La digestión anaerobia de los lodos es un proceso que estabiliza la materia orgánica en los lodos mediante la descomposición de bacterias anaerobias en digestores cerrados. Los lodos se descomponen a ácidos orgánicos y metano por la acción conjunta de bacterias hidrolíticas y metanogénicas. Los factores como la temperatura, pH y mezcla afectan la eficiencia del proceso.

1. Digestión Anaerobia

2. 
La digestión anaerobia de los lodos es un proceso
que tiene como finalidad la estabilización de la
materia orgánica que contengan.

El tratamiento consiste en depositar lo lodos en
digestores cerrados que impidan el paso del aire
con la finalidad de descomponer la materia
orgánica por medio de microrganismos
anaerobios. La velocidad de descomposición,
dependen de una inoculación adecuada, el pH,
tipo de solidos, temperatura y una mezcla
adecuado de los solidos crudos con el inoculo.
Los lodos digeridos, después pueden ser secados
e incinerados o usados como fertilizante.

4. Bacterias Hidrolíticas

Son microrganismos saprofitos, aerobios
facultativos,
que
metabolizan
los
carbohidratos,
grasas
y
proteínas
convirtiéndoles en ácidos orgánicos (acido
acético, butírico) y alcoholes de bajo peso
molecular.

5. Bacterias Metanogénicas

Son microrganismos anaerobios estrictos,
utilizan los ácidos orgánicos y alcoholes de
bajo peso molecular (producidos por las
bacterias hidrolíticas).

6. 
La estabilización de lodos por vía anaerobia
se lleva a cabo de la siguiente forma:
Bacterias + Materia Orgánica
CO2 + H2O
Formación de
Ácidos.
Micro
organismos.
Bacterias + Materia Orgánica (resistente) + CH4 +
Producción de
Metano
Micro
organismos.
Bacterias
Principalme
producidas
nte
de metano.
formados
de ácidos.
Diagrama simplificado de los procesos y transformaciones que se llevan a cabo
durante la digestión anaerobia de lodos.

7. 
La eficiencia del tratamiento depende del
balance entre los dos grupos de bacterias, la
alimentación, la temperatura, el pH y el tipo de
materia orgánica subintrada.

Los factores mas importantes que se controlan
en los procesos anaerobios son: producción
de gas, balance de los solidos en el sistema
(totales, volátiles y fijos), DBO, acidez y pH,
ácidos volátiles, grasas y características del
lodo y olor.

8. 
La digestión anaerobia es inhibida por
sustancias toxicas tales como, metales
pesados (cobre, zinc, níquel, cromo) exceso
de iones NH4+, sulfuros, cianuros, fenoles,
concentración alta de detergentes.

En el proceso el gas producido esta
compuesto principalmente de Metano (65-70%
vol.), y Gas Carbónico (25-30% vol.), también
puede contener Oxigeno (0-0.03% vol.),
Monóxido de Carbono (2-4% vol.), Nitrógeno
(1%
vol.),
sulfuro
de
Hidrogeno,

9. 
En los lodos digeridos, la mayor parte de los
microrganismos patógenos ha sido destruida,
sin embargo puede tener ciertos virus y el
bacilo de Koch.

10. Tipos de digestores anaerobios.

Digestores Convencionales.
Digestor de una etapa o paso.
Es un sistema que consta de un solo digestor,
en donde se lleva a cabo la digestión del lodo
crudo y la concentración de los lodos digeridos.
El proceso de digestión se mantiene a
temperatura entre 85-115 F por medio de
calentadores externos, el gas puede ser
utilizado como combustible para mantener la
temperatura en el digestor. Los tiempos d
retención son muy altos, entre 30 y 50 días.

11. La digestión, el pasamiento y la formación de
materia flotante se lleva a cabo separadamente
dentro del tanque.
El lodo crudo se alimenta en la zona de digestión
activa y el gas producido se remueve del tanque
por la parte superior. Mientras el gas sube a la
superficie, este eleva consigo partículas de lodo y
otros materiales (grasas y aceites), formando una
capa de nata.
Como resultado e la digestión, el lodo de
mineraliza (aumenta en % de lodos fijos), y por
gravedad este se espesa: lo que causa la
formación de una capa de materia flotante sobre la
zona de digestión del lodo. El volumen del tanque
que se utiliza es del 50% debido a la estratificación
y falta de mezcla.

12. Funcionamiento de un digestor
Anaerobio.

13. 
Digestores de Dos Etapas
En este sistema tiene como finalidad el proveer
un mayor volumen útil, para disminuir los
tiempos de retención. Esta formado por dos
etapas, en la primera se lleva acabo la digestión
con mezclado mecánico o por recirculación de
gas y a temperaturas controladas por
calentamiento, con un tiempo de retención entre
10-15 días; en la segunda etapa solo se lleva a
cabo la separación de los solidos y el acabado

14. Esquema de un proceso de
digestión de dos pasos.
Efluent
e de
Lodo
Espuma
Lodos
digeridos
Efluente

15. Digestor de Alta Tasa.

En este sistema la carga de solidos en mayor. El
lodo se mezcla íntimamente por la recirculación
del gas, bombeo, o por mezcladores mecánicos y
se calienta para obtener una digestión optima. El
tanque es mas profundo. El lodo deberá
bombearse continuamente o en ciclos de 30
minutos a 2 horas. El lodo digerido tiene una
concentración de aproximadamente la mitad de la
del influente, ya que no existe una separación del
lodo.

16. 0.037-0.085
m3/capita
2.6-5
pies3/capita
0.074-0.142
m3/capita
Lodos Primarios + activados.
1.3-3
pies3/capita
Lodos Prim. + fil. Percoladores.
Lodos Primarios
Criterios de Diseño (Criterios
Volumétricos)
2.6-6
pies3/capita
0.074-0.117
m3/capita

17. Capacidades Requeridas para el
Tanque de Digestión.
TIPO DE
TRATAMIENT
O
VOLUMEN
REQUERIDO
LODO HUMEDO
Solidos secos
g/hab.d
Primario
54
Primario + filtro 81
percolador
Primario
86
+lodos
activados
Solidos (%)
l/hab./d
35-45 días de
retención l/hab.
d
5
4
1.076
2.03
37-48
71-91
3
2.83
99-127
Datos a aplicar en lodos primarios y obtenidos para lograr la recuperación
del 90% del gas producido.

18. DIGESTION AEROBIA

19. DIGESTION AEROBIA

Este proceso en un método alterno para el
tratamiento de lodos orgánicos. Los digestores
pueden ser usados para tratar lodos
activados, mezclas de deshechos de lodos
activados, lodos primarios y lodos de filtros
percoladores, o lodos de plantas de
tratamiento
de
lodos
activados
sin
sedimentación primaria.

20. Obtención de un
producto
final
biológicamente
estable y sin olor
que puede ser de
fácil disposición.
Producción de un
lodo con excelentes
características de
desaguado.
Menores
concentraciones de
DBO en el licor
sobrenadante.
La reducción de
solidos volátiles es
aproximadamente
la misma que la
obtenida
anaeróbicamente.
Recuperación
de
casi todo el valor
básico
de
fertilización en el
lodo.
Muy pocos
problemas de
operación
Ventajas
Menor costo de
capital.

21. DESVENTAJA
Alto costo del
suministro de
oxigeno.

22. Reducción
de olores.
PRINCIPALES
OBJETIVOS
Mejoramiento de las
características de
desaguado de los
lodos.
Reducción de
solidos
biodegradables.

23. 
La digestión de lodos de los lodos (primarios y
lodos activados) es un proceso en cual la
estabilización de la materia orgánica se lleva a
cabo por la aireación durante un extenso
periodo de tiempo, dando como resultado una
destrucción celular con una disminución de los
solidos suspendidos volátiles (SSV). La
velocidad de destrucción celular disminuye
cuando
la
relación
de
alimentos
microrganismos
(F/M)
aumenta
(F=DBO,M=SSV).

24. 
El principal objetivo de la reducción
del volumen de los lodos para su
disposición final. Esta reducción
resulta de la conversión por
oxidación
de
parte
de
las
substancias del lodo en productos
volátiles (CO2, NH3, H2).

Los tiempos de residencia son mas
cortos. Esto repercute en una
economía en los volúmenes de los
digestores, sin embargo, los costos
originados por la energía puedes
ser un factor importante en la
elección del sistema de tratamiento
en plantas con grandes flujos de

25. 
Los
lodos
estabilizados
aeróbicamente,
no
desprenden
olores,
son
homogéneos de color oscuro,
y pueden drenarse sin
dificultad. Son embargo no es
recomendable almacenarlos
por mucho tiempo en forma
liquida.

Generalmente,
estabilización aeróbica
la
se

26. Descripción del Proceso

La digestión aerobia es similar al proceso de lodos
activados. Conforme la comida se termina, los
microrganismos comienzan a consumir su propio
protoplasma para obtener energía para el mantenimiento
de las células (fase endógena).

Las células son oxidadas a dióxido de carbono, agua y
amoniaco. Solamente del 75 al 80% de las células
pueden ser oxidadas; el remanente 20 a 25%, esta
formado de componentes inertes y orgánicas que no son
biodegradables. Conforme la digestión continua, el
amoniaco es oxidado a nitratos. Cuando se digieren
lodos activados o lodos de filtros percoladores
mezclados con lodos primarios, toma lugar una oxidación

27. Criterios de
Diseño
El diseño de digestores aeróbicos es similar
al de los tanques rectangulares de aireación,
usan sistemas de aireación convencionales.

28. PARAMETROS
VALOR
Tiempo de retención hidráulica a 20oC
(días)
Lodos activados solamente
10-16
Lodos activados de plantas sin sed.
Prim.
16-28
Lodos primarios + activados o de fil.
Precol.
18-22
Carga de solidos
0.02-0.04
0.032-6.41
Requerimientos de oxigeno lb/lb
destruidas
Células de tejidos
2
DBO5 en lodos primarios
1.6-1.9
Requerimientos de energía para la
mezcla
Aireadores mecánicos
0.5-1.25
17.66-44.14
Mezcla de Aire
20-60
Oxigeno disuelto
1-2