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Lodos de depuradora

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Utilización de lodos de depuradora

El crecimiento de la población urbana y el desarrollo industrial van acompañados de un aumento del volumen de aguas residuales y de sus lodos. En los países industrializados, se genera una media de 19-25 kg de lodos de depuradora al año por habitante. En la Federación Rusa, la producción media anual de sólidos secos se estima en 2,5 millones de toneladas.

En las ciudades y los grandes asentamientos, el volumen de lodos de depuración se estima en un 0,5-1,0 % del efluente tratado. Los lodos frescos procedentes de la sedimentación primaria tienen un contenido de agua del 92-95%. Los lodos se higienizan y deshidratan. Dependiendo de la tecnología, los lodos se compostan, se digieren o se secan térmicamente.

Para la digestión de los lodos, la higienización se realiza en digestores a una temperatura de 56-58 °C en los que se alimentan sedimentos primarios y lodos activados en una proporción 1:1. El lodo digerido se seca en los lechos de lodo hasta alcanzar un contenido de humedad del 60-80 %.

En los países industrializados, hasta el 32% de los lodos de depuradora se utilizan como abono orgánico.

Tabla. Producción y utilización de lodos de depuradora (Ladonin V.F., Merzlaya G.E., Afanasiev R.A. et al., 2002)

País
Población, en millones de personas
Producción de materia seca por año, en miles de toneladas
Eliminación, %
agricultura
vertido
incineración
vertido al mar
uso específico
Suecia
8,3
210
60
30
-
-
10
Finlandia
4,8
130
40
45
-
-
15
Dinamarca
5,1
130
45
45
10
-
15
Alemania
59,7
1950
38
50
8
2
2
Francia
54,2
510
23
46
31
-
-
Bélgica
9,8
22
10
80
10
-
-
Luxemburgo
0,4
11
90
10
-
-
-
Holanda
1,4
201
53
32
3
13
2
Irlanda
3,5
197
4
51
-
45
-
UK
56,1
1240
45
29
3
23
-
Suiza
6,5
120
70
30
-
-
-
Italia
57,2
800
20
60
-
-
20
EE.UU.
232,6
3200
25
*
*
*
*

*Datos no disponibles.

En la Federación Rusa, sólo el 5-7% de los lodos de depuradora se utilizan para la fertilización, debido a la insuficiente aplicación de tecnologías para prepararlos para su uso agrícola.

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

La deshidratación química de los lodos consiste en un tratamiento con fungicidas. La humedad del producto es de aproximadamente el 60 %, lo que dificulta su dispersión en la zona abonada. La desinfección térmica produce lodos secos con un contenido de humedad inferior al 60%. La higienización se realiza a 56-58 °C.

Dependiendo de la tecnología de tratamiento, los lodos pueden ser líquidos con un contenido de humedad del 92-97 %; secos o deshidratados con un contenido de humedad del 60-80 %; o secos con un contenido de humedad del 10-40 %.

El momento óptimo para la aplicación de fertilizantes a base de lodos de depuradora es el otoño para el laboreo principal, y el verano para el laboreo de los campos de barbecho y de rotación de cultivos tempranos. Durante los periodos de otoño y primavera, los compuestos solubles, especialmente el cloro, contenidos en los lodos de depuradora son arrastrados fuera de la capa de raíces. Los fertilizantes se aplican en proporciones de 10-15 t/ha en materia seca en los suelos sod-podzólicos de cultivo bajo y medio, y de 5-10 t/ha en los suelos sod-podzólicos arenosos y chernozem de cultivo. La aplicación de la precipitación se combina con la aplicación de fertilizantes minerales.

Composición química de los lodos de depuradora

La composición química de los lodos varía mucho en función de la tecnología de producción y de la composición de las aguas residuales a tratar.

En el secado térmico, los lodos se deshidratan en centrífugas o agitadores hasta un contenido de humedad del 80% y se secan a 600-800 °C hasta un contenido de humedad del 40%.

La composición química de los lodos de depuradora incluye nitrógeno, fósforo y calcio. La cantidad de materia orgánica en los lodos crudos es de hasta un 75% de DS y se compone principalmente de proteínas, carbohidratos, grasas, lignina y bacterias. Contiene oligoelementos: manganeso 500-2000 mg/kg DS, cobre 1000-5000 mg/kg DS y zinc 1200-6000 mg/kg DS. La composición de las cenizas es específica y viene determinada por la composición del agua industrial.

Tabla. Composición de los lodos de depuradora, % de sólidos secos

Sedimento
Nitrógeno
P2O5
K2O
CaO
MgO
total
móvil
De los tanques de sedimentación primarios
1,6-4,0
-
0,6-5,2
0,2-0,6
11,8-35,9
2,1-4,3
Fermentado
3,07 (1,7-6,0)
0,27
2,33 (0,9-6,6)
0,210 (0,2-0,5)
3,48 (12,5-15,6)
- (1,5-3,6)
Fermentado con lodos activados
3,93 (2,4-6,5)
0,70
3,70 (2,3-8,0)
0,180 (0,3-0,4)
3,29 (8,9-16,7)
0,95 (1,4-11,4)
Secado térmico
1,96 (1,0-3,0)
-
3,92 (2,0-6,0)
0,007 (0,5-1,0)
5,21 (13,0-40,0)
5,81 (4,0-10,0)

Los sedimentos contienen metales pesados, productos petrolíferos, detergentes y otros compuestos peligrosos. Por lo tanto, su uso requiere un control continuo de la composición. Es más seguro utilizar los lodos de depuradora en suelos pesados y humosos. En suelos ligeros y con poco humus se combina su uso con la mejora química.

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

Tabla. Contenido de metales pesados en los lodos de depuradora, mg/kg de materia seca (Ladonin V.F., Merzlaya G.E., Afanasiev R.A. et al., 2002)

Elemento
Moscú
San Petersburgo
Shchekino
Sochi
Los PSM en los países de Europa Occidental
Directivas de la CEE
Normas de Rusia por grupo
I
II
Ag
4-86
-
-
-
10-100
-
10
20
Hg
0,2-11
-
-
-
6-10
16
7,5
15
Pb
20-325
100
27
300-900
750
250
500
Cb
8-175
60
0,9
6
8-15
20
15
30
Ni
32-880
220
10
< 100
26-500
300
200
400
Cr
265-4700
910
2
40-1000
750
500
1000
Mn
50-1860
305
810
500
-
-
-
Zn
560-7900
1450
51
1662
2000-10000
2500
1750
3500
Cu
69-1740
1250
3
381
300-3000
1000
750
1500

Los lodos destinados a ser utilizados como abono deben contener al menos un 40% de materia orgánica, un 1,6% de nitrógeno, un 0,6% de fósforo (P2O5), un 0,2% de potasio (K2O) y la humedad no debe superar el 82%.

Las dosis de lodos de depuradora procedentes de las fosas de lodos oscilan entre 20 y 50 t/ha, en función de la composición química y el contenido y las sustancias peligrosas, así como de las necesidades de los cultivos y de la labranza del suelo.

Los lodos deben utilizarse para abonar parques, viveros, céspedes y cultivos de rafia, y para otros cultivos con el permiso de las autoridades sanitarias. Los lodos de depuradora no se utilizan para los cultivos de hortalizas.

Compostaje de lodos de depuradora

En el compostaje, los lodos de depuradora frescos se secan hasta alcanzar un contenido de humedad del 50-55 % y se mezclan con turba en una proporción de 3:1. Después, los lodos se apilan y la temperatura alcanza los 60 °C. Esto provoca la muerte de los microorganismos no esporulados, los huevos y larvas de helmintos y las moscas.

La utilización de residuos sólidos municipales y serrín como materiales de cama requiere una proporción de relleno y lodo de 0,5:1 a 1-1,5:1 respectivamente en verano y de 1:1 a 2-3:1 en invierno. Todos los tipos de turba son adecuados para el compostaje con lodos. El abono de turba puede añadirse en cualquier momento del año. La proporción de lodos respecto a la turba depende de su calidad y del tiempo de compostaje. En invierno, la proporción de turba puede aumentarse a 2-1,5:1 para asegurar un buen calentamiento del compost. En primavera y verano, utilice una proporción de 1,5-1:1. La calidad del compost aumenta cuando se añade cal en una proporción de 15-20 kg/t de compost. El tiempo de compostaje es de 1,5-2 meses en verano y 3-4 meses en invierno. El final del proceso de compostaje se determina por la ausencia de huevos de helmintos en las muestras de compost tomadas a una profundidad de 0,5 m. Si el compost se prepara correctamente, el compost contiene al menos un 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 por materia seca y sin adición de abono mineral con un pH de 6,7-7,0.

Un requisito previo para la utilización de lodos de depuradora y compost como abono es el cumplimiento de los requisitos medioambientales. Se aplican en terrenos planos, no sujetos a la erosión del agua, con el nivel de las aguas subterráneas a una altura no superior a 40 cm de la superficie del suelo. Cuando se aplique a las zonas recuperadas, deben dejarse franjas de protección con una anchura mínima de 30 m a lo largo de los canales principales.

Literatura

Agroquímica. Libro de texto / V.G. Mineev, V.G. Sychev, G.P. Gamzikov et al. — Moscú: Instituto Panruso de Investigación Agroquímica que lleva el nombre de D.N. Pryanishnikov, 2017. — 854 с.

Yagodin B.A., Zhukov U.P., Kobzarenko V.I. Agrochemistry / Editado por B.A. Yagodin. — Moscú: Kolos, 2002. — 584 p.: ill.