Pilot-scale residual sludge dehydration in a convective rotary dryer, Case: Santa clara wastewater treatment plant, Lima, Perú

Santa Clara Water Treatment Plant, Lima Province, Peru

Authors

  • Leynard Natividad Marin College of Science and Engineering, James Cook University, Townsville, Australia
  • Alfonso Gil Villanueva, Ing. Facultad de Ingeniería Ambiental, Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú

DOI:

https://doi.org/10.21754/tecnia.v33i1.1550

Keywords:

Residual sludge, Convective dehydration, Fertilizer, Escherichia Coli, Sludge hygienization

Abstract

This research aims to decrease the moisture and pathogen content in a residual sludge from Santa Clara wastewater treatment plant. This could reduce transport cost to sludge disposal centers and its reuse as a possible fertilizer. The pilot scale dehydration was developed with a system comprised by rotatory convective dryer, agitating tank, screw conveyor, air heating furnace, cyclone collector and a gas scrubber. The effect of temperature (120°C, 150°C y 200°C) and sludge residence time within the dryer drum was studied. The initial sludge, with 85.90%, 9.17% y 4.93% in moisture, volatile suspended solids and non-volatiles suspended solids, achieved a minimum moisture of 17.74% when a temperature of 200°C and 60 minutes residence time were applied. Helminths eggs were not detected in the initial sludge, but a high Escherichia Coli concentration was found (4×105 NMP/1g ST to 1.6×107 NMP/1g ST), therefore, the addition of  was needed to rise the pH to 12 during the initial sludge feeding to the dryer. The dried sludge characterization showed a high nutrient (N, P, C, etc.) concentration, indicating some advantages as a fertilizer, but its high metal content also suggests more research if it is used in food crops production.

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References

[1] Pueblo Libre Noticias (2021). Senamhi: humedad de hasta 100% se registra en distritos costeros de Lima [En linea]. Disponible en: https://noticiasdepueblolibre.com/2021/08/17/senamhi-humedad-de-hasta-100-se-registra-en-distritos-costeros-de-lima/
[2] J. Espinoza, E. Santos de la Cruz, “Innovación en la gestión de lodos generados en plantas de tratamiento de aguas residuales de origen doméstico en Lima-Callao”, Revista del Instituto de Investigación de la Facultad de minas, metalurgia y ciencias geográficas de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, vol. 24, no. 48, pp. 205-215, 2021
[3] Francisco, J., Ramos, P., Aguirre, G. “Aprovechamiento agrícola del lodo generado en la PTAR de Puente Piedra-Lima”, Revista de la Sociedad Química del Perú, vol. 77, no. 1, pp. 75-85, 2011
[4] Castellanos, J., Merchán, N., Galvis, J., Manjarres, E. “Deshidratación de los lodos en lecho de secado y su influencia sobre la actividad biológica de los microorganismos”, Gestión y Ambiente, vol. 21, no. 2, pp. 242-251, 2018.
[5] D. Glatstein, “Secado de lodos obtenidos en el proceso de purificación de agua”, Revista de la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, vol. 4, no. 2, pp. 27-32, 2017.
[6] C. Diocaretz, “Aspectos técnicos y económicos de procesos de higienización de lodos provenientes del tratamiento de aguas servidas”, Tesis para obtener el título de Ingeniero Ambiental. Universidad de Concepción (Chile), 2011.
[7] Decreto Supremo N° 015-2017- VIVIENDA. D.S que aprueba el Reglamento para el Reaprovechamiento de los Lodos generados en las Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.
[8] Ley N° 28611 (2005). Ley General del Medio Ambiente en Perú. [En línea]. Disponible en: https://www.minam.gob.pe/wp-content/uploads/2017/04/Ley-N%C2%B0-28611.pdf

[9] United Nations (2021). The sustainable Development Goals Report. [En línea]. Disponible en: https://unstats.un.org/sdgs/report/2021/The-Sustainable-Development-Goals-Report-2021.pdf
[10] INEI (2021). Perú: Anuario de Estadísticas Ambientales. [En línea]. Disponible en: https://www.inei.gob.pe/media/MenuRecursivo/publicaciones_digitales/Est/Lib1827/libro.pdf
[11] Heredia, G., Gandarillas, V., Becerra, A. (2020). “Estudios de caso en saneamiento sostenible – Tratamiento descentralizado de aguas residuales con enfoque de reúso en Cochabamba, Bolivia”. Folleto: Sustainable Sanitation Alliance (SUSANA). [En línea]. Disponible en: https://www.susana.org/en/knowledge-hub/resources-and-publications/library/details/3983#
[12] Metcalf & Eddy.. Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery. AECOM, 2013.
[13] Lipolt, A., Sirok, B., Hocevar, M., Novak, L. “Convective Drying of Sewage Sludge Layer in Through flow”. Journal of Mechanical Engineering, vol.66(2020)9, 481-493, 2020.
[14] Poos, T., Orvos, M. Horvath, M. “Thermal Dewatering of Waste Sludge in an Agitated Drum dryer”, Acta Polytechnia Hungarica, vol.11, no.3, pp. 37-50, 2014.
[15] Bennamoun, L., Arlabosse, P., Leonard, A. “Review on fundamental aspect of application of drying process to wastewater sludge”. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Elsevier, vol. 28, pp. 29-43, 2017
[16] Mahamud, M. Gutiérrez, A., y Sastre, H. “Biosólidos Generados en la depuración de Aguas: Métodos de Tratamiento”, Revista Ingeniería del Agua, vol. 3, pp. 45-55, 1996.
[17] Turovskiy, I. Wastewater sludge processing. Wiley-Interscience. Primera edición. Canadá, 2006.
[18] Dos Santos, E. Investigation on biochar production from biosolids via microwave assisted pyrolysis and its potential applications. PhD thesis, James Cook University (Australia), 2017.
[19] SMEWW. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Washington, D.C, American Public Health Association. Tercera Edición, USA.
[20] Norma Oficial Mexicana 004 - SEMARNAT. Protección Ambiental, Lodos y Biosólidos, Especificaciones y Límites Máximos Permisibles de Contaminantes para su aprovechamiento y disposición final. México, 2002
[21] Morera, M. Diseño de un proceso de secado para los lodos centrifugados provenientes del sistema de tratamiento de lodos de la Planta de Tratamiento de Agua Residual Los Tajos. Tesis Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Costa Rica, 2018.

Published

2023-06-06

How to Cite

[1]
L. Natividad Marin and A. Gil Villanueva, “Pilot-scale residual sludge dehydration in a convective rotary dryer, Case: Santa clara wastewater treatment plant, Lima, Perú: Santa Clara Water Treatment Plant, Lima Province, Peru”, TEC, vol. 33, no. 1, pp. 21–33, Jun. 2023.

Issue

Section

Environmental engineering