XXIX CONGRESO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL (AIDIS)

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1 XXIX CONGRESO INTERAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL (AIDIS) EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL LODO PROVENIENTE DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EL TREBAL Y SU USO AGRÍCOLA Paola Arata (*). AGUAS ANDINAS S.A.. Actualmente se desempeña como encargada del proyecto de gestión y valorización de lodos en AGUAS ANDINAS S.A.. Juan Antonio Garcés. AGUAS ANDINAS S.A. Natalia Sepúlveda. AGUAS ANDINAS S.A. (*): Avda. Presidente Balmaceda Santiago. Chile. Fono: FAX: parata@aguasandinas.cl RESUMEN La Planta de Tratamiento de Aguas Servidas El Trebal (Santiago de Chile) genera a partir de Noviembre de 2001, 50 toneladas al día de lodo estabilizado anaeróbicamente (base seca). Este lodo luego de ser centrifugado es llevado a las canchas de secado y al obtener un 65% de sólidos totales es trasladado hacia el monorelleno de lodos, ubicado en el recinto de la Planta El Trebal. Al lodo generado se le realiza un seguimiento sistemático en las canchas de secado y monorelleno, con el fin de conocer y controlar su comportamiento físico, químico y bacteriológico en el tiempo, antecedentes indispensables para realizar una gestión adecuada en la valorización agrícola de lodos y planes de esparcimiento a llevar a cabo. De este seguimiento se ha podido caracterizar el lodo de El Trebal, en términos de su valor agronómico (ph, materia orgánica, nitrógeno, anhídrido fosfórico, potasio, magnesio y calcio), presencia de micro-nutrientes (cobre, zinc, manganeso y fierro) y metales (arsénico, cadmio, cromo, mercurio, plomo). También se ha realizado el seguimiento de la carga bacteriológica presente en los lodos en términos de coliformes fecales y ovas helmínticas. Los lodos provenientes de El Trebal cumplen ampliamente, en términos químicos y bacteriológicos, con las exigencias que impone el Proyecto de Reglamento de Lodos de CONAMA para su uso agrícola; alternativa considerada como la más sustentable en el mediano y largo plazo. Los estudios de valorización agrícola se están llevando a cabo junto a INIA y SAG, respectivamente desde Mayo de 2001, confirmando la sustentabilidad de la valorización agrícola de lodos. Palabras Claves: Calidad Lodos y Reuso agrícola sustentable

2 INTRODUCCIÓN Con la puesta en marcha de la Planta El Trebal (Santiago de Chile) se está generando 80 ton al día de lodos (con un 65% de sequedad) a la salida de las canchas de secado, valor que se incrementará a 240 ton al día con la Planta La Farfana el año 2004, llegándose a generar 360 ton al día el año 2009 al entrar en funcionamiento la Planta Los Nogales. La generación de lodos provenientes de las 13 plantas de localidades (correspondientes al saneamiento de 23 Localidades del área tributaria de AGUAS ANDINAS) generarán 44 ton al día de lodos (con un 25% de sequedad a la salida de las centrifugas) al año 2006, lo que equivale al 7% del lodo generado por las tres grandes plantas de tratamiento para el Gran Santiago (El Trebal, La Farfana y Los Nogales). La cantidad generada de lodos debe ser manejada responsablemente en las respectivas plantas de tratamiento, para ello es vital conocer su comportamiento físico, químico y bacteriológico en el tiempo, con el fin de realizar una gestión adecuada en la valorización agrícola de lodos y planes de esparcimiento a llevar a cabo. El destino de los lodos en la Comunidad Europea corresponde a un 60% a reuso agrícola, 20% en relleno sanitario y 20% a incineración. En la Región Metropolitana se están llevando a cabo desde el año 2001 estudios de valorización agrícola de lodos junto a INIA y SAG respectivamente, encontrando luego de tres temporadas agrícolas tendencias que hacen sustentable la valorización agrícola de lodos. PRODUCCIÓN Y MANEJO DE LODOS EN LA PLANTA EL TREBAL. Durante el periodo , la Planta El Trebal generó 80 ton al día con un 65% de sequedad. La cantidad de lodos enviados al monorelleno desde las canchas de secado correspondió a ton en el año Entre los meses de Junio a Agosto de 2002 y 2003 no se envió lodos desde las canchas al monorelleno, dado que no se alcanzaba con el porcentaje de sólidos mínimo requerido. Respecto al manejo del lodo estabilizado en la Planta El Trebal (el cual se estabiliza en digestores anaeróbicos), éstos llegan a las canchas de secado de El Trebal en contenedores de 12 ton provenientes de las centrífugas (con un 25% de sólidos totales), procediendo a verter el lodo en las canchas. El lodo en las canchas de secado se voltea periódicamente con tractores equipados con palas montadas horizontalmente en el frente de éstos, con el fin de deshidratarlo. Estas palas se utilizan para voltear el lodo, exponiendo así el lodo húmedo subyacente a la radiación solar, con el fin de acelerar el proceso de secado. El lodo se dispone en hileras de modo de proporcionar una mayor área de superficie para evaporación. En periodos de invierno esta operación se realiza con menos frecuencia que en periodos de verano, dependiendo de las condiciones climáticas existentes. Una vez que se haya obtenido el porcentaje requerido de humedad, éstos son llevados al monorelleno (65% sólidos y 35% de humedad), para almacenamiento en éste. COMPOSICIÓN FISICO QUÍMICA Y BACTERIOLÓGICA DE LOS LODOS PRODUCIDOS EN EL TREBAL. Con el fin de conocer a cabalidad las características del lodo proveniente de la Planta El Trebal, se efectúa un seguimiento mensual de éstos, con el fin de tener un conocimiento global y promedio del comportamiento del sistema. A continuación se presenta la composición físico, química y bacteriológica de los lodos provenientes de la Planta El Trebal, junto con los parámetros agronómicos de interés analizados en el transcurso del periodo , los cuales avalan su potencial de uso como fertilizante y mejorador de suelos con uso agrícola. 2

3 Valor agronómico del lodo. A continuación se presentan resultados agronómicos de los lodos del Trebal (Tabla 1), de donde se puede deducir el valor agronómico de 1 tonelada de lodo con un 65% de sequedad. Al respecto, éste posee 16 kilos de nitrógeno total (N), 32 kilos de anhídrido fosfórico (P 2 O 5 ), 4 kilos de potasio (K 2 O) y 267 kilos de materia orgánica por ton de lodo con 65% de sequedad, respectivamente. TABLA 1: VALOR AGRONOMICO DEL LODO Sólidos Materia Nitrógeno Anhídrido Fecha (1) ph Totales Orgánica Total Fosfórico Potasio Magnesio Calcio ph ST MO NKT P 2O 5 K 2O MgO CaO % M.S % M.S % M.S % M.S % M.S % M.S % M.S 07-Dic-01 7,9 89,5 43,6 2,8 2,8 NA NA NA 30-Abr-02 6,6 NA NA 2,7 3,6 NA NA NA 19-Jun-02 8,2 60,0 43,7 2,3 4,8 0,4 1,1 3,2 25-Jul-02 7,0 61,0 35,0 1,7 4,2 0,6 1,5 4,5 23-Oct-02 6,3 74,9 NA 1,5 4,2 0,5 1,7 4,5 20-Nov-02 6,9 90,6 35,9 2,1 4,8 0,5 1,7 3,8 26-Dic-02 8,3 68,1 42,2 1,6 4,6 0,4 1,5 NA 21-Feb-03 7,8 79,2 48,1 3,1 5,2 0,3 1,4 5,3 15-Oct- 03 6,7 71,9 NA 3,0 6,5 0,2 0,9 6,9 29-Dic- 03 7,8 80,2 45,6 3,1 6,9 0,3 0,8 6,3 26-Feb- 04 7,9 80,4 47,7 3,7 6,4 0,4 1,1 6,5 valor mínimo 6, ,0 1,5 2,8 0,2 0,8 3,2 valor máximo 8,3 90,6 48,1 3,7 6,9 0,6 1,7 6,9 Término Medio 7, ,5 4,8 0,5 1,3 5,0 NA: No Analizado. (1). Lodo proveniente de distintos sectores del monorelleno Micro nutrientes esenciales. A continuación (Tabla 2) se exponen las concentraciones de los micro nutrientes que presentan los lodos, tales como cobre, zinc, hierro y manganeso, que constituyen elementos esenciales para el desarrollo de las plantas y animales. 3

4 TABLA 2: MICRONUTRIENTES PRESENTES EN EL LODO Cobre Zinc Manganeso Hierro Cu Zn Mn Fe Fecha (1) mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. 19-Jun Ago Oct Nov Dic Feb Oct Dic Feb valor mínimo valor máximo termino medio Proyecto Reglamento de Lodos NA: No Analizado. (1). Lodo proveniente de distintos sectores del monorelleno. Al comparar los valores analíticos de los lodos de El Trebal en términos de sus parámetros agronómicos y micro nutrientes con la bibliografía internacional, se encuentra que éstos están dentro del mismo rango. (Tabla 3). 4

5 TABLA 3: COMPARACIÓN LODO EL TREBAL VERSUS BIBLIOGRAFÍA Parámetros Valor El Trebal Valor literatura Referencia Bibliográfica ph 6,3 a 8,3 8,3 7,2 a 7,5 Lamy et al, 1993 Materia Orgánica (% M.S) 35 a Quinteiro et al, 1998 Metcalf&Edd, 1985 Nitrógeno (% M.S) 1,5 a 3,7 2,6 2,4 0,5 a 3 Quinteiro et al, 1998 Munn et al, 2000 Fósforo Total (% M.S) 1 a 2,4 2,75 0,3 a 0,8 Felipó y Saña, 1978 Potasio Total (% M.S) 0,2 a 0,5 0,3 0,1 a 0,3 Felipó y Saña, 1978 Calcio (% M.S) 2,3 a 5 5,8 4 P. Mañas Ramírez, 2000 Aguilar et al, 1990 Magnesio (% M.S) 0,5 a 1 0,43 1,2 Felipó y Saña, 1978 P. Mañas Ramírez, 2000 Fierro (% M.S) 2 a 3 1,84 2 Mahamud et al, 1996 Cobre (mg/kg M.S) 330 a Solmaz, 1992 Aurelio Hernández, 1993 H. Vanden, 2002 Zinc (mg/kg M.S) a Solmaz, 1992 Aurelio Hernández, 1993 Metales. A continuación (Tabla 4) se presentan los valores promedios de metales presentes en el lodo de El Trebal, comparándose con los valores que exige el Proyecto de Reglamento de Lodos de CONAMA, en discusión a la fecha, encontrando valores bajo lo estipulado en la normativa. TABLA 4: CONTENIDO DE METALES EN EL LODO DEL TREBAL Níquel Arsénico Cadmio Cromo Mercurio Plomo Ni As Cd Cr Hg Pb mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. Valor promedio (1) , ,5 59 Proyecto Reglamento Lodos (1): Corresponde a un promedio de valores, desde Dic 2001 a Marzo 2004, respectivamente. 5

6 Al comparar estos valores respecto de los encontrados a nivel internacional, se encuentra que los lodos de El Trebal están dentro de los rangos señalados, como se puede apreciar en la Tabla 5. TABLA 5: COMPARACIÓN CONTENIDO DE METALES EN EL LODO DEL TREBAL CON OTRAS PLANTAS DE TRATAMIENTO. Níquel Cadmio Mercurio Plomo Procedencia de la Planta de Ni Cd Hg Pb Tratamiento mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. mg/kg M.S. Alemania (Solmaz, 1992) 60 1,7 1,2 137 Holanda (Solmaz, 1992) Viveros (España) (A. Hernández, 1993) 72 7,4-650 Sur (España) (A. Hernández, 1993) Francia (H. Vanden, 2002) a 1,5 80 El Trebal ( ) 72 2,5 1,5 59 Microbiología. Con el fin de conocer y evaluar el comportamiento del lodo en términos de humedad, coliformes fecales y ova helmíntica, se han llevado a cabo análisis microbiológicos en periodos de invierno y verano en canchas de secado y monorelleno. Respecto del abatimiento de coliformes fecales en las canchas de secado, se aprecia en las siguientes figuras, su decaimiento microbiológico en el tiempo. El abatimiento de coliformes fecales en el periodo de invierno (mayo a agosto) es de tres ordenes de magnitud, obteniéndose valores de 10 4 CF/g de lodo base seca (menor en dos órdenes de magnitud que lo exigido por la normativa de lodos) y con un porcentaje de sólidos menor a un 65% por lo que aún no se encuentra apto en términos de humedad, para ser llevado al monorelleno (65% de sólidos como mínimo). A partir de octubre, el lodo se encuentra apto para ser llevado al monorelleno. Ver Figura 1. 6

7 FIGURA 1: ABATIMIENTO COLIFORMES FECALES EN LODO EL TREBAL. Coliformes fecales (NMP/grs SS) 2,50E+07 2,00E+07 1,50E+07 1,00E+07 5,01E+06 1,00E May Jun-02 3-Jul Jul Ago-02 Fecha 1-Sep Sep Oct Humedad (%) C o lifo rm e s fe c a le s Hum edad En periodos de verano (octubre a marzo), el tiempo medio requerido para llegar a valores de sequedad del lodo iguales o mayores a un 65%, corresponde entre quince días a un mes aproximadamente, como se aprecia en la Figura 2. FIGURA 2: SEGUIMIENTO SEQUEDAD DEL LODO EN CANCHAS. Seguimiento sequedad del lodo en canchas de secado en el tiempo 120,00 100,00 % materia seca 80,00 60,00 40,00 20,00 0, Tiempo La analítica microbiológica realizada mensualmente en el monorelleno arroja valores de coliformes fecales entre 10 1 y 10 4 CF/g de lodo base seca, con una concentración de huevos de helmintos entre 0 y 10 huevos viables en 10 gramos de lodo base seca, existiendo fundamentalmente las especies: Hymenolepis (género más frecuentemente encontrado) y en porcentaje menor se encuentran los nemátodos Trichiuris y Toxocara canis, respectivamente. A continuación se presentan los resultados microbiológicos realizados en el monorelleno de El Trebal a partir de Enero de 2002 a Febrero de

8 TABLA 6: CONTENIDO MICROBIOLOGICO DEL LODO DE EL TREBAL. Fecha (1) Coliformes fecales [NMP/g m.s] Humedad [%] Helmintos Totales (huevos por 10 g m.s) Helmintos Viables (huevos por 10 g m.s) Tipo de ova viable encontrada 29-ene-02 2,5E+01 15,4 NA NA NA 25-mar-02 2,8E+04 25,7 NA NA NA 19-jun-02 5,0E+01 39,9 NA NA NA 22-ago-02 3,4E+02 38,0 NA NA NA 20-nov-02 3,0E+03 11, dic-02 3,0E+01 28, trichiuris 3 hymenolepis 1 toxocara 28-ene-03 1,2E+04 20, trichiuris 2 toxocara canis 21-feb-03 2,1E+01 20, trichiuris 2 toxocara canis 10-abr-03 1,2E+04 15, abr-03 1,3E+03 40, trichiuris 5 hymenolepis 1 toxocara 15-Oct-03 1,9E+00 19, ene-04 3,0E hymenolepis 26-Feb-04 2,09E+01 19, Proyecto Reglamento Lodos Coliformes Fecales < 2,0E+06 NMP/gr de lodo base seca al momento de su uso. (Lodo Clase B ) NA: No Analizado. (1). Lodo proveniente de distintos sectores del monorelleno. El Proyecto de Reglamento de Lodos de CONAMA, exige lo siguiente: Para un Lodo de Calidad B, sólo exige que la cantidad de coliformes fecales en el lodo al momento de su uso agrícola sea menor de 2E+06 NMP de CF por gramo de lodo (base seca). No explicita valores de ova helmintica viable. Para Lodo de Calidad A, el proyecto de Reglamento de Lodos, exige un contenido de coliformes fecales menor a 1E+03 por gramo de lodo (base seca), salmonella menor a 3 en 4 gramos de lodos y ova helmíntica viable menor de 1 en 4 gramos de lodo (base seca), lo que equivale a 3 ovas viables en 10 gramos. De los resultados expuestos se aprecia que el lodo de El Trebal cumple ampliamente con los requisitos de Lodo Clase B en términos bacteriológicos. 8

9 ESTUDIOS DE VALORIZACIÓN AGRÍCOLA DE LODOS DEL TREBAL. Dadas las razones anteriormente expuestas desde el año 2001, AGUAS ANDINAS está llevando a cabo estudios con el objeto de valorizar agronómicamente el lodo proveniente de la Planta de Tratamiento de Aguas Servidas El Trebal. Al respecto se han llevado a cabo ensayos de campo junto al Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) e Instituto Nacional de Investigación Agropecuarias (INIA-La Platina), con el fin de evaluar agronómicamente la utilización de estos lodos como Mejorador de Suelos Degradados, mejorando sus propiedades físicas por medio de la adición de materia orgánica en el caso del SAG y como Fertilizante en el caso de INIA-La Platina, encontrando a la fecha tendencias que ratifican la sustentabilidad del uso agrícola de lodos en la Región Metropolitana. CONCLUSIONES El lodo generado en la Planta El Trebal cumple ampliamente con los requisitos de Lodo Clase B, en términos bacteriológicos, más aún se puede concluir, que el lodo de El Trebal, corresponde a un lodo estándar a nivel internacional y que cumple con los requisitos del Proyecto de Reglamento de lodos. A las salidas de las canchas de secado se obtiene un lodo Clase B, mejorando sus características bacteriológicas con el tiempo de almacenamiento, llegando a obtenerse un lodo Clase A en periodos de verano. El seguimiento sistemático que se lleva a cabo a los lodos de El Trebal en las canchas de secado y monorelleno con el fin de conocer y controlar su comportamiento físico, químico y bacteriológico en el tiempo, hacen concluir que éstos cumplen ampliamente con las exigencias del Proyecto de Reglamento de lodos de CONAMA para su uso agrícola, alternativa considerada la más sustentable en el mediano y largo plazo. La composición de los lodos en términos de su valor agronómico y micro nutrientes avalan su uso como fertilizante y mejorador de suelos agrícolas. Los estudios de valorización agrícola llevado a cabo junto a INIA y SAG y las experiencias a escala agrícola normal desarrolladas a la fecha, confirman la sustentabilidad de esta alternativa, en términos ambientales y agronómicos. Dados los antecedentes expuestos, se concluye que para garantizar una gestión adecuada y sustentable en el uso agrícola de lodos y planes de esparcimiento, se deben llevar a cabo las siguientes actividades: Seguimiento continuo de la calidad de los lodos (en digestores anaeróbicos, deshidratación de lodos en centrífugas y canchas de secado hasta su sitio de almacenamiento, el monorelleno). Utilización de tasas de aplicación de lodos al suelo por hectárea, según requerimientos de los cultivos. Seguimiento agronómico al sistema (lodo, suelo, agua y vegetales). REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS. Aurelio Hernández M (1992). Depuración de Aguas Residuales. Cap. 14, Metcalf & Eddy (1985). Tratamiento, evacuación y reutilización de lodos. Cap 11, Hugues Vanden Bossche (2002). Planes de Esparcimiento de Lodos. Cap 1, 2, 3 y 4. 9