COMPOSTAJE DE BIOSOLIDOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. Ing. Andrea Pérez P
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1 COMPOSTAJE DE BIOSOLIDOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Ing. Andrea Pérez P Vidal
2 CONTENIDO CONTEXTO DE LA INVESTIGACIÓN OBJETIVOS METODOLOGÍA RESULTADOS CONCLUSIONES RECOMENDACIONES
3 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO PTAR-C (CALI, VALLE DEL CAUCA) POBLACION: hab. (año 24) TEMP.: 24 ºC - ALTITUD:995 m.s.n.m CAUDAL DE DISEÑO PROMEDIO: 7.6 m 3 /s CAUDAL MÁXIMO: m 3 /s CAUDAL ACTUAL DE OPERACIÓN: 3.5 m 3 /s COBERTURA: PRODUCCIÓN DE LODOS: 13 m 3 /dia (Sed. Convencional) - 16 m 3 /dia (TPA) BIOSÓLIDO: 6 Ton/día (Sed. Convencional) - 8/Ton/día (TPA)
4 OBJETIVO GENERAL Evaluar la viabilidad de utilizar la tecnología de compostaje para el aprovechamiento de los biosólidos generados en la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo- PTAR-C
5 METODOLOGÍA SELECCIÓN N MATERIAL DE SOPORTE SELECCIÓN N MATERIAL DE ENMIENDA EVALUACIÓN N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRÍCOLA DEL COMPOST
6 Continuación.. Metodología SELECCIÓN N MATERIAL DE SOPORTE Permite dar al biosólido mayor manejabilidad, estructura y porosidad, mejorando la aireación. Materiales evaluados: * Residuos de Poda del Municipio de Cali * Viruta de Madera 1) ENSAYO 1: Selección mejor proporción de material de soporte 2) ENSAYO 2: Selección n material de soporte
7 Continuación n Metodología. Selección n material de soporte ENSAYO 1: Selección mejor proporción de material de soporte Pilas de 1. Ton. Utilizando proporciones (peso/peso) del material de soporte con relación al biosólido de: *5% *1% *2% PILA-Nº MATERIAL 1 * R. Poda** 5 6 Viruta** 7 8 * R. Poda *** Viruta *** % Biosólido % Material Soporte % Material Enmienda a % Total de Mezcla
8 Continuación n Metodología.. Fase 1 Selección n material de soporte ENSAYO 2: Selección n material de soporte Pilas de 1.5 ton con duplicado Proporción n del 1% material de soporte PILA-Nº MATERIAL 1A 1B 2A 2B 3A R. PODA 3B 4A 4B 5A VIRUTA 5B % Biosólido % Material Soporte % Material Enmienda % Total de Mezcla
9 Continuación Metodología SELECCIÓN N MATERIAL DE ENMIENDA Permite mejorar las relaciones C/N y C/P además de aportar otros nutrientes al proceso. Materiales evaluados: * Residuos Orgánicos de Plaza de Mercado * Cachaza (2.5meses) - Pilas de 1. ton con duplicado. Proporción n fija de material de soporte (1% residuo de poda) y utilizando u proporciones (peso/peso) del material de enmienda de: * 18% * 36% MATERIAL PILA-Nº 1A 1B 2A 2B 3A ROPM 3B 4A 4B 5A CACHAZA 5B % Lodo deshidratado % Material Enmienda % Material Soporte Porcentaje Total de Mezcla
10 Continuación..Metodolog..Metodología EVALUACIÓN N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRÍCOLA DEL COMPOST Se identificaron Fitopatógenos genos: Fusarium sp, Rhizoctonia sp, Phytophthora sp y Botrytis sp (NTC 5167) Se evaluó el potencial agrícola en Rábano R y Acelga. Se conformaron 16 eras con duplicado. (Tasa de aplicación:2. Kg compost/m 2 ) 2 Testigos: % suelo y Fertilizante químico ( ) Se evaluó: * % de germinación * Productividad media * Altura de planta * Número N de Plantas.
11 ph VARIABLES DE CONTROL Y RESPUESTA MEDIDAS EN COMPOSTAJE Temperatura Volteo Altura de pila Riego Fósforo total Densidad Aparente Densidad Real Porosidad Coliformes Totales Coliformes Fecales Actinomicetos VARIABLE Variables de Control Porcentaje de Humedad Variables de respuesta* Carbono orgánico, Nitrógeno Total y Nitrógeno Amoniacal Potasio, Calcio, Magnesio, Sodio, Hierro, Cobre, Zinc, Manganeso y Boro Huevos de Helmintos viables Bacterias Heterotróficas FRECUENCIA 3 veces/ semana Diaria 3veces/semana 2 veces / semana* Antes y después de cada volteo Durante volteo si Humd.< 45% 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso Final del proceso Fina del proceso Final del proceso 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso 4 veces durante el proceso Potenciométrico Gravimétrico Medición directa. Regla Digestión y Titulación. Digestión y Espectrofotometría. Espectrofotometría. Método del núcleo MÉTODO DE ANÁLISIS Medición directa. Termómetro bulbo de 6 cm Método del Picnómetro Relación entre densidad real y aparente. Método de Bailenger modificado. Método de Unidades Formadoras de Colonia. Método de Unidades Formadoras de Colonia. Aislamiento en medio de cul.tivo almidón casina. Aislamiento en medio de cultivo agar nutritivo *Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 2ª Edición,
12 MEDICIÓN N DE FITOPATÓGENOS Y VARIABLES AGRÍCOLAS Fitopatógenos VARIABLE Porcentaje de germinación% n% Altura de planta (cm( cm) Número de Planta Productividad (Kg( Kg/m 2 ) Aislamiento en medio de cultivos selectivos e identificación n microscópica (NTC 5167) Fusarium, Botrytis y Rhizoctonia (Agar Papa dextrosa-pda) Phytophthora (Agar Avena+Antibiótico) tico) Nº Semillas germinadas/nº Semillas sembradas * % Medición n directa Medición n directa MÉTODO DE ANÁLISIS Peso de Frutos/área rea cosechada
13 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Ensayo 1: Selección mejor proporción de material de soporte (1% en peso) Pila Nº Clase Composición Tº Máx. Alcanzada ºC Nº de Días con T > 45ºC Nº de Días con T > 55ºC 1 TESTIGO % B % B 5% Poda % B - 1% Poda BLANCOS 8% B - 2% Poda 95% B 5% Viruta % B - 1% Viruta % B - 2% Viruta TESTIGO 6% B - 4% ROPM % B - 38% ROPM - 5% Poda % B - 36% ROPM - 1% Poda MEZCLAS 48% B - 32% ROPM - 2% Poda 57% B - 38% ROPM - 5% Viruta % B - 36% ROPM - 1% Viruta % B - 32% ROPM - 2% Viruta
14 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de soporte- Ensayo 2 Ensayo 2: Selección n material de soporte (Residuo de Poda)
15 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de soporte- Ensayo 2 RESUMEN RESULTADOS SELECCIÓN MATERIAL DE SOPORTE Tratamiento Nº Clase Composición Tº Máx. Alcanzada ºC Nº de Días con T > 45ºC Nº de Días con T> 55ºC 1 TESTIGO % Biosólido (B) BLANCO 9% B + 1% Poda 9% B + 1% Viruta MEZCLA 54%B+36%ROPM +1% Poda 54%B+36%+ROPM+1%Viruta Mejor material: 1% Residuo de Poda
16 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda Selección material de enmienda
17 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda RESUMEN RESULTADOS SELECCIÓN MATERIAL DE ENMIENDA Tratamiento Nº Composición TºMáxima Alcanzada ºC Nº de Días con T> 45ºC Nº de Días con T > 55ºC 1 % Lodo Espesado Deshidratado (LodoED) % Poda + 54% Lodo ED+ 36%ROPM % Poda + 72% Lodo ED+ 18%ROPM % Poda + 54% Lodo ED+ 36%Cachaza % Poda + 72% Lodo ED+ 18%Cachaza Mejor material de enmienda: Cachaza (36%)
18 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS DEL COMPOST VS LEGISLACIÓN
19 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Evaluación de Fitopatógenos y potencial agricola EVALUACIÓN N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRÍCOLA Presencia de Fusarium sp en el % suelo y Compost % lodo. No se presentó daño o en la planta Todas las variables agrícolas evaluadas presentaron mejores valores con el uso de todos los compost con relación n al testigo % suelo.
20 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Evaluación de Fitopatógenos y potencial agricola VARIABLES AGRÍCOLAS RÁBANO VARIABLE AGRÍCOLA SUELO FERTILIZANTE C1 C2 C3 C4 C5 % DE GERMINACIÓN días ALTURA (cm) 3 días 45 días días días Nº DE PLANTAS 3 días 45 días días PRODUCTIVIDAD (Kg/ m 2 ) C1: %Bios %Biosólido C2: 54 Biosólido lido+36 ROPM+1 poda C3: 54 Biosólido lido+36 ROPM+1 poda C4: 54 Biosólido lido+36 Cachaza+1 poda C5: 72 Biosólido lido+18 Cachaza+1 poda
21 Continuación..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Evaluación de Fitopatógenos y potencial agricola VARIABLES AGRÍCOLAS ACELGA VARIABLE AGRÍCOLA SUELO FERTILIZANTE C1 C2 C3 C4 C5 % DE GERMINACIÓN días ALTURA (cm) 3 días 45 días días días Nº DE PLANTAS 3 días 45 días días PRODUCTIVIDAD (Kg/ m 2 ) C1: %Bios %Biosólido C2: 54 Biosólido lido+36 ROPM+1 poda C3: 54 Biosólido lido+36 ROPM+1 poda C4: 54 Biosólido lido+36 Cachaza+1 poda C5: 72 Biosólido lido+18 Cachaza+1 poda
22 CONCLUSIONES El estudio mostró la viabilidad del compostaje del biosólido de la PTAR-C. Sin embargo, se evidenció que para el adecuado compostaje del mismo es necesario la incorporación de materiales que aporten estructura (material de soporte) y mejoren la relación C/N del producto final (material de enmienda). Los materiales que mejor favorecieron el proceso de compostaje de biosólidos fueron: el residuo de poda como material de soporte (1%) y la cachaza con material de enmienda (36%).
23 CONCLUSIONES Las características fisicoquímicas del material permiten clasificarlo como compost Clase B (Norma Chilena), siendo un producto de calidad intermedia con algunas restricciones en su uso y con la posibilidad de ser empleado como recuperador de suelos y en cultivos que no se consumen crudos. La evaluación del potencial agrícola del compost mostró que su uso mejoró las condiciones de desarrollo de las especies vegetales evaluadas con relación al suelo. Así mismo, los resultados permiten recomendar el uso de los compost como reemplazo parcial del fertilizante químico en el cultivo de rábano o su reemplazo total en el cultivo de acelga reduciendo los costos de producción.
24 RECOMENDACIONES PARA UN MEJOR PROCESO DE COMPOSTAJE DE BIOSÓLIDOS DE LA PTAR-C C SE RECOMIENDA: Orden de mezcla de los materiales: mezclar inicialmente el biosólido y el material de soporte y posteriormente incorporar el material de enmienda. Mantener la humedad por encima de 45% El riego debe efectuarse durante el volteo (evitar grumos) Frecuencia de volteo: 2 veces/sem sem.. durante fase termofilica y 1 vez/sem durante maduración
25 RECOMENDACIONES Alturas mayores o iguales a 1. metro (1.5 Toneladas) Tamaño o de la viruta sea inferior o igual a 5 cm y el residuo de poda deberá ser previamente triturado Garantizar que la compostera esté cercada y libre de acceso a animales como roedores, aves, perros, gatos entre otros. Se recomienda evaluar otros materiales de enmienda que aporten Carbono Evaluación n económica y ambiental del uso Fertilizante químico vs Compost
26
27 MEDICIÓN N EN CAMPO DE VARIABLES DE CONTROL Y RESPUESTA Temperatura en 5 puntos de la Pila Toma de muestra compuesta para ph,, Humedad y Variables de respuesta en 5 puntos de la Pila
28 Altura y Número N de Plantas para el cultivo de RábanoR ALTURA PROMEDIO ALTURA (cm) ,2 13,5 26,8 23,3 21,7 22,1 22,8 23,5 22,5 21, 18,8 19,4 17,3 16,6 17, 16,9 15,6 16,5 14,2 12,8 12,3 12,9 12,6 9,1 8, 6,5 7,1 7, 6,1 6,3 4,3 5,3 Blanco Fertilizante Compost 1 Compost 2 Compost 3 Compost 4 15 Días 3 días 45 días 6 días Compost 5 Compost 6 Nº de plantas Nº DE PLANTAS Blanco Fertilizante Compost 1 Compost 2 Compost 3 Compost 4 Compost 5 Compost 6 15 días 3 días 45 días 6 días
29 Altura y Número N de Plantas para el cultivo de Acelga ALTURA PROMEDIO ALTURA (cm ) ,4 25,1 24, 24,8 23,6 21,7 22,5 23,1 2,4 2,3 19,8 2,5 19,9 19,7 18,7 16,2 13,8 1,9 11,1 12,2 1,8 1,6 9,2 8,1 4,6 5,4 5,7 5,6 3,7 4,2 4, 4,4 Blanco Fertilizante Compost 1 Compost 2 Compost 3 Compost 4 Compost 5 Compost 6 Nº DE PLANTAS 15 días 3 días 45 dias 6 días Nº de plantas Blanco Fertilizante Compost 1 Compost 2 Compost 3 Compost 4 Compost 5 15 días 3 días 45 días 6 días
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