ES2644246T3

ES2644246T3 - Método para ozonizar lodos en un sistema de tratamiento de aguas residuales

Info

Publication number: ES2644246T3
Application number: ES12798540.6T
Authority: ES
Inventors: Richard A. Novak; Malcolm E. FABIYI
Original assignee: Praxair Technology Inc
Current assignee: Praxair Technology Inc
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2032-11-26
Also published as: CN103974910B; WO2013081977A1; US9738549B2; WO2013082467A2; WO2013082467A3; US20130140231A1; BR112014013255A2; EP2785651B1; EP2785651A1; BR112014013084A2; EP2785652A2; CN103958420A; US20130140232A1; CN103974910A

Description

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DESCRIPCION

Metodo para ozonizar lodos en un sistema de tratamiento de aguas residuales Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a metodos para el tratamiento de aguas residuales y mas particularmente, al tratamiento con ozono de lodos en un reactor de alta selectividad, por ejemplo, con el fin de mejorar o de otro modo controlar procesos de tratamiento de aguas residuales, que incluyen la digestion de lodos y los procedimientos de eliminacion de nutrientes.

Antecedentes

Los metodos tradicionales de tratamiento de aguas residuales implican que las corrientes de aguas residuales entran en contacto con bacterias en un procedimiento de tipo aerobico y/o anaerobico en lo que se conoce como tratamiento de lodo activado. Estas bacterias consumen partes del material de sustrato o desechos presentes en las aguas residuales, que son tipicamente compuestos organicos que contienen carbono, nitrogeno, fosforo, azufre y derivados complejos de los mismos. Tfpicamente, una parte de los residuos se consume para aumentar el metabolismo de las celulas bacterianas o mantener el funcionamiento fisiologico de las celulas bacterianas. Ademas, una parte de los residuos se consume como parte del procedimiento de smtesis de nuevas celulas bacterianas. El proceso de tratamiento de lodo activado produce una cierta cantidad de lodos y solidos asociados que deben ser retirados continuamente del deposito de tratamiento para mantener el equilibrio de lodo en estado estacionario que es cntico para el funcionamiento eficaz del sistema de tratamiento de lodo activado. Tambien, es importante que al tratar las aguas residuales el operario mantenga las proporciones adecuadas de carbono, nitrogeno y fosforo (C/N/P) o niveles de nutrientes dentro del sistema de aguas residuales. Esto es particularmente preocupante cuando puede haber limitaciones de nutrientes reguladas tales como muchos sistemas de tratamiento de aguas residuales industriales o en aplicaciones donde se requiere la eliminacion biologica del fosforo.

Con el fin de mantener la capacidad de eliminacion de residuos de la planta de tratamiento en estado estacionario u otro nivel deseado, es importante controlar la acumulacion de nuevas celulas bacterianas dentro del proceso de tratamiento de lodo activado. Una acumulacion excesiva de nuevas celulas bacterianas con respecto a lo que se requiere para el tratamiento de residuos en, o proximos al, estado estacionario da lugar a una desviacion de las consideraciones optimas de diseno tales como la relacion alimentacion a masa (A/M) o los solidos suspendidos en licor mezclado (MLSS, por sus siglas en ingles) los cuales se requieren que esten dentro de ciertos intervalos optimos para permitir el tratamiento organico eficaz y la eficiencia de la aireacion. Por lo tanto, el exceso de biosolidos se debe de eliminar continuamente durante el proceso de tratamiento de lodo activado.

Los metodos existentes para hacer frente a la eliminacion de lodos incluyen el transporte de los lodos a vertederos, la utilizacion de lodos para aplicaciones de tierras o agncolas y la incineracion de los lodos. La mayona de las operaciones de eliminacion de lodos requieren un tratamiento previo de los lodos; un procedimiento conocido en la tecnica como manejo de solidos. Los procedimientos de manejo de solidos son a menudo operaciones costosas y que consumen mucho tiempo e implican tipicamente una o mas de las siguientes etapas: concentracion del lodo en un espesante, usualmente requiriendo el uso de polfmeros; digestion del lodo con el fin de estabilizar las bacterias y reducir aun mas el volumen y el contenido de patogenos del lodo; deshidratacion del lodo para alcanzar aproximadamente un 15-25% de contenido en solidos, lo que implica hacer pasar el lodo a traves de centnfugas u otros dispositivos de tipo separacion solido-lfquido; almacenamiento de los lodos; y el transporte a sitios tales como vertederos, para ser usados en la tierra por los agricultores, u otro uso final.

Se estima que los costos asociados a los procedimientos de manejo y eliminacion de solidos pueden ser entre 2060% de los costos operativos totales asociados al proceso general de tratamiento de aguas residuales. Debido al coste y tiempo asociados al manejo y eliminacion de solidos, es beneficioso minimizar la cantidad de lodo excedente producido en el proceso de tratamiento de aguas residuales.

En sistemas y metodos convencionales de tratamiento de lodo activado, se ha descrito el uso de ozono ademas del oxfgeno para el tratamiento de lodos. Mas particularmente, se ha descrito el tratamiento con ozono de lodos en combinacion con agitadores mecanicos y/o bombas que proporcionan el mezclamiento mecanico. El contacto de lodo-ozono ocurre tfpicamente en un modo de reaccion en deposito continuamente agitado (CSTR, por sus siglas en ingles), y la lisis que rompe la integridad de la pared celular se produce como consecuencia de la fuerte accion oxidante del ozono en las paredes celulares. La lisis da lugar a la liberacion del contenido celular rico en sustrato de las celulas bacterianas. De esta manera, las celulas solidas que de otro modo habnan sido descargadas como lodo en exceso se lisaran y, al hacerlo, se transformaran en sustrato que luego puede ser consumido por bacterias en el deposito de tratamiento.

Se conocen diferentes tipos de sistemas de reactores para el tratamiento de lodos por ozono, que incluyen un CSTR, un reactor de flujo piston altamente selectivo y un sistema de reactor discontinuo. La principal diferencia entre los diferentes modos de reactor radica fundamentalmente en: (i) el lapso medio de tiempo que el lodo permanece dentro del espacio de reaccion, tambien conocido como el tiempo de residencia; (ii) la interaccion entre las «parcelas» que reaccionan, por ejemplo, un retromezclamiento significativo en los sistemas de reactores CSTR y

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discontinuos, mientras que se produce un retromezclamiento muy limitado en el sistema reactor de flujo piston; y (iii) el rendimiento o niveles de dosificacion de ozono requeridos para eliminar un volumen de lodo.

Algunos trabajos de la tecnica anterior relevantes estan representados por los documentos de patente US 7 513 999, WO 01/17917, JP 2010 029 860 o EP 1 541 532.

Compendio de la invencion

Los aspectos de la invencion pueden caracterizarse en un sentido amplio por incluir metodos para tratar aguas residuales con ozono u otros agentes oxidantes para el procesamiento y/o reduccion de lodos, el control de la formacion de espuma y la acumulacion de lodos en partes del sistema de tratamiento de aguas residuales, y/o la mejora u otro control de un procedimiento de digestion o manejo de nutrientes del sistema.

En particular, la presente invencion es un metodo de tratamiento de aguas residuales segun se define en la reivindicacion 1. Opcionalmente, se puede proporcionar una parte del lodo ozonizado a una etapa de fermentacion del sistema de tratamiento de aguas residuales, en la que se generan acidos organicos volatiles. El ozono puede ser generado espedficamente con el proposito de ozonizar lodos o puede ser reciclado de una seccion diferente del sistema de tratamiento de aguas residuales.

Otros aspectos o caractensticas ventajosos del metodo anteriormente descrito de ozonizar lodos incluyen etapas adicionales de cizallamiento del lodo ozonizado usando un homogeneizador, ultrasonido u otros metodos de cizallamiento. Alternativamente, se puede desgasificar el lodo ozonizado para reducir el contenido de oxfgeno en el lodo ozonizado antes de la descarga del lodo a una parte anaerobica o anoxica del sistema de tratamiento, y reciclar los gases retirados del lodo ozonizado a una seccion aerobica del sistema de tratamiento de las aguas residuales.

En realizaciones del presente metodo, el reactor de tipo flujo piston esta configurado para recibir la corriente de lodo procedente de un deposito aerobico.

Breve descripcion de los dibujos

Los anteriores y otros aspectos, caractensticas y ventajas de la presente invencion seran mas evidentes a partir de la siguiente descripcion mas detallada de la misma, presentada junto con los siguientes dibujos, en los que:

La Figura 1 es una representacion esquematica de un sistema de tratamiento de aguas residuales que incorpora un procedimiento de ozonizacion de lodos para proporcionar lodo ozonizado a una seccion anoxica u otra seccion anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales;

La Figura 2 es una representacion esquematica de un sistema de tratamiento de aguas residuales en el que el gas enriquecido en ozono se introduce en multiples puntos dentro de un reactor de alta selectividad y el lodo ozonizado se introduce solo en una seccion anoxica o en una anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales;

La Figura 3 es una representacion esquematica de otro sistema de tratamiento de aguas residuales en el que el gas enriquecido en ozono se introduce en, o cerca de, una bomba unida al reactor y el lodo no ozonizado se devuelve al deposito de lodo activado;

La Figura 4 ilustra un sistema de tratamiento de aguas residuales en el que el lodo ozonizado se dirige desde el reactor de alta selectividad a un componente anaerobio y una lmea de lodo de retorno activado (RAS, por sus siglas en ingles);

La Figura 5 ilustra otro sistema mas de tratamiento de aguas residuales que incluye dos reactores de flujo piston;

La Figura 6 ilustra otro sistema mas de tratamiento de aguas residuales en el que se elimina el lodo de un componente anaerobio para el tratamiento con ozono y se devuelve al mismo;

La Figura 7 ilustra un sistema de tratamiento de aguas residuales en el que el lodo procedente de la corriente de lodo activado residual se ozoniza y se proporciona a un digestor;

La Figura 8 ilustra otro sistema de tratamiento de aguas residuales en el que el lodo procedente de un digestor es ozonizado y devuelto al digestor;

La Figura 9 ilustra otro sistema de tratamiento de aguas residuales en el que los solidos residual se someten a un tratamiento de ozonizacion y se devuelven al digestor; y

La Figura 10 es un grafico que representa la reduccion de lodo en una planta de tratamiento de aguas residuales municipales cuando se utiliza el procedimiento de ozonizacion de lodos en un digestor de acuerdo con la presente invencion durante los meses de verano en comparacion con ninguna ozonizacion de lodos en el digestor.

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Descripcion detallada

El presente metodo de ozonizacion de lodos en un sistema de tratamiento de aguas residuales incluye recibir un afluente de aguas residuales en el sistema de tratamiento de aguas residuales. El afluente puede ser aguas residuales crudas, o aguas residuales que han sido preprocesadas de alguna manera, tal como por eliminacion de metales, solidos y otros desechos que no pueden ser facilmente biodegradados. La generacion de lodo es un subproducto normal del tratamiento de aguas residuales, y una parte de una corriente de lodo en el sistema de tratamiento de aguas residuales puede ser desviada a un reactor de tipo flujo piston.

Tal como se describe con mas detalle a continuacion, la corriente de lodo, que puede comprender cualquier contenido de lfquido y solido adecuado incluye niveles muy bajos de solidos, se puede extraer desde cualquier sitio o sitios en el sistema de tratamiento de aguas residuales, tal como desde un deposito anoxico u otro anaerobico, desde un deposito anoxico u otro aerobico, una etapa de deshidratacion, un digestor o fermentador, y/o desde cualquier otro sitio o sitios adecuados. Dentro del alcance de la presente invencion, la corriente de lodo que se desvfa al reactor de flujo piston se obtiene despues de separar al menos un poco de lfquido del lodo aguas abajo del deposito aerobico. El gas ozono es introducido en el lodo por el reactor de tipo flujo piston para producir o inducir la lisis de biosolidos en el lodo y crear un flujo de lodo ozonizado.

El lodo ozonizado se proporciona o suministra luego a cualquier componente adecuado dentro del sistema de tratamiento de aguas residuales, tal como un deposito anoxico, una etapa de separacion solido/lfquido, un digestor, un fermentador, un deposito aerobico, etc. El lodo ozonizado tambien se puede mezclar con otro lodo no ozonizado, por ejemplo, introducido en una lmea de lodo activado de retorno que contiene lodo no ozonizado, o se puede mezclar con otros materiales tales como polfmeros, floculantes, acidos o bases u otros reactivos, o se puede proporcionar a una etapa de tratamiento de aguas residuales sin mezclar con otros materiales. Dentro del alcance de la presente invencion, el lodo ozonizado se proporciona a una seccion anoxica o anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales.

Ozonizacion de lodos para mejorar el procedimiento de desnitrificacion

La Figura 1 muestra una ilustracion esquematica de un sistema de tratamiento de aguas residuales 10 que incorpora un sistema de ozonizacion de lodos 12. Como se ve en la misma, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 incluye un conducto de admision 14 adaptado para recibir un afluente de aguas residuales, diversos dispositivos de preprocesamiento, que incluye uno o mas depositos anoxicos o anaerobicos 16, y un reactor aerobico de tratamiento de aguas residuales (por ejemplo, un deposito de lodo activado) 20, que puede incluir un deposito de aireacion, un biorreactor de membrana, y/u otro sistema destinado al uso de la vida microbiana usando procedimientos aerobios para efectuar la eliminacion de residuos procedentes del agua. El sistema ilustrado tambien incluye uno o mas clarificadores o modulos de filtracion 22 aguas abajo del deposito de lodo activado 20 adaptados para separar al menos un poco de lfquido de un flujo de lodo, un conducto de salida 24 para transportar el lfquido efluente a una descarga 23, una lmea de lodo activado residual (WAS, por sus siglas en ingles) 26 y una lmea 28 de lodo activado de retorno (RAS) adaptadas para transportar y devolver la corriente de lodo tratado de vuelta al deposito anoxico o anaerobico 16. Ademas, la lmea RAS 28 puede proporcionar lodo tratado al deposito de lodo activado 20 o a otro reactor de alta selectividad.

Tambien se muestra un digestor 25 y un dispositivo de deshidratacion 27, que elimina el lfquido del lodo en la lmea de WAS 26 de modo que el lodo deshidratado resultante puede ser retirado del sistema, por ejemplo, en el area de retencion 29. Aunque el sistema 10 se muestra que incluye diferentes componentes unidos de una manera particular, un sistema de aguas residuales 10 dispuesto para incorporar uno o mas aspectos de la invencion se puede disponer de otras maneras. Por ejemplo, el digestor 25, el dispositivo de deshidratacion 27 y otros componentes tales como desgasificadores, fermentadores, etc., son opcionales y se pueden eliminar o colocar en direccion al flujo de otras maneras dentro del sistema de aguas residuales 10. Tambien, se pueden incluir otros componentes, tales como escurridores, clarificadores o filtros para eliminar materiales no biodegradables o lentamente biodegradables de la corriente de agua residual entrante.

Algunos de los biosolidos o lodo incluidos como parte del lodo activado residual en el o los clarificadores 22 se proporcionan a la lmea RAS 28. Como se ha indicado anteriormente, el flujo de lodo en la lmea RAS 28 puede tener cualquier contenido de lfquido y solidos adecuado. Ademas, mientras que en esta realizacion el lodo proporcionado a la lmea RAS 28 es procesado por el clarificador 22, la corriente desviada no necesita ser tratada o modificada de otro modo antes de entrar en la lmea RAS 28. Una parte del lodo en la lmea RAS 28 puede ser desviada de la lmea RAS 28 al reactor de ozonizacion de lodo 30 para el procesamiento de ozonizacion. En esta realizacion, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 y el procedimiento implican el tratamiento de al menos parte del lodo en la lmea RAS 28 mediante un reactor de tratamiento de alta selectividad para la ozonizacion de lodo, que es un reactor de flujo de tipo piston 30, que funciona en paralelo a la lmea RAS 28 o es una corriente secundaria de la lmea RAS 28.

Como se ve en la Figura 1, la corriente de lodo desviada al reactor de ozonizacion de lodo 30 se hace pasar a traves de una bomba 34 a un reactor de tipo flujo piston. El reactor de tipo flujo piston 30 incluye una longitud suficiente de la tubena 36 que junto con el caudal asegura un tiempo de residencia del lodo en el reactor de flujo piston 30 que es

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adecuado para asegurar la disolucion eficaz del ozono y de la reaccion del ozono con los biosolidos. Las realizaciones ilustradas incluyen tambien uno o mas sistemas de inyeccion de gas 40 a traves de los cuales se introduce un gas enriquecido en ozono en el reactor de flujo piston 30. Los sistemas inyectores de gas preferidos 40 comprenden una fuente de gas enriquecido en ozono y una o mas dispositivos de tipo inyector o Venturi 42 para inyectar el gas enriquecido en ozono en el lodo. Se pueden utilizar otros componentes para introducir gas que contiene ozono en el lodo, incluidos los aspersores y/o difusores. En aquellas realizaciones en las que el contacto gas-lfquido que contiene ozono inicial se produce en la lmea RAS 28 o en/cerca del reactor de flujo piston 30, el gas enriquecido en ozono se puede suministrar a un espacio superior por encima de la corriente lfquida o se puede suministrar bajo presion a una region de mezclamiento prevista en una orientacion prevista con respecto a la corriente lfquida, por ejemplo, la region de impulsion de un dispositivo de contacto de gas y lodo mecanicamente agitado o dispositivos de inyeccion, tales como inyectores, aspersores, y difusores que estan orientados a un angulo y una distancia previstos con respecto a la superficie del lfquido.

Preferiblemente, la fuente de gas enriquecido en ozono es un generador de ozono 44 acoplado a una fuente o suministro de gas oxfgeno (no mostrado). Alternativamente, la corriente de gas enriquecida en ozono 46 se puede suministrar a partir de sistemas de almacenamiento de ozono en el sitio especializados. En otras realizaciones, el ozono se puede obtener como ozono reciclado que se genera y/o se utiliza en otras partes del sistema de tratamiento de aguas residuales 10, tal como en el tratamiento terciario del agua tratada para su desinfeccion, eliminacion de color y/o sabor u olor antes de la descarga o reutilizacion. Preferiblemente, la concentracion deseada de ozono es mayor o igual a aproximadamente 4% a 16%. Pueden preferirse concentraciones superiores de ozono, ya que tales concentraciones superiores pueden ayudar a asegurar que la relacion de gas a lfquido en el reactor de flujo piston se mantenga dentro de un intervalo optimo.

El gas enriquecido en ozono se suministra preferentemente a la realizacion ilustrada a presiones nominales y tfpicamente a presiones inferiores a las presiones operativas dentro de la parte del reactor de flujo piston 30 proxima a los dispositivos de inyeccion 42. De esta manera, el gas enriquecido en ozono es ingerido en y a traves de los dispositivos de inyeccion 42 mediante una extraccion al vacm generada por la cafda de presion a traves de los dispositivos de inyeccion 42. Sin embargo, un experto en la tecnica apreciara realizaciones en las que el gas enriquecido en ozono se suministra a presiones superiores a la presion dentro del reactor de tipo flujo piston 30 u otro recipiente de contacto gas-lfquido.

El sistema inyector de gas 40 incluye tambien un medio o mecanismo de control adecuado que permite el control operativo de la velocidad de inyeccion, el tiempo y/o el volumen de gas enriquecido en ozono. El control de la velocidad de inyeccion de gas, el tiempo de inyeccion y el volumen de gas enriquecido en ozono pueden ser dirigidos para proporcionar un contacto eficiente gas-lfquido y para producir una disolucion optima del ozono en la corriente lfquida que fluye por el reactor de flujo piston 30. Mas particularmente, el control del sistema de inyeccion de gas se puede ajustar para que se situe dentro de un intervalo previsto de relacion de flujo de gas a flujo de lfquido, en el que el flujo de gas se determina a partir de la velocidad de inyeccion, el tiempo y el volumen de gas a traves de los dispositivos de inyeccion 42 y el flujo de lfquido representa el flujo de lodo a traves del reactor de flujo piston 30. Un intervalo preferido de relacion de gas a lfquido es inferior o igual a aproximadamente 1,0, aunque son posibles otras relaciones. Una relacion de gas a lfquido adecuada puede asegurar que el gas o el ozono esten adecuadamente dispersos en el lfquido y/o que no exista un exceso de gas en la mezcla de fluidos. Por ejemplo, la relacion de gas a lfquido anteriormente descrita junto con otras caractensticas de flujo relacionadas pueden operar para conseguir el funcionamiento en regfmenes de flujo de dos fases (gas/lfquido) deseados para producir una buena disolucion y reaccion de ozono. En algunas realizaciones, se elige una relacion gas/lfquido para producir la disolucion y la reaccion del ozono mientras se minimiza la disolucion del gas oxfgeno.

Despues de haber pasado a traves del reactor de tipo flujo piston 30, el lodo ya ozonizado se hace circular opcionalmente a traves de una unidad de desgasificacion (no mostrada) donde se elimina la corriente de gas sin disolver, principalmente no de ozono. La corriente ozonizada y desgasificada es devuelta a traves de una lmea de retorno 50 a la lmea RAS 28 de la planta, la cual dirige la combinacion de lodo ozonizado y de lodo no tratado con ozono en la lmea RAS 28 a uno o varios depositos anoxicos y/o anaerobicos 16. Adicionalmente, el lodo ozonizado/no ozonizado combinado puede dirigirse, en parte, al deposito de lodo activado 20 (por ejemplo, uno o varios depositos aerobicos). Aunque se conoce el hecho de direccionar al menos una corriente de lodo parcialmente ozonizado a un deposito aerobico, por ejemplo, a partir de la patente de EE.UU. n° 7.513.999, que introduce lodo ozonizado en un deposito anoxico o anaerobico u otra etapa de procedimiento anaerobio, no se ha contemplado debido a la posibilidad de que los lodos oxigenados alteren o afecten adversamente los procedimientos anaerobios en un deposito anaerobico 16. Es decir, el lodo ozonizado introducira invariablemente cierta cantidad de ozono u otro oxidante en el lodo, lo que puede perturbar un delicado equilibrio de organismos en un deposito anaerobico 16. Es por esta razon que el lodo ozonizado ha sido previamente recomendado para el retorno a una etapa aerobia de un proceso de tratamiento de aguas residuales. Sin embargo, de acuerdo con aspectos clave de la invencion, el lodo ozonizado se puede introducir directamente, o despues de una deshidratacion opcional, filtracion, fermentacion u otro tratamiento del lodo ozonizado, en una seccion anoxica u otra seccion anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales sin interrupcion significativa de los procedimientos anaerobios activados en el mismo. Ademas, el lodo ozonizado se usa para elevar significativamente los niveles de demanda qrnmica de oxfgeno (COD, por sus siglas en ingles) en los depositos anoxicos y/o anaerobicos 16, mejorando asf los procedimientos de desnitrificacion en el sistema de tratamiento de aguas residuales, o aumentando la disponibilidad de acidos organicos volatiles en

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zonas anaerobias, aumentando asf el crecimiento de organismos de acumulacion de fosfato (PAO, por sus siglas en ingles) que son cnticos para el procedimiento biologico de la eliminacion del fosforo.

Los principios operativos detras del sistema de tratamiento de ozonizacion de lodos descrito implican el contacto de los biosolidos y el ozono disuelto en un reactor de tipo flujo piston, en el que el contacto primario y la reaccion ocurren entre el oxidante (ozono disuelto) y los biosolidos presentes en el lodo. En la reaccion entre el gas enriquecido en ozono y los biosolidos en el lodo dentro del reactor de flujo tapon, las paredes celulares de las celulas bacterianas se rompen o se debilitan como resultado de la oxidacion qmmica inducida por el ozono de las paredes celulares de las bacterias. Esta ruptura de las paredes celulares de las bacterias se conoce como lisis y conduce a la liberacion del contenido celular de las celulas bacterianas. El contenido celular es generalmente una matriz lfquida que esta compuesta por protemas, lfpidos, polisacaridos y otros azucares, ADN, ARN e iones organicos. Como resultado de la lisis, las celulas solidas de los biosolidos, que de otro modo se habnan acumulado y descargado en el procedimiento de manejo de solidos, se transformaran en componentes COD de sustrato y posteriormente seran consumidos por las bacterias en las depositos anoxicos y/o anaerobicos 16, el deposito de tratamiento de lodo activado 20, o el digestor 25 del sistema de tratamiento de aguas residuales.

Se utiliza un reactor de tipo flujo piston para conseguir una alta selectividad de la reaccion de lisis proporcionando un estrecho intervalo de tiempo de contacto entre el exceso de celulas bacterianas o biosolidos y el ozono disuelto, de manera que el ozono se usa solo, o predominantemente para, a un procedimiento de oxidacion que da lugar a la lisis de celulas bacterianas (por ejemplo, una "reaccion primaria"). Idealmente, la dosificacion de ozono y el tiempo de contacto lfquido-gas estan limitados con el fin de no oxidar excesivamente el contenido celular (por ejemplo, que cause "reacciones secundarias"). Esto proporciona un uso eficiente del ozono, lo que da lugar a la reduccion maxima del lodo a la dosis minima de ozono. El tiempo de contacto oscila entre 10 y 60 segundos. Esto contrasta con otros sistemas de tratamiento de ozono, como en los depositos agitados, que no proporcionan un control preciso del tiempo de contacto del ozono con el lodo.

En algunas realizaciones, una cantidad de ozono usada para lisar celulas y otros materiales en el lodo presente en el reactor de flujo piston 30 se puede controlar rigurosamente para reducir los niveles de oxfgeno y/u ozono en el lodo introducido en uno o varios depositos anaerobicos 16. De este modo, se pueden lisar cantidades adecuadas de bacterias y otros materiales para elevar los niveles de COD hasta un nivel deseado manteniendo al mismo tiempo los niveles de oxidacion en el lodo devuelto adecuadamente bajos para que tengan poco o ningun impacto en los procedimientos anaerobios en el recipiente 16. En una realizacion ilustrativa, se puede introducir ozono en el reactor 30 en la parte desviada de la corriente de lodo en el intervalo de aproximadamente 0,001 gramos de ozono por 1,0 gramos de solidos suspendidos totales (TSS, por sus siglas en ingles) en la parte desviada de la corriente. Se pueden usar niveles mas altos de ozono, tales como de hasta 0,03 gramos de ozono por cada 1,0 gramos de solidos suspendidos totales TSS o potencialmente mas. Esto puede aumentar la relacion COD/N (u otra medida de la capacidad del lodo ozonizado para mejorar la desnitrificacion en el proceso de tratamiento) a niveles de 4:1, 7:1, 10:1 o mas. Como resultado, la relacion COD/N del material en el deposito anaerobico 16 se puede aumentar a niveles deseados (por ejemplo, para mejorar la desnitrificacion) de aproximadamente 4:1 a 5:1, o mas, lo que se ha descubierto que ayuda a la desnitrificacion de las aguas residuales. Dentro del alcance del metodo de la invencion el ozono se introduce en el intervalo de 0,1 a 40,0 gramos de ozono por dfa y por kg de lodo. El control de la cantidad de ozono introducido en el reactor 30 puede estar basado tfpicamente en niveles de nitrato, niveles totales de nitrogeno u otros parametros detectados en una parte del sistema de tratamiento de aguas residuales, tal como en el efluente procedente del deposito de lodo activado 20. Por ejemplo, si los procedimientos de desnitrificacion no estan funcionando a un nivel suficientemente alto, una cantidad de ozono introducida en el reactor 30 se puede aumentar o ajustar de otro modo para aumentar los niveles de COD en el deposito anaerobico 16. De manera similar, la magnitud del tratamiento de ozonizacion de lodo se puede ajustar en base a objetivos de niveles de fosforo de efluentes o contenido de fosforo en lodo residual, para variar el equilibrio de nutrientes de las plantas permitiendo por lo tanto el mantenimiento de una poblacion sana de PAO. Un valor esperado de COD/P estana en el intervalo de aproximadamente 10 - 25.

Alternativamente, el reactor de tipo flujo piston se puede disponer para controlar una cantidad de ozono proporcionada a una corriente de resultante con un contenido de solidos muy bajo, en cuyo caso la dosificacion del ozono esta en el intervalo de menos de 1 mg de ozono por mg de COD en la corriente de resultante. Estas corrientes de lodo tratado con ozono o de resultante se alimentan a continuacion a un fermentador, donde la COD de las celulas lisadas o de la corriente de resultante ozonizado permite la generacion de compuestos organicos volatiles que son utiles para potenciar el crecimiento de los organismos de acumulacion de fosforo (PAO). En este caso, el control de una cantidad de ozono introducida en el lodo puede basarse en los niveles de acido organico volatil detectados en una parte del sistema de tratamiento de aguas residuales.

El control de una cantidad de ozono introducida en el reactor 30 puede hacerse, por ejemplo, mediante ajustes de la concentracion de ozono en el flujo de gas y/o ajustes en el caudal del gas enriquecido en ozono inyectado en el lodo. El control de la dosificacion del ozono esta dirigido para conseguir la actividad de lisis celular deseada. Al mantener niveles de oxidantes relativamente bajos en el lodo ozonizado, el lodo ozonizado puede tener poco o ningun impacto en los procedimientos anaerobios que se producen en el deposito anaerobio o en el fermentador en los que se introduce el lodo ozonizado.

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Con referencia ahora a las figuras 7-9, despues del reactor de ozono de tipo flujo piston 30, hay una unidad de desgasificacion opcional 90 que se utilizara para controlar las cantidades de gases oxidantes que se incorporan en la corriente ozonizada en la lmea RAS. Los gases oxidantes 100 procedentes del procedimiento de desgasificacion se pueden aplicar al deposito aerobico 20. Alternativamente, el gas recuperado se puede ser introducir en otras areas de la planta donde el oxfgeno puede ser beneficioso, tal como en el afluente primario para controlar el olor, en el secundario para elevar los niveles de DO para la descarga o, posiblemente, para mezclar con biogas para mejorar la combustion del biogas y aumentar la potencia de salida asociada al biogas y reducir las emisiones o los depositos de compuestos de siloxano no deseados. Al final de la lmea RAS 28 o de la lmea de retorno 50 puede haber un mecanismo expulsor opcional, eductor, o dispositivo inyector de salida (no mostrado) adaptado para devolver el lodo ozonizado a la superficie, a una profundidad suficiente, y/o en otras maneras deseadas al deposito anaerobico 16 y/o al deposito de lodo activado 20. Por ejemplo, se puede introducir el lodo devuelto para ayudar a asegurar un buen mezclamiento del lodo ozonizado con el lfquido en masa en el deposito anoxico y/o anaerobico 16 y/o en el deposito de lodo activado 20.

Refinado o acondicionamiento del lodo mediante ozonizacion

Mientras que la ozonizacion del lodo se puede realizar para mejorar o controlar de otro modo los procedimientos de eliminacion de nutrientes tales como procedimientos de desnitrificacion y eliminacion biologica de fosforo del sistema de tratamiento de aguas residuales como se ha descrito anteriormente, la ozonizacion del lodo tambien se puede realizar por otras razones adicionales, tales como reduccion del lodo o acondicionamiento del lodo, tales como cambios en las caractensticas de floculacion, velocidades de sedimentacion, polfmero extracelular, etc. Para los fines de reduccion del lodo, el caudal volumetrico total a traves del reactor de flujo piston 30 puede estar comprendido entre aproximadamente 1 y aproximadamente 40 veces el caudal volumetrico equivalente del lodo activado residual (WAS). Este intervalo puede establecer, al menos en parte, la relacion optima de gas a lfquido dentro del reactor de flujo piston 30. Preferiblemente, la relacion de gas a lfquido es menor o igual a aproximadamente 1,0. El caudal volumetrico total del lodo es ajustable y se controla preferiblemente junto con la concentracion de ozono y el flujo de gas enriquecido en ozono en el reactor de flujo piston, para conseguir el nivel deseado de reduccion del lodo al tiempo que se minimiza la dosificacion de ozono requerida.

La Figura 2 muestra una realizacion alternativa de un proceso de tratamiento de aguas residuales. En esta realizacion, el gas enriquecido en ozono es inyectado o introducido de otro modo en multiples sitios 42 en, o cerca, del reactor de flujo piston 30. La inyeccion en multiples puntos, en una configuracion en serie o en paralelo, utilizando uno o mas inyectores, dispositivos de tipo Venturi u otros componentes puede ser util, por ejemplo, para ayudar a un control preciso de la introduccion de ozono y/o para realizar de otro modo el contacto mejorado gas- lfquido en el reactor de flujo piston 30. La realizacion de la Figura 2, tambien muestra una disposicion en la que el lodo ozonizado se desgasifica opcionalmente para la eliminacion de gases oxidantes en una unidad de desgasificacion 90 y despues se procesa a traves de un sistema de filtracion opcional 95 para separar asf el lisado del lodo ozonizado, y luego se transfiere a traves de un conducto de retorno 50 a la lmea RAS 28, que posteriormente alimenta al deposito anaerobico 16 u otras secciones/componente(s) anaerobicos del sistema (10). Por lo tanto, la lmea RAS 28 no necesita introducir lodo, ya sea parcialmente ozonizado o no, en el deposito de lodo activado (20). Los gases oxidantes 100 procedentes del procedimiento de desgasificacion se pueden aplicar al deposito aerobico 20, u otros procedimientos en el proceso de tratamiento de aguas residuales 10.

La Figura 3 muestra otra realizacion de un sistema y proceso de tratamiento de aguas residuales en el que el conducto de retorno 50 procedente del reactor de alta selectividad 30 es devuelto directamente al deposito anaerobico o anoxico 16 u otro componente anaerobio del sistema de tratamiento de aguas residuales. Por lo tanto, el lodo ozonizado que sale del reactor 30 no tiene que ser necesariamente mezclado con otro lodo de retorno que no ha sido ozonizado antes de ser introducido en el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobio o seccion del sistema de tratamiento de aguas residuales. La realizacion de la Figura 3 incluye tambien una lmea RAS 28 que devuelve una parte del lodo al deposito de lodo activado 20, en este caso sin ozonizacion del lodo. En tales realizaciones, tambien es concebible inyectar agentes qmmicos distintos o ademas del ozono a la corriente de lodo en la lmea RAS 28, tales como cloro, biocidas, polfmeros, agentes de control de olores, o incluso otras mezclas de gases adecuadas para llevar a cabo el proceso de tratamiento deseado. Tales procedimientos adicionales o alternativos se pueden anadir tambien al procedimiento del reactor de flujo piston 30. La corriente de lodo ozonizado puede ser opcionalmente desgasificada en una unidad de desgasificacion (no mostrada) antes de transferirla a la seccion anoxica o anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales. Otra etapa de procedimiento opcional para la extrusion posterior de los productos de lisis de las celulas ozonizadas tambien se puede realizar antes o despues de la unidad de desgasificacion. Tal procedimiento puede comprender elementos de filtracion, sistemas de centrifugacion o prensas.

La Figura 4 ilustra otra realizacion mas de un sistema y proceso de tratamiento de aguas residuales en el que el reactor de tipo flujo piston 30 incluye una bomba 34 y un sistema de inyeccion de gas enriquecido en ozono 40 adaptado para inyectar el gas enriquecido en ozono en, o cerca de, la bomba 34. La introduccion del ozono en, o cerca de, la bomba puede ayudar en el mezclamiento del ozono con el lodo, por ejemplo, aprovechando la turbulencia en el flujo inducido por la bomba 34. La realizacion de la Figura 4 tambien muestra una disposicion en la que el conducto de retorno 50 del reactor 30 esta dispuesto con el fin de proporcionar lodo ozonizado tanto a la lmea RAS 28 como directamente al deposito anaerobico 16 u otra seccion/componente anaerobico del sistema de

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tratamiento de aguas residuales. El flujo de lodo ozonizado en el conducto de retorno 50 se puede controlar, por ejemplo, mediante una o mas valvulas, con el fin de controlar una cantidad de lodo proporcionado a cada destino final. Ademas, el flujo en el conducto de retorno 50 se puede controlar junto con la introduccion de ozono al lodo para proporcionar un lodo con diferentes niveles de ozonizacion a la lmea RAS 28 y al deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico. Por ejemplo, durante una primera fase de funcionamiento, los niveles de ozonizacion se pueden controlar rigurosamente para producir un nivel deseado de lisis manteniendo al mismo tiempo el contenido de ozono disuelto u otro gas oxidante relativamente bajo en el lodo. El lodo producido durante esta primera fase de funcionamiento se puede proporcionar exclusivamente, o al menos en parte, al deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico. En una segunda fase de funcionamiento, los niveles de ozonizacion se pueden aumentar para provocar tanto la lisis celular como el aumento del nivel de oxigenacion del lodo. El lodo producido durante esta segunda fase de funcionamiento se puede proporcionar exclusivamente, o al menos en parte, a la lmea RAS 28 para su suministro al deposito de lodo activado 20. Una disposicion de este tipo puede ayudar a aumentar la reduccion del lodo, manteniendo un nivel relativamente bajo de oxidacion por el gas introducido en el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico.

La Figura 5 ilustra otra realizacion mas de un sistema y proceso de tratamiento de aguas residuales en el que el lodo para tratamiento en el reactor de flujo piston 30 es pretratado a traves de un espesante de lodo 80 u otro dispositivo para la concentracion de solidos. El espesante 80 puede ayudar a ajustar el lodo a un nivel de solidos deseado, por ejemplo, para ayudar a asegurar el funcionamiento adecuado del reactor o reactores de flujo piston 30 basados en ozono. Alternativamente, o adicionalmente, el espesante de lodo 80 se puede proporcionar para diluir opcionalmente el lodo, por ejemplo, con agua, o ser reemplazado por un componente dispuesto para que forme la dilucion deseada, y producir una corriente lfquida con una concentracion de solidos mas baja que entre en el reactor o reactores de flujo piston 30. En otras disposiciones, el lodo puede ser tratado usando otros procedimientos o componentes, tales como un digestor u otros medios para la estabilizacion del lodo o el manejo de solidos antes de la desviacion al reactor de flujo piston. Hay todavfa otras tecnicas de pretratamiento o post-tratamiento de lodos compatibles con el sistema y procedimiento de ozonizacion de lodos que incluyen la adicion de agentes solubilizantes al lodo, el cambio del pH, la aplicacion de ondas ultrasonicas, la homogeneizacion y otros medios de mezclamiento o agitacion. Tambien, se podna incluir el uso de agentes qmmicos que faciliten la lisis de las celulas bacterianas o aumenten la capacidad de digestion del lodo.

Ademas, el sistema 10 de la Figura 5 incluye dos reactores de flujo piston 30, es decir, uno para el lodo introducido en el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico, y uno para el lodo introducido en el deposito de lodo activado 20. (Aunque se muestra que los reactores 30 funcionan de diferentes maneras, por ejemplo, una dispuesta para introducir ozono en los puntos 42 aguas abajo de la bomba 34 mientras que la otra esta dispuesta para introducir ozono en, o cerca, de la bomba 34, los reactores 30 pueden estar dispuestos para funcionar de cualquier manera adecuada.) Esta disposicion puede hacer mas facil el control del procedimiento de ozonizacion, incluidas las propiedades del lodo producido, ya que el lodo suministrado al deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico y al deposito de lodo activado 20 puede necesitar que sus propiedades sean diferentes, tales como niveles de oxidante, niveles de solidos, caudales, contenido de agua, etc. Por ejemplo, el gas fuente utilizado junto con el sistema de generacion de ozono 44 podna ser diferente para los diferentes reactores 30, y podna comprender aire, aire enriquecido con oxfgeno, gas oxfgeno puro o gas oxfgeno casi puro. El uso de gas oxfgeno casi puro o puro como gas fuente puede ser preferido para usar en el reactor 30 que proporciona lodo ozonizado al deposito de lodo activado 20 debido a que la actividad biologica en el deposito de lodo activado 20 implica un procedimiento aerobio. Ademas, el uso de gas fuente de oxfgeno puro o casi puro y la inyeccion del gas enriquecido en ozono en, o cerca del, reactor de flujo piston podnan ser controlados de tal manera que toda o una parte sustancial de la cantidad global necesaria de oxfgeno para el tratamiento biologico en el procedimiento de lodo activado en el deposito de lodo activado 20 sea proporcionada por el sistema de ozonizacion de lodos. Por el contrario, el gas usado por el reactor 30 que proporciona lodo al deposito anaerobico 16 puede ser diferente, por ejemplo, puede tener un contenido de oxfgeno sustancialmente mas bajo.

Aunque los dos reactores 30 se muestran recibiendo lodo desde un mismo punto sobre la lmea RAS 28 aguas abajo del espesante de lodo 80 u otro componente, los reactores 30 pueden recibir lodo desde cualquier punto adecuado en el flujo del procedimiento. Por ejemplo, el lodo suministrado al deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico puede tener deseablemente un contenido de agua menor que el lodo proporcionado al deposito de lodo activado 20 (o viceversa), y por lo tanto el reactor 30 que proporciona lodo ozonizado al deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico puede recibir lodo aguas abajo del espesante de lodo 80, mientras que el reactor 30 que proporciona lodo al deposito de lodo activado 20 puede recibir lodo aguas arriba del espesante de lodo 80. La corriente de lodo ozonizado que se transfiere a la zona anoxica o anaerobica puede ser opcionalmente desgasificada en la unidad de desgasificacion. Tambien se pueden llevar a cabo etapas de procedimiento opcionales para la extrusion ulterior de los productos de lisis de las celulas ozonizadas antes o despues de la unidad de desgasificacion. Tales procedimientos pueden incluir elementos de filtracion, sistemas de centrifugacion, prensas, etc.

La Figura 6 representa otra realizacion alternativa en la que el lodo es extrafdo a traves de un conducto 39 desde el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico, ozonizado por un reactor 30 e introducido de nuevo en el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico a traves del conducto de retorno 50. De nuevo, en esta realizacion, es concebible inyectar agentes qmmicos distintos del ozono, tales como cloro, agentes de ajuste del pH,

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biocidas, agentes de control del olor, o incluso otras mezclas de gases tales como dioxido de carbono, nitrogeno, oxfgeno, ozono y mezclas de los mismos, adecuados para llevar a cabo el proceso de tratamiento deseado de la corriente de lodo en el reactor de tratamiento de alta selectividad 30. Esta realizacion incluye tambien una lmea RAS 28 que devuelve el lodo al deposito de lodo activado 20 sin tratamiento con ozono. De nuevo, la corriente de lodo ozonizado puede ser opcionalmente desgasificada en la unidad de desgasificacion y sometida adicionalmente a etapas de procedimiento adicionales para posterior extrusion de los productos de lisis de las celulas ozonizadas antes o despues de la unidad de desgasificacion. Como se ha indicado anteriormente, tales procedimientos pueden incluir elementos de filtracion, sistemas de centrifugacion, prensas, etc.

Aunque las representaciones esquematicas de los sistemas de tratamiento de aguas residuales 10 en la presente memoria muestran el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico como separados del deposito de lodo activado 20, el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico pueden ser una seccion sustancialmente exenta de oxfgeno en, o cerca de, la parte superior del deposito de lodo activado 20 u otro componente aerobico. En otras operaciones de planta de aguas residuales, el deposito anaerobico 16 u otro componente anaerobico pueden incluir uno o mas tanques o depositos separados del deposito de lodo activado 20. Asimismo, debe entenderse que los lodos ozonizados se pueden proporcionar a otros componentes anoxicos o anaerobicos del sistema de tratamiento de aguas residuales, tales como algunos digestores o fermentadores, ya sea con fines de nitrificacion y/o desnitrificacion u otros.

La ozonizacion eficiente y rentable del lodo en las realizaciones descritas puede requerir la presencia de tres condiciones del procedimiento en el uso del ozono predominantemente para la lisis o la ruptura de las celulas. Las tres condiciones del procedimiento incluyen: (i) lograr una alta selectividad para la reaccion de lisis; (ii) limitar la exposicion de las celulas lisadas al ozono adicional o en exceso dentro del reactor; y (iii) mantener un intervalo muy estrecho pero optimizado de distribuciones de tiempo de residencia para el lodo y las celulas bacterianas dentro del reactor. El limitar la exposicion de las celulas lisadas al ozono adicional o en exceso es esencial ya que la exposicion al exceso de ozono podna dar lugar a la liberacion completa del contenido celular en el reactor y a la subsiguiente oxidacion qmmica costosa del material liberado por el ozono adicional. Mediante el uso de un enfoque de reaccion de flujo piston, todas estas condiciones de procedimiento deseables se pueden realizar dentro del reactor o contactor.

El enfoque de reaccion de flujo piston se puede lograr disenando el flujo de lodo-ozono para que se produzca con un mmimo retromezclamiento, y para que el contacto con el ozono ocurra principalmente dentro de una configuracion en su mayona tubular. Espedficamente, las realizaciones ilustradas pueden tener un tiempo de residencia previsto o controlado y el logro de una alta selectividad de la reaccion de lisis. En las realizaciones descritas anteriormente, se utiliza una reaccion de flujo piston para conseguir una alta selectividad de la reaccion de lisis contemplando un estrecho intervalo de tiempo de contacto entre las celulas y el ozono disuelto, es decir, una distribucion estrecha del tiempo de residencia, de manera que el ozono se usa solo para las reacciones que dan lugar a la lisis celular "reacciones primarias", y de modo que la ozonizacion no continue para no oxidar aun mas el contenido celular "reacciones secundarias" ni oxidar los productos de las reacciones secundarias "reacciones terciarias". Esto puede contemplar el uso mas eficiente del ozono, por ejemplo, dando lugar a niveles maximos de COD y/o reduccion del lodo a la dosificacion minima de ozono.

Como se describe con respecto a las realizaciones ilustradas, se emplean uno o varios puntos de inyeccion de gas para igualar la velocidad del ozono suministrado para la disolucion a la velocidad de reaccion de los biosolidos disolviendose el ozono a lo largo de la longitud prevista del reactor de flujo piston. Esto evita el suministro excesivo o insuficiente del ozono, lo que da lugar al uso eficiente del ozono para la lisis celular, y evita al mismo tiempo el uso de ozono para la oxidacion del contenido celular. Los multiples puntos de inyeccion tambien pueden proporcionar un control adicional de la relacion gas/lfquido dentro del reactor, para mantener las condiciones de flujo multifasico dentro de los intervalos deseados para una transferencia y reaccion de masa eficientes al tiempo que se alcanza la velocidad de aplicacion de ozono deseada. Se pueden emplear una o mas etapas de separacion gas/lfquido conjuntamente con uno o mas puntos de inyeccion de gas para proporcionar un control adicional de las condiciones de flujo multifasico dentro del reactor.

Evidentemente, estos metodos basicos de refinado de lodos se pueden modificar de diversas maneras adecuadas, tales como proporcionar partes del lodo ozonizado a destinos alternativos tales como a una etapa de fermentacion del sistema de tratamiento de aguas residuales, un deposito de lodo activado u otro componente aerobico (por ejemplo, digestor aerobico) del sistema de tratamiento de aguas residuales, etc. La fermentacion del lodo ozonizado se puede utilizar para proporcionar una fuente de acidos grasos volatiles (VFA, por sus siglas en ingles), que puede no solo ser parte de la cOd en el lodo, sino que tambien ayuda a asegurar la eliminacion biologica del fosforo. En otras realizaciones, un sobrenadante puede ser retirado del lodo ozonizado antes de ser introducido en un deposito anoxico, y/o el lodo ozonizado puede ser tratado en un digestor o fermentador antes de ser introducido en un deposito anoxico.

En otra realizacion contemplada, la ozonizacion del lodo puede dirigirse para convertir materiales recalcitrantes en materiales biodegradables en algun punto dentro del sistema de tratamiento de aguas residuales. Los materiales recalcitrantes pueden incluir compuestos farmaceuticos y de cuidado personal, compuestos disruptores endocrinos, pesticidas, etc. Al convertir los materiales recalcitrantes en materiales biodegradables, los materiales biodegradables

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resultantes son devueltos para ser procesados en los depositos anaerobicos, anoxicos, u oxicos del sistema de tratamiento de aguas residuales o, si fuese apropiado, en un digestor u otra lmea de solidos.

Procedimiento de ozonizacion del lodo para mejorar la digestion del lodo

La digestion del lodo en un sistema de tratamiento de aguas residuales que se utiliza para ayudar a lograr los siguientes objetivos: (i) reducir el volumen del lodo que debe ser desechado; (ii) producir biogas u otra energfa utilizable a partir del lodo; (iii) reducir la cantidad de compuestos organicos volatiles en el lodo; y/o (iv) mejorar la posterior deshidratacion del lodo residual.

El procedimiento de digestion es una de las mas importantes practicas de manejo de lodos utilizadas en las plantas de tratamiento de aguas residuales para lograr la estabilizacion de los lodos antes de su eliminacion. De estas practicas, la digestion aerobia es un procedimiento de estabilizacion ampliamente utilizado en plantas con flujos afluentes inferiores a aproximadamente 5 millones de GPD, mientras que la digestion anaerobia es un procedimiento de estabilizacion de lodos mas ampliamente utilizado en plantas mas grandes con flujos afluentes superiores a aproximadamente 5 millones de GPD.

La digestion anaerobia es una serie de procedimientos en los que los microorganismos descomponen el material biodegradable en ausencia de oxfgeno. El procedimiento de digestion anaerobia funciona en ausencia de oxfgeno para transformar una cantidad de material organico del lodo residual en un biogas que consiste en metano, dioxido de carbono y trazas de otros gases al tiempo que se reduce la cantidad total de solidos suspendidos y, en particular, la destruccion de solidos volatiles. El uso del biogas generado a partir del sistema de tratamiento de aguas residuales como una forma de energfa renovable ayuda a reducir la dependencia de los combustibles fosiles.

La digestion aerobia es el procedimiento de oxidacion y descomposicion de la parte organica del lodo activado residual por los microorganismos en presencia de oxfgeno. En los digestores aerobios, los microorganismos o microbios aerobios se alimentan de materiales organicos presentes en el lodo residual para estabilizarlos, y reducir el total de solidos suspendidos.

Para mejorar la reduccion de solidos volatiles en suspension (VSS, por sus siglas en ingles) en este procedimiento de digestion, se puede usar una tecnica de ozonizacion de lodos utilizando el reactor de ozono de tipo flujo piston, descrito anteriormente. Se ha descubierto que la ozonizacion de lodos es un medio eficaz de lisar celulas para facilitar la ruptura de la celula bacteriana y aumentar la destruccion de VSS en digestores. En particular, se aplica la ozonizacion de lodos del lodo activado residual aguas arriba del digestor (por ejemplo, digestor aerobio, digestor anaerobio, ATAD, etc.) para controlar ventajosamente el tamano de partmula de lodo y el comportamiento hidraulico global del lodo, para reducir la formacion de espuma y/o mejorar de otro modo el rendimiento del digestor. Ademas, la ozonizacion de lodos como parte, o aguas arriba, de un procedimiento de digestion aerobia, aumenta la destruccion de VSS, mientras que la ozonizacion de lodos como parte, o aguas arriba, de un procedimiento de digestion anaerobia aumenta tanto la destruccion de VSS como el rendimiento de biogas.

Aunque no se busca proteccion para los sistemas y los procedimientos de tratamiento de aguas residuales mostrados en las figuras 7 a 9, la Figura 7 muestra un sistema y procedimiento de tratamiento de aguas residuales que incorpora el procedimiento de ozonizacion de lodos junto con la digestion de lodos residuales. Como se ve en la misma, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 incluye un conducto de admision 14 adaptado para recibir un afluente de aguas residuales, un reactor aerobio de tratamiento de aguas residuales (por ejemplo, un deposito de lodo activado) 20, y uno o mas clarificadores 22 aguas abajo del deposito de lodo activado 20 adaptado para separar por lo menos algo de lfquido de un flujo de lodo, un conducto de salida 24 para transportar el lfquido efluente a una descarga 23, una lmea de lodo activado residual (WAS) 26 y una lmea de retorno de lodo activado (RAS) 28 adaptada para transportar y devolver la corriente de lodo de nuevo al deposito de lodo activado 20. Tambien se muestra un digestor 25 configurado para recibir una porcion del WAS. El aspecto de la ozonizacion del lodo de la realizacion ilustrada comprende un reactor ozonizante de tipo flujo piston 30, una bomba 34 y un sistema de inyeccion de gas enriquecido en ozono 40 adaptado para inyectar el gas enriquecido en ozono generado a partir de un generador de ozono 44. El reactor de tipo flujo piston 30 esta configurado o dispuesto para recibir una parte del WAS. El sistema inyector de gas 40 preferido incluye uno o mas inyectores o dispositivos de tipo Venturi 42 para inyectar el gas enriquecido en ozono en el lodo. La introduccion de gas ozono cerca de la bomba 34 puede ayudar en el mezclamiento de gas-lfquido aprovechando la turbulencia en el flujo inducida por la bomba 34. La realizacion ilustrada incluye tambien un conducto de retorno 50 acoplado al reactor de tipo flujo piston 30 y dispuesto para enviar el lodo ozonizado de nuevo al digestor. Opcionalmente, el sistema de ozono descrito incluye un deposito de retencion del WAS delante de la bomba 34 que es capaz de retener una cantidad suficiente de lodo residual desde donde es extrafdo posteriormente por la bomba 34. La cantidad de lodo retenida en el deposito de retencion sera suficiente para permitir que se mantenga una relacion de gas a lfquido menor o igual a 1 en el sistema de reactor de ozono de tipo flujo piston.

La Figura 8 tambien muestra un sistema de tratamiento de aguas residuales que incorpora un procedimiento de ozonizacion del lodo junto con la digestion del lodo residual. Como se ve en la misma, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 incluye un conducto de admision 14 adaptado para recibir un afluente de aguas residuales; un deposito de lodo activado 20; un clarificador 22 adaptado para separar al menos algo de lfquido de un flujo de lodo;

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un conducto de salida 24 para transportar el Ifquido efluente a una descarga de una lmea de lodo activado residual (WAS) 26; y una lmea de retorno de lodo activado (RAS) 28 adaptada para transportar y devolver la corriente de lodo al deposito de lodo activado 20. Tambien se muestra en la Figura 8 un digestor 25 configurado para recibir el WAS. El aspecto de ozonizacion de lodo de la realizacion ilustrada comprende un reactor ozonizante de tipo flujo piston 30, una bomba 34 y un sistema de inyeccion de gas enriquecido en ozono 40 adaptado para inyectar el gas enriquecido en ozono generado a partir de un generador de ozono 44. El reactor de tipo flujo piston 30 esta configurado o dispuesto para recibir una corriente de lodo procedente del digestor 25 y reciclar el lodo ozonizado de nuevo al digestor 25 a traves del conducto de retorno 50. El sistema inyector de gas 40 preferido incluye uno o mas inyectores o dispositivos de tipo Venturi 42 para inyectar el gas enriquecido en ozono en el lodo. La energfa proporcionada por el bucle lateral (entrada de lodo 55, bomba 34, a traves del separador 90 y lmea de retorno 50) al digestor 25 puede compensar la energfa de mezclamiento normalmente requerida en el digestor 25 para proporcionar un funcionamiento eficaz del digestor.

La Figura 9 muestra otro sistema mas de tratamiento de aguas residuales que incorpora un procedimiento de ozonizacion de lodo en conjuncion con la digestion de lodo residual. De modo similar al sistema de la Figura 8, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 de la Figura 9 incluye un conducto de admision 14 adaptado para recibir un afluente de aguas residuales; un deposito de lodo activado 20; un clarificador 22 adaptado para separar al menos algo de lfquido de un flujo de lodo; un conducto de salida 24 para transportar el lfquido efluente a una descarga de una lmea de lodo activado residual (WAS) 26; y una lmea de lodo activado de retorno (RAS) 28 adaptada para transportar y devolver la corriente de lodo al deposito de lodo activado 20. El digestor 25 tambien esta dispuesto o configurado para recibir el WAS. El reactor ozonizante de tipo flujo piston 30 esta configurado para recibir una corriente de lodo residual que sale del digestor 25 y recicla el lodo ozonizado de vuelta al digestor 25 a traves del conducto de retorno 50. La corriente 52 puede ser una corriente residual final procedente del procedimiento de digestion, o puede ser una corriente intermedia entre etapas de digestion. Por ejemplo, la corriente 52 puede pasar desde una primera etapa de digestion a una segunda etapa de digestion. En el caso en el que se emplea mas de una etapa de digestion, la corriente de lodo ozonizado 50 puede ser devuelta a una o mas etapas del procedimiento de digestion. Opcionalmente, cuando hay varias etapas de digestion, la corriente de lodo a ozonizar se puede tomar de la etapa final y devolver a esa etapa o a cualquiera de las etapas anteriores. Ademas, el lodo ozonizado de una etapa, se puede dividir entre etapas cuando se devuelve al procedimiento de digestion. Adicionalmente, el lodo ozonizado se puede extraer de cualquiera, una combinacion de, o de todas las etapas en un sistema de digestion de multiples etapas.

Con referencia de nuevo a los sistemas ilustrados en la Figura 7, la Figura 8 y la Figura 9, se muestra una unidad de desgasificacion opcional 90. En aplicaciones en las que el digestor 25 es un digestor anaerobio, el lodo ozonizado se desgasifica preferiblemente para la eliminacion de gases oxidantes en una unidad de desgasificacion 90 y luego se devuelve como lodo lisado a traves de un conducto de retorno 50 al digestor 25. Los gases oxidantes 100 procedentes del procedimiento de desgasificacion se pueden reciclar opcionalmente al deposito aerobico 20 u otros procedimientos en el sistema de tratamiento de aguas residuales que se benefician de la inyeccion de oxfgeno, tal como el afluente primario para el control del olor o el efluente secundario para mantener los niveles de oxfgeno disuelto deseados para la descarga.

Por el contrario, en aplicaciones en las que el digestor 25 es un digestor aerobio, el lodo ozonizado se devuelve preferiblemente de manera directa a traves del conducto de retorno 50 al digestor 25 en el que los gases oxidantes en el lodo ozonizado ayudan en el procedimiento de digestion aerobia con el fin de minimizar el coste energetico o de oxfgeno asociados al funcionamiento del digestor aerobio.

Aunque no se muestra, las realizaciones descritas tambien incluyen preferiblemente una o mas valvulas de control automatizadas utilizadas para controlar los flujos por todo el sistema. El control del procedimiento de ozonizacion para digestores es tambien un aspecto clave de las realizaciones descritas en la presente invencion. Espedficamente, las realizaciones descritas anteriormente incluinan un sistema de control basado en un microprocesador y sistemas de monitorizacion asociados. El control de la ozonizacion se debe configurar para producir niveles eficientes y eficaces de dosificacion de ozono; optimizar la mezcla gas/lfquido; optimizar el rendimiento del digestor; y optimizar ventajosamente el rendimiento del biogas y la calidad del biogas. El control del sistema se efectua tfpicamente supervisando los parametros operativos clave del sistema de tratamiento de aguas residuales y ajustando la inyeccion de ozono; las velocidades de la bomba, el funcionamiento de la unidad de desgasificacion, las valvulas de control de flujo, el tiempo de retencion del lodo en respuesta a los mismos.

Ejemplo (no parte de la invencion reivindicada)

Los beneficios de emplear la ozonizacion de lodos para mejorar el procedimiento de digestion se demostraron en una planta de tratamiento de aguas residuales municipales. La planta trata hasta una poblacion equivalente (PE) de 30.000 personas de aguas residuales afluentes en dos trenes paralelos. Un tren trata un tercio del flujo (10.000 PE) mientras que el otro maneja dos tercios (20.000 PE) de la capacidad de afluente. La estabilizacion del lodo en la planta de tratamiento de aguas residuales municipales se realiza mediante un digestor aerobio con una capacidad de unos 900 m3. Se alimenta al digestor aproximadamente 100 m3 de lodo activado residual (WAS) con un contenido de TSS de aproximadamente 7.000 mg/L cada dfa. La planta de tratamiento de aguas residuales municipales tiene un compresor de 155 kW que proporciona los requerimientos de aireacion del deposito de lodo activado y secciones

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del digestor aerobio secundarios combinados de la planta. La aireacion proporcionada a la planta mediante un sistema difusor de burbujas finas Airflow al digestor aerobio se controla para mantener el nivel de oxfgeno disuelto en aproximadamente 1 ppm.

Se llevo a cabo un ensayo piloto de un sistema de ozonizacion de lodos para probar la viabilidad del ozono para la reduccion de lodos. Los ensayos piloto compararon el rendimiento del digestor utilizando el actual procedimiento de ozonizacion de lodos aplicado a la lmea de 20.000 PE con el rendimiento del digestor sin el procedimiento de ozonizacion de lodos. El lodo extrafdo del digestor aerobio en la lmea de 20.000 PE se hizo circular por un sistema de ozonizacion de lodos de flujo de tipo piston. El reactor de tipo piston instalado incluia una bomba que podfa manejar hasta 70 m3/h de flujo. Las dosificaciones de ozono aplicadas oscilaron desde aproximadamente 0,06 kg/h hasta aproximadamente 0,67 kg/h. El gas de ozono se introdujo en el reactor de tipo flujo piston usando un dispositivo de tipo Venturi.

Los resultados ilustrados en la Figura 10, muestran que cuando se utiliza la ozonizacion de lodos en un reactor de tipo flujo piston conjuntamente con el proceso de tratamiento de digestion en la planta de tratamiento de aguas residuales municipales, se logra una reduccion de solidos de hasta aproximadamente 77% en comparacion con el funcionamiento de la planta de referencia sin ozonizacion de lodos en el digestor. Para los propositos de este ejemplo, el rendimiento de la planta se caracteriza en toneladas de lodo producidas en la planta de tratamiento de aguas residuales municipales en cada uno de los meses mostrados. El rendimiento de la planta de referencia representa un promedio de las toneladas de lodo producidas durante ese mes indicado en los dos anos previos en la misma instalacion de tratamiento de aguas residuales sin ozonizacion de lodos y operacion tradicional de digestores. Espedficamente, la planta de aguas residuales municipales produjo un promedio de reduccion del 27% en toneladas de lodo producidas durante el mes de junio cuando se uso ozonizacion de lodos en el digestor en comparacion con lodos no ozonizados. Del mismo modo, la planta de aguas residuales municipales produjo un promedio de reduccion de 69% y 77% en toneladas de lodo producidas durante el mes de julio y agosto, respectivamente, cuando se uso la ozonizacion de lodos junto con el digestor en comparacion con la produccion de lodos sin ozonizacion.

Mas sorprendentemente, los valores espedficos de la utilizacion de ozono obtenidos durante los ensayos piloto representados en la Figura 10 eran de aproximadamente 0,01 a 0,03 kg de 03/kg de TSS eliminados o retirados. Como se observa en la Tabla 2, a continuacion, este valor espedfico de utilizacion de ozono del sistema de ozonizacion de lodos en reactor de flujo piston cuando se aplica o se acopla a un RAS o a un digestor es de aproximadamente un orden de magnitud menor que los sistemas de ozonizacion de lodos basados en CSTR de la tecnica anterior. Tambien se observaron mejoras significativas en las caractensticas de sedimentacion y deshidratacion de lodos cuando se aplico la ozonizacion de lodos residuales usando el sistema de reactor de tipo flujo piston como un pretratamiento a digestores.

Referencia: Uso de ozono Modo de reactor

: kg de 03/kg de SS reducidos

Yasui et al. (1966): 0,165 CSTR

Sakai et al. (1997): 0,133 -0,176 CSTR

Kobayashi et al. (2001): 0,250 CSTR

Sievers et al. (2004): 0,395 CSTR

PFR en RAS: 0,05 PFR

PFR en digestor: 0,01 -0,03 PFR

Estudio de minimizacion: -3- o~ 1 CM o' CSTR

de lodos (WERF 2004)*

Tabla 1

Ozonizacion de lodos para el control de espuma y la acumulacion de lodos

Los problemas de formacion de espuma y acumulacion de lodos en las operaciones de tratamiento de aguas residuales son generalmente causados por la presencia de una abundancia de bacterias filamentosas tales como Nocardia y Parvicella en las aguas residuales. El presente procedimiento de ozonizacion de lodos en un reactor de tipo flujo piston u otro reactor de alta selectividad se puede adaptar para reducir las poblaciones de bacterias filamentosas que, a su vez, dan lugar a una reduccion o eliminacion de espuma y una reduccion del lodo acumulado en el deposito aerobico, en los digestores, o en las secciones anoxicas/anaerobicas del sistema de tratamiento de aguas residuales.

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Con el fin de controlar la formacion de espuma y la acumulacion de lodos, la introduccion de ozono en una corriente desviada dentro del reactor de tipo flujo piston u otro reactor de alta selectividad es preferiblemente un procedimiento rigurosamente controlado. En particular, el ozono utilizado durante dicho procedimiento de ozonizacion para el control de la espuma y la acumulacion de lodos se mantiene preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,04 a aproximadamente 5,0 g de ozono por dfa por kg de lodo en el deposito aerobico, y mas preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 1,5 g de ozono por dfa por kg de lodo en el deposito aerobico. Mediante el uso de tales dosificaciones optimizadas y pequenas de ozono, la reaccion de ozono dentro del reactor de tipo flujo piston u otro reactor de alta selectividad se concentra en los organismos filamentosos con un impacto mmimo sobre otras poblaciones microbianas. Las dosificaciones excesivas de ozono afectaran a los organismos no filamentosos ademas de los organismos filamentosos. Tambien se pueden emplear dosificaciones mas altas de ozono, dependiendo del grado de lisis celular general deseado ademas del control del filamento.

Dosificacidn del ozono

En la utilizacion de las realizaciones descritas en la presente memoria descriptiva del procedimiento de ozonizacion de lodos descrito, es deseable controlar parametros seleccionados, ya sea mediante el diseno del sistema o en el funcionamiento del sistema. Preferiblemente, la velocidad de suministro del ozono para la disolucion se correlaciona con la velocidad de reaccion de los biosolidos disolviendose el ozono a lo largo de la longitud del reactor de flujo piston. Esta correlacion del suministro de ozono con la velocidad de reaccion de los biosolidos dentro del reactor de flujo piston evita el sobreabastecimiento o suministro insuficiente de ozono y por lo tanto produce el uso eficiente del ozono para la lisis celular evitando al mismo tiempo el uso de gas ozono para las reacciones secundarias. Preferiblemente, variando el volumen del lodo que se desvfa y procesa a traves del reactor de tipo flujo piston, controlando rigurosamente la distribucion del tiempo de residencia del lodo dentro del reactor de tipo flujo piston, o variando la dosificacion de ozono, es posible controlar con precision la ozonizacion del lodo.

Alternativamente, los reactores de alta selectividad o de tipo flujo piston se pueden disenar y operar de una manera en la que se requieren varias pasadas a traves del reactor para conseguir los resultados de ozonizacion deseados. El funcionamiento del sistema con varias pasadas del lodo a traves del reactor tambien puede permitir el funcionamiento bajo un lfmite superior deseado de relacion de gas a lfquido, para mantener las caractensticas de flujo multifasico deseadas en el reactor para una transferencia y reaccion de masa eficientes.

Cuando el objetivo de la ozonizacion de lodos es optimizar la reduccion del lodo y el lodo ozonizado es devuelto al deposito de aireacion, la dosificacion de ozono en el reactor de flujo piston esta preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,04 g a aproximadamente 40,0 g de ozono por dfa por kg de lodo, y mas preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 1,0 g a aproximadamente 20,0 g de ozono por dfa por kg de lodo para asegurar la ozonizacion tanto de los organismos filamentosos como de los organismos no filamentosos, y aun mas preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 2,0 g a aproximadamente 6,0 g de ozono por dfa y por kg de lodo. La distribucion del tiempo de residencia preferida en el reactor de tipo flujo piston para tal aplicacion oscila entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 60 segundos.

Cuando el objetivo de la ozonizacion de lodos es mejorar el equilibrio de nutrientes en el proceso de tratamiento de aguas residuales, tal como proporcionar una fuente adicional de carbono facilmente degradable para el procedimiento de desnitrificacion en una seccion anoxica, aerobica o anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales - cuya aplicacion constituye el metodo de la presente invencion - la dosificacion de ozono esta preferiblemente dentro del intervalo que se necesita para mantener la relacion de COD a nitrogeno y/o de COD a niveles de fosforo dentro de los intervalos apropiados (por ejemplo, relacion de COD a nitrogeno de al menos 4:1). La dosificacion de ozono en el reactor de flujo piston esta en particular en el intervalo de aproximadamente 0,1 g a aproximadamente 40,0 g de ozono por dfa por kg de lodo y mas preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,3 g a aproximadamente 20,0 g de ozono por dfa por kg de lodo para asegurar la proporcion de COD a nitrogeno apropiada y/o de COD a niveles de fosforo. La distribucion del tiempo de residencia en el reactor de tipo flujo piston en esta aplicacion oscila entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 60 segundos. Sin embargo, debe entenderse que se deben emplear tiempos de residencia mas bajos en aplicaciones o configuraciones en las que se debe evitar aumentar la solubilidad en oxfgeno de la corriente tratada, por ejemplo, cuando se alimenta la corriente tratada con ozono a un deposito anoxico o anaerobico.

Cuando la finalidad de la ozonizacion del lodo es mejorar el procedimiento de digestion en un digestor anaerobio o aerobio, la dosificacion de ozono del lodo tratado esta preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,04 g a 30 g de ozono por kg de solidos totales en suspension en la corriente tratada y mas preferiblemente dentro del intervalo de aproximadamente 0,01 g a 10 g de ozono por kg de solidos totales en suspension en la corriente tratada. La distribucion del tiempo de residencia preferida en el reactor de tipo flujo piston en esta aplicacion oscila entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 60 segundos.

Los metodos y sistemas anteriormente identificados para el tratamiento de lodos utilizando ozono se pueden utilizar solos o en combinacion con otras tecnicas de reduccion de lodos u otras tecnicas de procesamiento. Ademas de la reduccion de lodos, otras ventajas y objetivos de las actuales tecnicas de ozonizacion de lodos incluyen el acondicionamiento de lodos, el manejo de los niveles de nutrientes (C/N/P), la alteracion de la floculacion del lodo

para una mejor operacion de sedimentacion o digestor, la lisis celular para una mejor digestion, as^ como la conversion de material no biodegradable en un material biodegradable.

Ademas, cada una de las etapas espedficas implicadas en el procedimiento preferido, descrito en la presente memoria, y cada uno de los componentes en los sistemas preferidos, se modifican o adaptan facilmente para 5 satisfacer los requisitos peculiares de diseno y funcionamiento de un sistema de tratamiento particular. Por ejemplo, el lodo a ozonizar en los presentes metodos y sistemas puede ser lodo activado de retorno, lodo activado de desecho, extraccion de solidos residuales o cualquier combinacion de solidos primarios y secundarios.

Aunque la invencion descrita en la presente memoria ha sido descrita por medio de realizaciones espedficas y procedimientos asociados con la misma, las personas expertas en la tecnica pueden realizar numerosas 10 modificaciones y variaciones sin apartarse del alcance de la invencion como se expone en las reivindicaciones o sacrificar todas sus ventajas materiales.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un metodo de tratamiento de aguas residuales que comprende las etapas de:

recibir un afluente de aguas residuales en un sistema de tratamiento de aguas residuales (10), teniendo el sistema de aguas residuales al menos una seccion anoxica o anaerobica (16) y al menos una seccion aerobica (20);

procesar las aguas residuales en al menos una seccion anoxica o anaerobica (16) y posteriormente en la al menos una seccion aerobica (20) para producir lodo que contiene biosolidos;

separar al menos un poco de lfquido del lodo que contiene biosolidos aguas abajo de la seccion aerobica (20);

desviar una parte del lodo que contiene biosolidos despues de separar al menos un poco de lfquido del lodo a un reactor de tipo flujo piston (36);

introducir ozono en el lodo que contiene biosolidos en el reactor de tipo flujo piston para producir la lisis de los biosolidos en el lodo dentro del reactor de tipo flujo piston (36), donde dicho ozono se introduce en un intervalo de 0,1 a 40,0 gramos de ozono por dfa por kg de lodo, y en el que el tiempo de contacto entre los biosolidos y el ozono dentro del reactor de tipo flujo piston esta comprendido entre 10 y 60 segundos; y

proporcionar el lodo ozonizado a la al menos una seccion anoxica o anaerobica del sistema de tratamiento de aguas residuales.
2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas la etapa de cizallamiento del lodo ozonizado.
3. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la al menos una seccion anoxica o anaerobica (16) del sistema de tratamiento de aguas residuales (10) comprende un deposito anoxico, un deposito anaerobico, un digestor anaerobico, o una etapa de separacion solido/lfquido.
4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas proporcionar una parte del lodo ozonizado a una etapa de fermentacion del sistema de tratamiento de aguas residuales (10), en el que se generan acidos organicos volatiles en la etapa de fermentacion.
5. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas las etapas de:

desgasificar el lodo ozonizado para reducir el contenido de oxfgeno en el lodo ozonizado hasta un nivel previsto; y

reciclar los gases retirados del lodo ozonizado a una seccion aerobica (20) u otras secciones dentro del sistema de tratamiento de aguas residuales (10).
6. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la cantidad de ozono introducida en el lodo en el reactor de tipo flujo piston (36) se determina en base a: (i) los niveles de nitrato o niveles totales de nitrogeno detectados en una seccion del sistema de tratamiento de aguas residuales (10); o (ii) los niveles de fosforo en un efluente o en el lodo activado residual.
7. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas la etapa de tratar el lodo ozonizado en un digestor (25) o en un fermentador antes de la etapa de suministrar el lodo ozonizado a la parte anoxica (16) del sistema de tratamiento de aguas residuales (10).
8. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas las etapas de:

retirar un sobrenadante usando separacion solido/lfquido de la corriente de lodo ozonizado en la que dicho lodo ozonizado es particularmente rico en demanda qmmica de oxfgeno soluble;

opcionalmente recuperar el fosforo del sobrenadante; y

proporcionar el sobrenadante a la seccion anoxica o anaerobica de dicho sistema de tratamiento de aguas residuales.
9. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que la etapa de introduccion de ozono comprende ademas reciclar ozono desde al menos una seccion del sistema de tratamiento de aguas residuales e introducir el ozono reciclado en el lodo en el reactor de tipo flujo piston.