Efectos de la duración de la congelación en el acondicionamiento de los lodos de los vertederos a través de la...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Ambiental Ingeniería Ambiental.
• Ingeniería Geotécnica Ingeniería Geotécnica.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Los lodos depositados en vertederos requieren una deshidratación efectiva y una reducción de volumen a nivel mundial.
• La congelación con precarga al vacío es un tratamiento de lodos in situ establecido.
• Existe una investigación limitada sobre el impacto de la duración de la congelación en las propiedades de los lodos.

Objetivo del estudio:

• Investigar la influencia de la duración de la congelación y las sustancias poliméricas extracelulares (EPS) en la deshidratabilidad de los lodos, las propiedades mecánicas y los cambios microestructurales.
• Para determinar las duraciones óptimas de congelación para el tratamiento mejorado de los lodos.
• Proporcionar orientación para la gestión eficiente de los lodos depositados en vertederos.

Principales métodos:

• Las muestras de lodo fueron sometidas a diferentes períodos de congelación.
• Las mediciones incluyeron la resistencia específica a la filtración (SRF), el tiempo de succión capilar (CST), la relación de vacío, el índice de compresión, el coeficiente de consolidación y la conductividad hidráulica.
• Se analizaron las fracciones de sustancias poliméricas extracelulares (EPS) (LB-EPS, S-EPS).
• El análisis microestructural se centró en el tamaño de las partículas y la distribución de los poros.
• Se cuantificó la reducción de volumen y el contenido de agua.

Principales resultados:

• El aumento de la duración de la congelación redujo significativamente el SRF y el CST, mejorando la deshidratabilidad.
• La congelación prolongada interrumpió el EPS, en particular las fracciones de unión floja (LB-EPS) y solubles (S-EPS).
• La congelación mejora las propiedades de consolidación, aumentando el coeficiente de consolidación y la conductividad hidráulica en 1-2 órdenes de magnitud.
• Una duración de congelación de 96 horas logró una reducción de volumen del 54,9% y un contenido de agua reducido del 86% al 57,3%.
• La congelación prolongada condujo a tamaños de partículas más grandes y a una mayor abundancia de mesoporos/macroporos, creando una estructura de lodo más densa.
• El contenido de EPS está fuertemente correlacionado con la compresibilidad, la consolidación, el deshidratación y los cambios microestructurales.

Conclusiones:

• La prolongación de la duración de la congelación es un factor clave para mejorar la deshidratación y consolidación de los lodos.
• La interrupción de EPS es un mecanismo crítico que subyace a la mejora del rendimiento de la ingeniería de lodos.
• Este estudio ofrece ideas vitales para optimizar el tratamiento in situ de los lodos depositados en vertederos a través de una duración de congelación controlada.