Tesis profesional presentada por Marina Alejandra Maldonado González

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Aurelio López Malo Vigil
Vocal y Director: Dr. René Alejandro Lara Díaz
Secretario: Dr. José Rafael Espinosa Victoria

Cholula, Puebla, México a 20 de marzo de 2007.

Resumen

Se llevo a cabo un proceso de filtración de lodos residuales procedentes de la Maltera de la empresa Cuauhtémoc Moctezuma, ubica en el municipio de Rafael Lara Grajales, en el estado de Puebla, mediante el uso de un filtro prensa de placas y marcos. Se logró una reducción del contenido de agua del 18.43% (el contenido inicial fue de 84.383% y el contenido final de 65.953% de contenido de agua). El filtro prensa constaba de 25 marcos, con un volumen por cámara de 0.5 ft3 y una presión de operación de 100 psig.

Posteriormente, se realizó un proceso de secado de los lodos obtenidos del proceso de filtración anteriormente mencionado haciendo uso de un lecho de arena y grava a escala laboratorio; el proceso tuvo una duración de 19 días. Así mismo, se obtuvieron las curvas de secado correspondientes relacionando el contenido de humedad con el tiempo de secado. Con lo anterior se realizó el análisis para la obtención de las velocidades de secado eligiéndose tres intervalos de tiempo: de 2 a 8 días, de 15 a 19 días y de 25 a 29 días, con el objetivo de conocer la variación de la velocidad de secado respecto al tiempo. Se obtuvo para el primer intervalo de tiempo una velocidad de secado de 1.917 kg H2O/kg sólido seco, para el segundo intervalo una velocidad de 1.010 kg H2O/kg sólido seco y para el tercer intervalo de tiempo una velocidad de secado de 0.370 kg H2O/kg sólido seco. Finalmente se determinó el tiempo de secado necesario para disminuir el contenido de humedad de 1.75 kg H2O/kg sólido seco a 1.6 kg H2O/kg sólido seco, obteniéndose un tiempo de 3.3 días. También se calculó el tiempo requerido para lograr la disminución de 0.8 kg H2O/kg sólido seco a 0.75 kg H2O/kg sólido seco, obteniéndose un tiempo de 1.5 días.

Finalmente, se realizaron los diseños del filtro prensa, de la bomba de alimentación para el filtro y el lecho de secado. Para el filtro prensa se obtuvo un flujo de lodo filtrado de 3.312 L/min y un tiempo de ciclo de 2 horas con un total de 4 ciclos por día. También se determinó la caída de presión a través del filtro, resultando ser de 0.584 lb/ft.

Para la bomba se calculó la potencia requerida para un flujo de 25 gpm, obteniéndose 1.128 Hp y se considero para la elección una bomba de cavidad progresiva. Así mismo, para el lecho se secado se obtuvo un tiempo de 11.8 días para su llenado y un tiempo de secado de 31.7 días.

Índice de contenido

Portada (archivo pdf, 22 kb)

Índices (archivo pdf, 32 kb)

Capítulo 1. Introducción (archivo pdf, 19 kb)

Capítulo 2. Objetivos (archivo pdf, 24 kb)

  • 2.1 Objetivo General
  • 2.2 Objetivos Específicos

Capítulo 3. Revisión Bibliográfica (archivo pdf, 581 kb)

  • 3.1 Tratamiento Anaerobio de Aguas Residuales
  • 3.2 Reactores Anaerobios
  • 3.3 Tratamiento de Lodos
  • 3.4 Desaguado de Lodos
  • 3.5 Filtro Prensa
  • 3.6 Secado de Lodos
  • 3.7 Lecho de Arena

Capítulo 4. Materiales y Métodos (archivo pdf, 857 kb)

  • 4.1 Materia Prima
  • 4.2 Proceso de Filtración en Filtro Prensa
  • 4.3 Construcción de Lecho de Secado
  • 4.4 Gravilla y Grava
  • 4.5 Tratamiento de Gravilla y Grava
  • 4.6 Construcción de Bastidor para la Base del Lecho
  • 4.7 Sistema de Desaguado
  • 4.8 Disposición de Grava y Gravilla en el Lecho de Secado
  • 4.9 Capa de Lodo
  • 4.10 Cuadrícula para Muestreo
  • 4.11 Muestreador para Lodo
  • 4.12 Determinación de Porcentaje de Humedad
  • 4.13 Determinación de Curva de Secado
  • 4.14 Determinación de Tiempo de Secado a Partir de Curva de Velocidad de Secado
  • 4.15 Diseño de Bomba de Alimentación
  • 4.16 Diseño de Filtro Prensa
  • 4.17 Diseño de Lecho de Secado

Capítulo 5. Resultados (archivo pdf, 493 kb)

  • 5.1 Proceso de Secado de Lodo
  • 5.2 Filtro Prensa
  • 5.3 Diseño de Bomba de Alimentación
  • 5.4 Diseño de Lecho se Secado

Capítulo 6. Conclusiones (archivo pdf, 24 kb)

  • 6.1 Proceso de Secado de Lodo
  • 6.2 Diseño de Filtro Prensa
  • 6.3 Diseño de Bomba de Alimentación
  • 6.4 Diseño de Lecho de Secado

Referencias (archivo pdf, 22 kb)

Anexo 1. Carta Psicrométrica (archivo pdf, 124 kb)

Anexo 2. Hoja de Selección para Filtro Prensa (archivo pdf, 36 kb)

Anexo 3. Hoja de Selección para Bomba de Cavidad Progresiva (archivo pdf, 111 kb)

Anexo 4. Programa para el Diseño de Filtro Prensa, Bomba de Alimentación y Lecho de Secado (archivo pdf, 41 kb)

Anexo 5. Cálculo del Área Bajo la Curva para Determinación de Tiempo de Secado (archivo pdf, 45 kb)

Maldonado González, M. A. 2007. Disminución de masa de lodos proveniente de un reactor RAFA para minimizar la disposición de residuos mediante el uso de filtro prensa y lecho de secado. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería y Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Marzo. Derechos Reservados © 2007.