12 Diciembre 2018

Lecho de secado sin plantas

Autor
Elizabeth Tilley, Lukas Ulrich, Christoph Lüthi, Philippe Reymond, Roland Schertenleib y Christian Zurbrügg (EAWAG/SANDEC)
Adaptado por
Jade Latargere (SARAR)

Resumen ejecutivo

Los lechos de secado sin plantas son lechos sencillos y permeables que, al ser cargados con lodo, recolectan el lixiviado percolado y permiten que el lodo se seque por evaporación. En general, de 50% a 80% del volumen de lodo drena como líquido o se evapora, pero no se estabiliza ni desinfecta (TILLEY et al. 2018). En México, este tipo de tecnología es común en poblaciones pequeñas y medianas, pero muchas veces no se le da el mantenimiento adecuado.

Ventajas
Buena eficiencia de desecación, especialmente en climas calientes y secos
Costo de inversión bajo para plantas pequeñas
Operación simple; sólo requiere atención esporádica
Puede construirse y repararse con materiales disponibles localmente
No requiere energía eléctrica
Baja sensibilidad a la variación de los lodos (CONAGUA 2015)
Desventajas
Requiere un terreno grande
Normalmente hay malos olores y moscas, lo que puede generar molestias
Requiere mano de obra intensiva para remover el lodo
Limitada estabilización y reducción de patógenos
Requiere experiencia en diseño y construcción
El lixiviado requiere tratamiento adicional

Introducción

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Los lechos de secado de lodos son el método más simple y económico de deshidratar los lodos estabilizados, lo que facilita su manejo y disposición final (OPS 2005; CONAGUA 2015). Consisten en filtros poco profundos, llenos de arena y grava, con un sistema de drenaje por debajo para recoger los lixiviados. El secado se basa en el drenaje de líquidos a través de la arena y la evaporación al aire del agua presente en la superficie de los lodos (DODANE y RONTELTAP 2014). El lodo no debe aplicarse en capas demasiado gruesas (máximo 20 cm), pues esto dificulta la eficacia del secado. El contenido de humedad final después de 10 a 15 días de secado debe ser de 60%. Cuando el lodo se seca, debe separarse de la capa de arena y transportarse para tratamiento adicional, uso o disposición final. El lixiviado que es recolectado en los tubos de drenaje también debe ser tratado correctamente, dependiendo de dónde será descargado (TILLEY et al. 2018).

En México, esta tecnología es bastante común en las poblaciones pequeñas y medianas. Dos ejemplos de utilización de esta tecnología son Huajuapan de León en Oaxaca (CONAGUA 2010) y San Martín de Hidalgo en Jalisco (CEA JALISCO 2013). En Huajapán de León, los lodos que se separan en el sedimentador primario son deshidratados en un lecho de secado, antes de ser mandados a un relleno sanitario para su disposición final. En el marco del Programa para la Sostenibilidad de los Servicios de Agua y Saneamiento en Comunidades Rurales –PROSSAPYS-, esta tecnología se ha instalado en viarias comunidades rurales, tales como Cofradía de Suchitlán en Colima (AF MEDIOS 2014) y Huiscoloco en Zacatecas (GOBIERNO DEL ESTADO DE ZACATECAS 2007). También se optó por implementar esta tecnología en la planta de tratamiento que se construyó en la comunidad de Xialtianguis en Guerrero, para tratar las aguas residuales de los habitantes (SEMARNAT 2007). A pesar de que esta tecnología no requiere operaciones complejas de mantenimiento, en México muchas veces no se le da el mantenimiento adecuado, por lo que se tienen que implementar obras de rehabilitación.

Consideraciones de diseño

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Por lo general, los lechos de secado son rectangulares para permitir el retiro o acopio del lodo con un cargador frontal. Las dimensiones pueden ser de 4,5 a 18 m de ancho y de 15 a 45 m de largo, con paredes típicamente de concreto (CONAGUA 2015). Los tubos de drenaje son de plástico y tienen un diámetro mayor de 10 cm, con una pendiente mínima de 1% y una separación de 2,4 a 6 m de distancia (CONAGUA 2015). Están cubiertos por 3 a 5 capas escalonadas de grava y arena. La capa inferior debe ser grava gruesa y la capa superior debe ser arena fina (tamaño de grano de 0,1 a 0,5 mm). La capa superior de arena puede tener de 250 a 300 mm de espesor, ya que se perderá un poco de arena cada vez que se remueva el lodo (TILLEY et al. 2018).

Para facilitar la remoción manual del lodo, los lechos están divididos en secciones de 7,5 m de ancho. El lodo se aplica a las distintas subdivisiones de los lechos a través de conductos cerrados o tuberías a presión con válvulas en las salidas de cada sección de lecho, o a través de un canal abierto con aberturas laterales controladas mediante compuertas manuales (CONAGUA 2015). La entrada debe estar equipada con una placa contra salpicaduras, para evitar la erosión de la capa de arena y permitir una distribución uniforme del lodo (TILLEY et al. 2018). Para mejorar el secado y la lixiviación, la aplicación de lodo puede alternarse entre dos o más lechos (TILLEY et al. 2018).

Lecho de secado de lodos, Cucuchucho Michoacán
Lecho de secado de lodos, Cucuchucho Michoacán. Fuente: RIVAS 2005 [archivo del autor]

 

El diseño de lechos de secado sin plantas debe considerar el mantenimiento futuro, ya que es esencial garantizar el acceso a camiones y personas para poder bombear y remover el lodo seco (TILLEY et al 2018). Si se instala en climas húmedos, la instalación debe cubrirse con un techo. Se debe prestar especial atención para evitar el ingreso de escorrentía superficial (TILLEY et al 2018).

Idoneidad

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Aunque los lechos de secado sin plantas existen en grandes aglomeraciones urbanas, son más apropiados para comunidades rurales y periurbanas ya que requieren una gran superficie de terreno, lejos de negocios y viviendas, a un precio accesible. Los lechos de secado sin plantas deben ubicarse en las afueras de la comunidad, pero teniendo cuidado de que estén al alcance de los operadores de vaciado motorizados (TILLEY et al. 2018).

Esta tecnología es aplicable en aquellos sistemas donde existe la generación de lodos fecales in-situ, tales como el sistema de cámara simple, el sistema de tratamiento de aguas negras con infiltración y el sistema de tratamiento de aguas negras con conducción del efluente. En estos casos, su instalación es posible cuando se cuentan con un ente que se encargue del correcto vaciado, transporte y tratamiento de los lodos fecales. Además, se requiere de esta tecnología en sistemas de conducción de aguas negras a tratamiento (semi-)centralizado, pues también se generan lodos en la planta centralizada. Por tanto, es recomendable para poblaciones de hasta 2500 habitantes con capacidades y recursos, con escasa y suficiente agua. Asimismo, la tecnología es aplicable en casas dispersas con capacidades y recursos, tanto con escasa agua como suficiente, siempre que se cuente con una estructura de gestión de lodos durante todo el proceso de saneamiento.

Aspectos de salud y aceptación

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El lecho de secado no es eficaz para estabilizar la fracción orgánica ni disminuir el contenido de patógenos. El secado de lodo sirve más que todo para disminuir el volumen de los lodos, lo cual es importante cuando deben ser transportados a otro lugar para tratamiento adicional, uso o disposición final. Para algunas aplicaciones, el lodo seco puede requerir más tiempo de almacenamiento o tratamiento adicional (por ejemplo, co-compostaje) (TILLEY et al. 2018). Se puede almacenar los lodos secos en montículos durante hasta un año para lograr una mayor reducción de patógenos (DODANE y RONTELTAP 2014). Debido a que el lodo entrante y seco contienen patógenos, los trabajadores deben estar equipados con protección adecuada (botas, guantes y ropa) (TILLEY et al. 2018). Los lechos de secado pueden causar molestias para los residentes cercanos debido a malos olores y presencia de moscas. Por lo tanto, deben situarse lo suficientemente lejos de las zonas residenciales (TILLEY et al. 2018). Se puede intentar controlar los olores mediante la adición de hipoclorito de calcio al lodo.

Operación y mantenimiento

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Se requiere personal capacitado para garantizar una adecuada operación y mantenimiento (TILLEY et al. 2018). El lodo deshidratado puede removerse después de 10 a 15 días, pero esto depende de las condiciones climáticas (TILLEY et al. 2018). Esta operación requiere una cantidad importante de mano de obra (CONAGUA 2015). Dado que se pierde un poco de arena cada vez que se remueve el lodo, la capa superior debe reemplazarse cuando está muy delgada (TILLEY et al. 2018). El área de descarga y los drenajes del efluente deben lavarse con regularidad para evitar taponamientos (TILLEY et al. 2018; CONAGUA 2015). Se debe checar que los deflectores y muros exteriores permanecen herméticos (CONAGUA 2015). En algunas ocasiones pueden surgir plantas en el lecho de secado. Si ocurre, deben ser removidas antes de la siguiente aplicación de lodos (CONAGUA 2015).

Referencias

Operación y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales: Tratamiento y Disposición de Lodos

CONAGUA (2015): Operación y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Municipales: Tratamiento y Disposición de Lodos. Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento (MAPAS), libro 50. México D.F. (México): Comisión Nacional del Agua (CONAGUA). URL [Visita: 17.06.2018] PDF

Lechos de secado sin plantas

DODANE, P.H. y RONTELTAP, M. (2014): Lechos de secado sin plantas. En: STRANDE, L., RONTELTAP, M. y BRDJANOVIC, D. (editores). Manejo de lodos fecales. Un enfoque sistémico para su implementación y operación. Londres (UK): IWA Publishing. URL [Visita: 11.11.2018] PDF
Lecturas complementarias

Curso sobre manejo y aprovechamiento de lodos provenientes de plantas de tratamiento. Aspectos generales del manejo de lodos

Esta presentación del Doctor Antonio Barrios Pérez es interesante porque pone en perspectiva la tecnología de lecho de secado con otras tecnologías de deshidratación de lodos (filtros banda, filtros prensa, centrífugas). Presenta de manera sintética los diferentes métodos de tratamiento de lodos (espesamiento, estabilización, digestión anaerobia, digestión aerobia).

BARRIOS, J. (2009): Curso sobre manejo y aprovechamiento de lodos provenientes de plantas de tratamiento. Aspectos generales del manejo de lodos. México D.F. (México): Academia de Ingeniería de México. URL [Visita: 11.11.2018] PDF

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