada, correspondiente a aproximadamente un 40% de su materia seca inicial. La mezcla de esta forma obtenida, se agita durante un transcurso de tiempo de 10 segundos, a una velocidad de aproximadamente 200 revoluciones por minuto, por mediación de dispositivo floculador de laboratorio. En cada etapa de la operación de encalado, el recipiente, se pesa, con objeto de determinar, de una forma precisa, la tasa de encalado aplicada.

Floculación

Después un transcurso de tiempo 20 segundos. de la adición de la cal, se procede a añadir aproximadamente 20 ml de solución acuosa de floculante, al lodo encalado, por mediación de una jeringa. La mezcla de lodo / floculante, se agita entonces, durante un transcurso de tiempo de aproximadamente 6 segundos, con al ayuda de un floculador de laboratorio, a una velocidad de 300 revoluciones por minuto.

Filtración

La filtración, se efectúa tal y como se describe en el ejemplo 3.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado, sobre el contenido de materia seca de la torta de filtración, se procedió a flocular el mismo lodo espesado, en un segundo ensayo y, a continuación, se filtró, siguiendo el protocolo descrito anteriormente, arriba, pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realizó. Se obtuvo un contenido en materia seca, de un porcentaje del 16,5%, para la torta de lodo no encalado, mientas que, la torta de lodo encalado, presentaba un contenido de materia seca, de un porcentaje del 29,8%, lo cual representa una ganancia de desecación de un porcentaje relativo del 19,3%. La fracción de agua escurrida, cuando el lodo se encaló, es de 0,663, mientras que, en el caso del lodo encalado, esta fracción, tenía un valor de 0,648.

Ejemplo 7 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de un floculante orgánico, y de cal viva, sobrecocida, añadiéndose, la cal, simultáneamente con el floculante

Se procede a introducir, en un recipiente de un litro de capacidad útil, una cantidad de lodo de depuración, espeso, que corresponde a 20 de materia seca. Esa muestra de lodo, se trata, a continuación, según el procedimiento siguiente:

Preparación de la solución acuosa del floculante

La solución acuosa del floculante, se prepara de la misma forma que en el ejemplo 3.

Floculación y encalado

Se procede a añadir, al lodo, una cantidad de aproximadamente 20 ml de solución acuosa de floculante, por mediación de una jeringa. Simultáneamente, se procede a añadir un peso de cal viva sobrecocida (t60 = 28,9 minutos), correspondiente a aproximadamente un 30% de la materia seca inicial del lodo. La mezcla de lodo espesado / floculante / cal, se agita, a continuación, durante un transcurso de tiempo de aproximadamente 6 segundos, con la ayuda de un dispositivo floculador de laboratorio corriente, a una velocidad de 300 revoluciones por minuto.

Filtración

La filtración, se efectúa tal y como se describe en el ejemplo 3.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado, sobre el contenido de materia seca de la torta de filtración, se procedió a flocular el mismo lodo espesado, en un segundo ensayo y, a continuación, se filtró, siguiendo el protocolo descrito anteriormente, arriba, pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realizó. La ganancia de desecación, se determinó de la misma forma que la que se ha descrito anteriormente, arriba, siendo, el contenido de cal apagada utilizado, de un porcentaje 38,9%.

Se obtuvo un contenido en materia seca de una porcentaje del 15,3%, para la torta de lodo no encalado, mientras que, la torta de lodo encalado, presentaba una ganancia en desecación de un porcentaje relativo de aproximadamente un 4,2%.

Ejemplo 8 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de una solución de un floculante orgánico catiónico, y de una cal viva, desensartada, añadiéndose, la cal, simultáneamente con el floculante

Se procedió a realizar una filtración de lodo de depuración, floculado y encalado, por mediación de una cal viva, de la cual se habían retirado las partículas de un tamaño inferior a 250 \mum, según el procedimiento descrito en el ejemplo 7.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado, sobre el contenido de materia seca de la torta de filtración, se procedió a flocular el mismo lodo espesado, en un segundo ensayo y, a continuación, se filtró, siguiendo el protocolo descrito anteriormente, arriba, pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realizó. La ganancia de desecación, se determinó de la misma forma que la que se ha descrito anteriormente, arriba, siendo, el contenido de cal apagada utilizado, de un porcentaje 38,7%.

Se obtuvo un contenido en materia seca de un porcentaje del 18,1%, para la torta de lodo no encalado, mientras que, la torta de lodo encalado, presentaba una ganancia en desecación de un porcentaje relativo de aproximadamente un 8,3%.

Durante el transcurso de la experiencia, en la cual, se procedió a encalar el lodo, el lodo, presentaba un valor pH de 6,96, antes de la adición de la cal. El valor pH del lodo encalado, justo antes de la filtración, era de 8,8, el valor pH del filtrado obtenido, era de 9,7 y, el valor pH del lodo deshidratado, era de 12,5, aproximadamente un cuarto de hora después de la deshidratación.

Ejemplo 9 Filtración de un lodo acondicionado por mediación de una solución de un floculante orgánico catiónico, y de una cal apagada de reducida reactivación, añadiéndose, la cal, simultáneamente con el floculante

Se procedió a realizar una filtración de lodo de depuración, floculado y encalado, por mediación de una cal apagada, de reducida reactividad, según el procedimiento descrito en el ejemplo 7.

Con el fin de poder evaluar la influencia del encalado, sobre el contenido de materia seca de la torta de filtración, se procedió a flocular el mismo lodo espesado, en un segundo ensayo y, a continuación, se filtró, siguiendo el protocolo descrito anteriormente, arriba, pero, esta vez, la etapa de encalado, no se realizó. La ganancia de desecación, se determinó de la misma forma que la que se ha descrito anteriormente, arriba, siendo, el contenido de cal apagada utilizado, de un porcentaje 37,5%.

Se obtuvo un contenido en materia seca de un porcentaje del 18,1%, para la torta de lodo no encalado, mientras que, la torta de lodo encalado, presentaba una ganancia en desecación de un porcentaje relativo de aproximadamente un 5,8%.

Durante el transcurso de la experiencia, en la cual, se procedió a encalar el lodo, el lodo, presentaba un valor pH de 7,01, antes de la adición de la cal. El valor pH del lodo encalado, justo antes de la filtración, era de 9,2, el valor pH del filtrado obtenido, era de 9,5 y, el valor pH del lodo deshidratado, era de 12,6, aproximadamente un cuarto de hora después de la deshidratación.

Debe entenderse el hecho de que, la presente invención, no se encuentra en modo alguno limitada a las formas de presentación anteriormente descritas, arriba, y que, de hecho, pueden aportarse modificaciones, en el ámbito de la presente invención.

Claims (12)

1. Procedimiento de acondicionamiento de lodos, el cual comprende

- una adición de cal a los lodos, con un aumento del valor pH

- una adición, a los lodos, de por lo menos un componente orgánico floculante y

- una floculación,

caracterizado por el hecho de que, los lodos a acondicionar, presentan un valor pH inferior a 8 y, el citado aumento del valor pH, comprende un primer aumento, a un valor inferior, a un valor pH a partir del cual tiene lugar una degradación del denominado "por lo menos un componente orgánico floculante", y una continuación del aumento del valor pH, más allá del citado valor pH, a partir de cual tiene lugar la citada degradación,

y por el hecho de que, la cal añadida, es una cal elegida de entre el grupo constituido por cal en forma viva, en forma apagada en forma de materia en polvo, o en forma apagada en forma de suspensión en una fase acuosa, que presenta partículas que tienen un d50, de por lo menos un tamaño de 50 \mum, de cal viva sobrecocida, de cal viva que contiene un aditivo fluido que presenta un poder de aglomeración de las partículas finas, de cal viva que contiene un agente retardante de la hidratación, de cal apagada que presenta partículas elementales aglomeradas, de cal apagada adicionada de un agente enlentecedor de la actividad, de cal apagada que presenta un contenido en materia seca superior a un 20%, en peso, y cal desensartada, presentando, esta cal, una reactividad que da lugar al citado primer aumento del valor pH, durante la floculación, y a la citada continuación del aumento del valor pH, después del fin de la floculación.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la adición de cal, tiene lugar previamente a la adición de por lo menos un compuesto orgánico floculante.

3. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la adición de cal, tiene lugar simultáneamente a la adición de por lo menos un compuesto orgánico floculante.

4. Procedimiento, según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que, la adición de cal, tiene lugar después de la adición de por lo menos un compuesto orgánico floculante.

5. Procedimiento, según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que, la cal añadida, presenta una reactividad la cual da lugar, durante la floculación, a un aumento del pH, a un valor inferior a 9.

6. Procedimiento, según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que, el tiempo necesario para alcanzar un pH de 9, después de la adición de cal, es de por lo menos 20 segundos.

7. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que, la cal añadida, es una composición que responde a la fórmula [xCaO.(1-x)MgO]yH_{2}O, en donde, x, tiene un valor de 0,5 a 1, e, y, tiene un valor de 0,5 a 1, y eventualmente adicionada de por lo menos un adyuvante.

8. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que, la cal añadida, presenta partículas que tienen un d50 de por lo menos un tamaño de 100 \mum, de una forma preferente, de por lo menos 200 \mum.

9. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que, los lodos a acondicionar, se eligen de entre el grupo que comprende lodos de depuración de tratamiento de las aguas, lodos de dragado y lodos ácidos.

10. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que, éste, comprende una separación entre la fase sólida y la fase líquida, del lodo floculado, encalado.

11. Procedimiento, según la reivindicación 10, caracterizado por el hecho de que, la separación, se efectúa por mediación de una filtración o de una centrifugación.

12. Procedimiento, según una cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, caracterizado por el hecho de que, la citada separación, tiene lugar aproximadamente antes de que el pH, alcance el citado valor, provocando una degradación del componente orgánico floculante aplicado, y por el hecho de que, después de esta separación, la fase líquida, presenta este valor pH y, la fase sólida, efectúa la citada continuación del aumento del valor pH, al citado valor superior.