Los fangos generados como subproducto de las plantas de tra-tamiento de aguas (produccin de agua potable o depuracin de aguas residuales) pueden contener ms de un 95% de agua, adems de materias en suspensin (MES) y otros residuos. Du-rante la explotacin se persigue reducir la cantidad de agua para conseguir una evacuacin de fangos y/o una valorizacin en me-jores condiciones y ms econmica al reducir el volumen total de residuo a retirar. La evacuacin de los volmenes de fangos, que se lleva a cabo, fundamentalmente, en camin, debe ser li-mitada para que, por una parte, sea econmicamente aceptable y, por otra, no perturbe a los residentes. En cuanto a la valo-rizacin, sobre todo en cementeras o en incineracin, sta no resulta interesante ms que cuando el Poder Calorfico Inferior (PCI) del fango es suficiente y es ms bien seco (el PCI define el potencial de valorizacin energtica de los fangos). Es deseable que los fangos producidos se acerquen lo mximo posible a la autotermicidad.La cantidad de fango producido, en relacin directa con la pro-porcin de materias en suspensin, y el destino final de los fan-gos determinan la inversin en equipos y obligan a realizar deci-siones econmicas.

LA DESHIDRATACIN DE FANGOS

Para reducir el volumen de fangos existen tres grandes tipos de procesos, segn la sequedad final deseada (sequedad = porcen-taje de materias secas).

espesamiento: por decantacin, flotacin o eliminacin de agua, esta etapa es casi obligatoria dada la baja concentracin de fangos obtenida a la salida de la linea de tratamiento de agua (normalmente de 2 a 15 g.MES.L-1). Tras esta etapa, los fangos siguen estando lquidos.

deshidratacin mecnica : por filtracin o centrifugacin, la energa aplicada no permite extraer ms que el agua libre y una pequea cantidad de agua ligada a las partculas de MES. La deshidratacin mecni-ca necesita a menudo un acondicionamiento previo mediante aporte de reactivos de coa-gulacin/floculacin (reactivos minerales o polmeros de sntesis).

secado : por secado solar o con gas o fluido termoporta-dor, el proceso extrae una gran parte, incluso la totalidad del agua ligada a las partculas y, por tanto, permite obtener altas sequedades.

Deshidratacin

Los filtros banda : el proceso de filtracin se compone de tres etapas. La primera es una floculacin con polielectrolitos en unos floculadores con bajo tiempo de retencin. El agua intersticial liberada durante la primera etapa es eliminada por drenaje a travs de un soporte filtrante. El fango drenado tie-ne entonces consistencia suficiente para pasar por la etapa de prensado. En esta etapa, el fango est atrapado entre dos telas filtrantes que lo comprimen progresivamente. La torta que se forma se enrolla sucesivamente alrededor de un tam-bor perforado, siguiendo un recorrido de rodillos que vara en funcin del tipo de filtro.

En un filtro banda el prensado no se realiza en un recinto cerra-do: el propio fango asegura la estanqueidad lateral bajo la pre-sin que puede soportar durante su avance. Si la presin es muy alta, se destruye la cohesin de la capa de fango y se produce una fuga con salida lateral del fango parcialmente deshidratado. La eficacia de la deshidratacin depende de la presin que se aplique sobre la torta de fango y del tiempo de prensado.Los filtros banda permiten obtener fango fcilmente manipulable a partir de fangos de tipo orgnico o hidrxidos.

Los filtros-prensa: el filtro prensa es un dispositivo de se-paracin slido-lquido que funciona segn el principio de fil-tracin a alta presin mediante un medio filtrante de malla relativamente tupida. La filtracin se realiza por presin en cmaras estancas. A diferencia de los filtros banda, el fan-go se ve forzado a someterse a la presin aplicada (sin fuga posible).

Un filtro se compone de una batera de placas verticales hue-cas (3), yuxtapuestas y apretadas fuertemente las unas contra las otras mediante una cabeza mvil (4).

Culturalmente, Degrmont tiene por costumbre compartir la pasin que sus colaboradores manifiestan por las actividades del agua con el pblico.

Como complemento del Manual Tcnico, Degrmont publica la Fichas Tcnicas para

conocer mejor las diferentes tcnicas disponibles y para descubrir las novedades y los grandes avances tecnolgicos.

Fichas Tcnicas Manual Tcnico del Agua Degrmont

DehydrisTM TwistTratamiento de fangos Fangos lquidos Deshidratacin mecnica

Bioslidos

La forma de las placas y su disposicin vertical forman unas c-maras de filtracin estancas (2). La presin se aplica sobre la ca-beza mvil mediante un gato hidrulico (5). El empuje del conjun-to es contenido por una cabeza fija (8) situada en el otro extremo. Unas telas filtrantes (6) de mallas bastante tupidas (10 a 300m) cubren las dos superficies acanaladas de las placas. Los fangos a filtrar llegan (7) por bombeo a las cmaras de filtracin. Las mate-rias slidas se acumulan progresivamente en las cmaras hasta

la formacin de una torta final compacta. El filtrado se recoge por las ranuras de las placas detrs de las telas filtrantes y se evacua por con-ductos internos (1).

El filtro prensa funciona por prensados sucesivos. Cada pren-sado supone :- una fase de cierre de la prensa para apretar las placas entre

ellas;- una fase de llenado del filtro (el tiempo de llenado depende de

la filtrabilidad del fango) ;- una fase de filtracin, a menudo de 30 a 45 minutos para

permitir alcanzar la presin mxima provocada por la llegada continua de fango y la formacin de una capa de fango filtrado cada vez ms espesa;

- una fase de evacuacin, durante la cual las tortas formadas caen por su propio peso cuando las cmaras se abren. Esta fase requiere la presencia de un operador, ya que las tor-tas son ms o menos pegajosas y hace falta intervenir con una rasqueta para garantizar su evacuacin completa.

A estas 4 fases hay que aadir la limpieza indispensable de la tela y de las ranuras de evacuacin del filtrado.

A pesar de ciertos inconvenientes:- funcionamiento por ciclos, por tanto, discontinuo;- velocidad de alimentacin disminuye gradualmente durante el

ciclo;- asistencia manual inevitable para la liberacin de las tortas en-

tre ciclos, aunque el proceso est mecanizado;- inversin elevada;La ventaja de esta tcnica relativamente antigua reside en la pro-duccin de una torta, generalmente de ms de un 30% de con-tenido en materia seca. El rango de sequedad es, por tanto, alto.

Las centrfugas: los fangos mixtos urbanos se pueden separar en dos fases distintas (un lquido sobrenadante clarificado y un sedimento homogneo) mediante la aplicacin de una fuerza centrfuga, por tanto, sin la barrera de un medio filtrante como con los filtros banda y los filtros prensa. La adicin de polmero para acondicionar el fango es indispensable para obtener una buena separacin slido-lquido. La sequedad obtenida se sita entre los rendimientos de filtro banda y los de un filtro prensa.

El fango acondicio-nado se introduce en el equipo (1). Un distribuidor giratorio (10) reparte el fan-go hacia la periferia y lo impulsa en el es-pacio anular entre la cubeta (2) y el torni-llo (3).

Por el efecto de la fuerza centrfuga, las partculas pesadas de-cantan y se depositan contra la pared interior de la cubeta. El tornillo transportador raspa las partculas y las enva en continuo hacia la parte cnica. El tornillo gira ligeramente ms rpido que el recipiente (velocidad diferencial) gracias a un reductor (5). Los sedimentos compactados en el cono son evacuados por un ex-tremo (8) y recogidos en una tolva de descarga (4). La alimenta-cin continua empuja el lquido que se evacua hacia la zona de recogida de efluentes (11) mediante colectores regulables (12).Toda la mquina reposa sobre un bastidor de lastre (9) que a su vez reposa en el suelo mediante amortiguadores potentes (7).Una carcasa sirve de proteccin (6) contra la rotacin a gran ve-locidad del recipiente.

Incluso si el proceso implica gran cantidad de polmero, un con-sumo energtico elevado, una proteccin contra el ruido y un mantenimiento especializado, la centrifugacin se ha impuesto en el mercado de la deshidratacin en la primera dcada del siglo XXI.

DehydrisTM Twist

DehydrisTM Twist es un proceso innovador de deshidratacin mecnica. Combina los resultados de un filtro prensa de placas y la automaticidad de una centrifugadora. Combina tecnologa de deshidratacin avanzada, facilidad de operacin y rentabilidad.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOEl proceso DehydrisTM Twist se articula en torno a una prensa pistn que se alimenta de fangos procedentes de la produccin de agua potable o del tratamiento de aguas residuales previa-mente espesados y acondicionados.

El funcionamiento del proceso es simple, cerrado y ergonmi-co; est totalmente automatizado y no requiere presencia de personal durante su funcionamiento, incluso para la evacuacin de los fangos deshidratados que es 100% automtico.

Fichas Tcnicas Manual Tcnico del Agua Degrmont

Fichas Tcnicas Manual Tcnico del Agua Degrmont

DehydrisTM Twist se basa en la tecnologa probada de la prensa pistn Bucher Unipektin (ms de 2. 000 referencias en el mundo en la industria agroalimentaria y numerosas referencias en aguas residuales).La prensa est equipada con elementos de drenaje cilndricos flexibles (medio filtrante) montados en haz.

La prensa funciona en ciclos (2 a 3 horas) cuya duracin depende del tipo de fangos de alimentacin y de la eficiencia buscada (sequedad o flujo).Cada ciclo se compone de tres etapas principales totalmente automatizadas.

Fase de alimentacin

La unidad cilindro/pistn se cierra y se pone en rotacin. El pistn se mueve hacia delante y hacia atrs. La alimen-tacin de fangos se produce en cada retorno del pistn hasta que se al-canza el volumen nominal de materia seca. El proceso de llenado de fango est automatizado gracias a unas medidas de concentracin y caudal.

Fase de prensado / fragmentacin de la torta

Una vez que el llenado ha terminado, el pistn continua movindose hacia delante y hacia atrs, mientras que la unidad cilindro/pistn sigue girando : el efecto de torsin de los vaciados durante esta fase permite renovar el contacto entre el fango y el medio fil-

trante, lo que facilita la liberacin del agua intersticial atrapado durante el prensado. Esta fase se para en un punto del recorrido del pistn, calculado en funcin de la sequedad de entrada y del volumen de agua extrada.

Fase de vaciado

La envoltura del cilindro se desliza a lo largo del eje de mquina, descubriendo una parte de la cmara de prensado. La rotacin cilindro/pistn continua mientras el pistn avanza. Las tortas de fango deshidratado caen por gravedad. La evacuacin del fango deshidratado se realiza en pocos minutos sin intervencin externa.

DehydrisTM Twist EN LA LNEA DE TRATAMIENTO

RESULTADOS

Diferentes estudios han demostrado que este nuevo sistema de deshidratacin avanzada ofrece mejores resultados en cuanto a sequedad y consumo de reactivos qumicos con relacin a los sistemas de deshidratacin mecnica convencional tipo centr-fuga.Se han realizado ensayos en numerosas plantas existentes (agua potable y aguas residuales) para medir los resultados de la tec-nologa con diferentes tipos de fango. En todos los casos, se ha instalado una prensa piloto DehydrisTM Twist en paralelo al tratamiento existente en la planta para poder comparar objetiva-mente los resultados de esta prensa con los de los equipos de deshidratacin convencionales. En agua potable, la prensa se ha probado con fangos espe-sados procedentes de un tratamiento convencional o avanza-do (membrana): un fango de alimentacin concentrado de 20 a 30g.L-1 puede ser deshidratado hasta una tasa final de MS del 40% simplemente aadiendo polmero a 6-8 kg.MA/t.MS(1). Se observa un aumento de 5 a 15 % de sequedad con relacin a las tecnologas existentes en las plantas.En aguas residuales, se ha analizado DehydrisTM Twist con diferentes tipos de fango espesado: fangos mixtos, frescos, di-geridos o de aeracin prolongada. La tecnologa confirma que los fangos de aeracin prolongada son muy hidrfilos. En con-secuencia, se observan unas concentraciones de MS del orden de 24% con unas dosis de polmero de 6-9 kg.MA/t.MS(1). Tras la adicin de FeCl3 (5-7%), la tasa de MS final alcanza de 27 a 28%. Se obtienen los mismos resultados con los filtros prensa de membrana. Con este tipo de fango, una centrifuga alcanza un 20% de MS. Los fangos digeridos han sido deshidratados hasta un 40% (la tasa de MS puede ser incluso ms elevada por un ratio fango primario/fango biolgico ms elevado) simplemente aadiendo polmero a 7-12 kg. kg.MA/t.MS(1).

Desarrollada para el agua potable o para la depuracin, DehydrisTM Twist es una solucin polivalente que alcanza un 30% de reduccin de la masa de fango con relacin a una deshidratacin convencional.La calidad obtenida de los fangos deshidratados abre la puerta a unas soluciones multi-tratamiento para su valorizacin y permite reducir los volmenes a trans-portar.Gracias a los fangos autotrmicos que se obtienen, DehydrisTM Twist exime de una etapa de secado trmico de energa intensiva antes de incineracin.DehydrisTM Twist es una respuesta adaptada a los retos de eficacia energtica y de disminucin de las emi-siones de gases de efecto invernadero.

(1) kg de materia activa por tonelada de materia seca

Contacto DehydrisTM Twist : innovation.mailin@degremont.com

Fichas Tcnicas Manual Tcnico del Agua Degrmont

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ALGUNAS REFERENCIAS Degrmont

Chteaubourg FranciaSyndicat Mixte des Eaux de la Valire (SYMEVAL)- Tipo de fango = fangos de planta de produccin de agua potable Agua superficial- Capacidad de la planta = 600 m3.h-1

- Garanta = 40% de sequedad- Destino de los fangos = multitratamientos

Weyersheim FranciaComunidad de municipios de la Baja Zorn- Tipo de fango = fangos digeridos de depuradora Aguas residuales urbanas- Capacidad de la planta = 30.000 HE- Garanta = 32% de sequedad- Destino de los fangos = incineracin