Pretratamiento térmico-químico y digestión anaerobia termofílica de lodos de edar para obtener biosólido agrícola

Abstract

La presente Tesis Doctoral analiza la viabilidad del procesamiento de lodos mixtos de depuradoras de aguas residuales urbanas mediante pretratamientos térmicos o termoquímicos y posterior digestión anaerobia termofílica, para su conversión en biogás y biosólido agrícola. Inicialmente se aborda el estudio de diferentes pretratamientos térmicos (modificando la temperatura y tiempo de pretratamiento) y termoquímicos (modificando además de las variables anteriores la dosificación de agente alcalino) aplicados a los lodos mixtos generados en la depuradora de aguas residuales ¿Guadalete¿, localizada en Jerez de la Frontera, (Cádiz, Andalucía, España) con objeto de fomentar la hidrólisis y solubilización de la materia orgánica contenida en los mismos, para facilitar su posterior estabilización por digestión anaerobia termofílica e incrementar la productividad de biogás. Así, en primer lugar, se seleccionan aquellos pretratamientos térmicos y termoquímicos que resultan más favorables, en términos de solubilización de DQO para el proceso de digestión anaerobia. A continuación, sobre los lodos sometidos a estos pretratamientos, se han desarrollado tests de producción de biogás (TPB) con el objeto de seleccionar aquellos que provocan una mayor producción de biogás. Fruto de estos estudios se seleccionan los dos pretratamientos más eficientes, en base a la eliminación de DQO y al volumen de biogás generado: el pretratamiento térmico a 120ºC y durante 60 minutos y el pretratamiento termoquímico a 120ºC, durante 60 minutos y con la adición de 2 g NaOH/L. Los lodos así petratados se someten a digestión anaerobia en régimen semicontinuo operando a diferentes tiempos de retención hidráulica para evaluar la estabilidad del proceso en estas condiciones. Adicionalmente se realizaron ensayos de filtración de los lodos digeridos para determinar su facilidad de filtrado con vistas a su posterior deshidratación y secado solar para obtener un biosólido que pueda ser aplicado con fines agrícolas. Los resultados obtenidos indican que, tanto desde el punto de vista de la digestión anaerobia termofílica como de la deshidratabilidad de los lodos, las mejores condiciones operacionales corresponden al pretratamiento de los lodos mixtos de tipo termoquímico, a 120ºC, durante 60 minutos y con una dosificación de 2 gNaOH/L, y la posterior digestión anaerobia termofílica (55ºC) a un tiempo hidráulico de retención de 15 días.