Lodos de aguas residuales

Uso de los lodos de aguas residuales

El crecimiento de la población urbana y el desarrollo industrial van acompañados de un aumento en los volúmenes de aguas residuales y sus lodos. En los países industrialmente desarrollados, en promedio se generan 19-25 kg de lodo seco de aguas residuales por habitante al año. En la Federación de Rusia, el volumen medio anual estimado de producción de lodo seco se evalúa en 2,5 millones de t.

En las instalaciones de tratamiento de ciudades y grandes asentamientos, la cantidad de lodo constituye el 0,5-1,0% del volumen de aguas residuales tratadas. El lodo fresco obtenido después del tratamiento en decantadores primarios tiene una humedad del 92-95%. El lodo se somete a desinfección y deshidratación. Según la tecnología, los lodos de aguas residuales se someten a compostaje, digestión o secado térmico.

Durante la digestión de los lodos, la desinfección se realiza en digestores anaerobios a una temperatura de 56-58 °C, a los que se alimentan lodo de decantadores primarios y lodo activado en una proporción de 1:1. Los lodos digeridos se secan en lechos de secado de lodos hasta una humedad del 60-80%.

En los países industrialmente desarrollados, hasta el 32% de los lodos de aguas residuales se utiliza como fertilizante orgánico.

En la Federación de Rusia, solo el 5-7% de los lodos de aguas residuales se utiliza como fertilizante, lo que se debe a la insuficiente introducción de tecnologías para su preparación para uso en la agricultura.

La principal etapa tecnológica de preparación de los lodos para su uso es la desinfección. Actualmente, en las instalaciones de tratamiento se utilizan métodos de desinfección química, térmica y biológica de los lodos de aguas residuales.

La desinfección química de los lodos consiste en el tratamiento con fungicidas. La humedad del producto en este caso es de alrededor del 60%, lo que dificulta su distribución por la parcela fertilizada. Durante la desinfección térmica se forma un lodo secado con una humedad inferior al 60%. La desinfección se realiza a una temperatura de 56-58 °C.

Según la tecnología de tratamiento, los lodos para su uso como fertilizante pueden ser líquidos con una humedad del 92-97%; parcialmente secados o deshidratados con una humedad del 60-80%; secados con una humedad del 10-40%.

El momento óptimo para la aplicación de fertilizantes a base de lodos de aguas residuales es el otoño, para la labranza principal, así como el verano, durante el tratamiento de campos en barbecho y de liberación temprana de la rotación de cultivos. Durante los períodos de otoño y primavera se produce el lavado, desde la capa radicular, de los compuestos solubles que forman parte de los lodos, principalmente cloro. En suelos césped-podzólicos poco y medianamente cultivados, los fertilizantes se aplican en dosis de 10-15 t/ha en materia seca; en suelos césped-podzólicos cultivados, arenosos y chernozems, 5-10 t/ha. La aplicación de lodos se combina con la aplicación de fertilizantes minerales.

Composición química de los lodos de aguas residuales

La composición química de los lodos varía considerablemente y depende de la tecnología de producción y de la composición de las aguas residuales tratadas.

Durante el secado térmico, los lodos deshidratados en centrífugas o filtros vibratorios hasta una humedad del 80% se secan a una temperatura de 600-800 °C hasta una humedad del 40%.

La composición química de los lodos de aguas residuales incluye nitrógeno, fósforo y calcio; son pobres en potasio. La cantidad de materia orgánica en el lodo crudo es de hasta el 75% en base a materia seca, y consiste principalmente en proteínas, carbohidratos, grasas, lignina y bacterias. La composición incluye microelementos: manganeso 500-2000 mg/kg de materia seca, cobre — 1000-5000 mg/kg de materia seca y zinc — 1200-6000 mg/kg de materia seca. La composición de cenizas es específica y está determinada por la composición de las aguas industriales.

Los lodos contienen metales pesados, productos derivados del petróleo, detergentes y otros compuestos peligrosos. Por lo tanto, su uso requiere un control constante de la composición. Es más seguro aplicar lodos de aguas residuales en suelos pesados y ricos en humus. En suelos ligeros y con bajo contenido de humus, su aplicación se combina con enmiendas químicas.

En cuanto al contenido de metales pesados, la mayor parte de los lodos cumple con los requisitos agroecológicos internacionales.

El lodo destinado a su uso como fertilizante debe contener al menos 40% de materia orgánica, 1,6% de nitrógeno, 0,6% de fósforo (P₂O₅), 0,2% de potasio (K₂O), humedad — no más del 82%.

Las dosis de lodos de aguas residuales procedentes de lechos de secado de lodos son de 20 a 50 t/ha, dependiendo de la composición química y del contenido de sustancias peligrosas, así como de las necesidades de los cultivos y del grado de cultivo de los suelos.

Es aconsejable utilizar los lodos para fertilizar parques, viveros forestales, céspedes y cultivos fibrosos; para otros cultivos, con permiso de los órganos de control sanitario-higiénico. Los lodos de aguas residuales no se utilizan para cultivos hortícolas.

Compostaje de lodos de aguas residuales

Durante el compostaje, los lodos frescos se secan hasta una humedad del 50-55% y se mezclan con turba en una proporción de 3:1. Luego se amontonan en pilas, donde la temperatura alcanza los 60 °C, lo que provoca la muerte de microorganismos no esporulados, huevos y larvas de helmintos y moscas.

Cuando se utilizan residuos sólidos urbanos y aserrín como rellenos, la proporción relleno-lodo se toma respectivamente de 0,5:1 a 1-1,5:1 en verano y de 1:1 a 2-3:1 en invierno. Para el compostaje con lodo son adecuados todos los tipos de turba. El compost con turba se prepara en cualquier época del año. La proporción de lodo y turba depende de la calidad de esta última y del momento de colocación del compost. En invierno, para un buen calentamiento del compost, el contenido relativo de turba se aumenta hasta 2-1,5:1. En la preparación de primavera-verano, la proporción es de 1,5-1:1. La calidad del compost mejora al añadir cal a razón de 15-20 kg/t de compost. El período de maduración es de 1,5-2 meses en verano y de 3-4 meses en invierno. El final del compostaje se determina por la ausencia de huevos de helmintos en muestras de compost tomadas a una profundidad de 0,5 m. Cuando se preparan correctamente, los compost sin aditivos de fertilizantes minerales, a un pH de 6,7-7,0, contienen sobre materia seca al menos 50% de materia orgánica, 1,8-2,0% de nitrógeno total, 1,0-1,2% de fósforo total y 0,2-0,5% de potasio.

Una condición para el uso de lodos de aguas residuales y compost como fertilizante es el cumplimiento de los requisitos de protección del medio ambiente. Se aplican en parcelas llanas, no sujetas a erosión hídrica, con un nivel de aguas subterráneas no superior a 40 cm desde la superficie del suelo. Cuando se aplican en áreas recuperadas, a lo largo de los canales principales se dejan franjas protectoras de al menos 30 m de ancho.

Lista de fuentes

1. Mineev V. G., Sychev V. G., Gamzikov G. P., et al. (2017). Agroquímica. Libro de texto. Ed. por Mineev V. G. Moscú: Editorial VNIIA im. D. N. Pryanishnikova.

2. Yagodin B. A., Zhukov Yu. P., Kobzarenko V. I. (2002). Agroquímica. Ed. por B. A. Yagodin. Moscú: Kolos.