Tratamiento biológico de sólidos residuales de sistemas sépticos y su uso en agricultura (CAMP-2005-C01-22)

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Ana Isabel Duarte García
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1 Tratamiento biológico de sólidos residuales de sistemas sépticos y su uso en agricultura (CAMP-2005-C01-22) Rodríguez Canché Leticia Guadalupe Cardoso Vigueros Lina Carvajal León Jorge Maldonado Montiel Teresita del niño Jesús Valencia Gutiérrez Marvel del Carmen julio del 2011.

Guadalupe Cardoso Vigueros Lina Carvajal León Jorge Maldonado Montiel

2 ANTECEDENTES Representan una fuente de contaminación si se disponen sin haber recibido un tratamiento eficiente. Los tanques sépticos son sistemas de saneamiento in situ muy comunes en la Península de Yucatán y fuente de generación de lodos.

Los tanques sépticos son sistemas de saneamiento in situ muy

3 Son difíciles de manejar de forma segura, práctica y sostenible y el costo puede constituir hasta la mitad de los costos globales del tratamiento de aguas residuales. Reutilizar los materiales de desecho y tomar ventaja de su contenido de energía ha comenzado a ser una prioridad en lugar de su simple disposición.

4 El uso de los lodos residuales en agricultura provenientes de plantas depuradoras a provocado problemas en agricultura (insuficiente estabilización, dificultad en el manejo por la naturaleza viscosa, falta de un programa de monitoreo en los sitios donde se ha aplicado). OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO Eliminar organismos Obtener un material susceptible de patógenos ser utilizado (enmienda agrícola) sin Reducción de volumen causar daño al medio ambiente. Facilitar su manejo Eliminar el olor Convertir su aspecto desagradable

5 El vermicomposteo como proceso biológico (exitoso en el tratamiento de lodos de depuradora-remoción patógenos). de La vermicomposta como producto (inhibe la presencia de patógenos, reduce la incidencia de enfermedades y promueve el rendimiento en una variedad de cultivos agrícolas).

de La vermicomposta como producto (inhibe la presencia de patógenos,

6 OBJETIVO: Evaluar el desempeño de la lombriz roja californiana Eisenia foetida en la estabilización de desechos sólidos provenientes de tanques sépticos en humus (vermicomposta), así como la evaluación de la vermicomposta resultante, en la producción de plántulas de chile habanero Capsicum chinense, comparado con el sustrato comercial Peet Moss.

(vermicomposta), así como la evaluación de la vermicomposta resultante, en la

7 VARIABLES DE RESPUESTA Material Variable Referencia - Lodo crudo (LC) - Precomposteado (LPC) - Vermicomposteado - Lodo sin vermicomposteo Lombrices * Inicial y final Materia orgánica (%) Sólidos totales (ppm) Sólidos volátiles (ppm) Coliformes fecales Huevos de helminto Salmonella spp. Análisis químico proximal* Peso de la biomasa* Peso individual* NMX-AA NMX-AA-034-SCOFI-2001 NOM-004-SEMARNAT-2002 AOAC, 1994 Balanza granataria Balanza analítica

(ppm) Coliformes fecales Huevos de helminto Salmonella spp.

8 Densidad de lombrices (kg/m 2 ) Variable LC LPC Materia orgánica (%) Sólidos totales (ppm) Sólidos volátiles (ppm)

volátiles (ppm) 22.1 15.3 13.1 7.6 8.4 9.7 58096.7 50447.

9 Coliforme s fecales Salmonell a spp. Huevos de helminto NOM-004- SEMARNA T-2002 Densidad de lombrices (kg m -2 ) C PC < < 3.0 >240 0 >2400 < 3.0 < 3.0 < 3.0 < 3.0 <1.0 a Coliformes fecales y Salmonella spp (NMP/g en base seca) Huevos de helmintos (huevos viables/g en base seca)

0 2.0 2.5 <1000 1600 1600 7.75 3.25 3.25 60 < 3.0 >240 0 >2400 < 3.0 < 3.0 < 3.0 < 3.0 <1.

10 ANÁLISIS QUÍMICO PROXIMAL DE LA BIOMASA DE LAS LOMBRICES Final Variable (%) Inicial 1.0 kg m kg m kg m -2 Humedad 63.33± ± ± ±1.02 Cenizas 7.14± ± ± ±0.11 Extracto etéreo 4.68± ± ± ±0.70 Fibra cruda 1.95± ± ± ±0.25 Proteína 21.39± ± ± ±1.46

02 Cenizas 7.14±0.75 2.07±0.80 1.42±0.82 1.32±0.11 Extracto etéreo 4.68±0.42 8.91±0.20 8.62±0.

11 Biomasa (g) % 67.0% 55.0% Inicial Final 1.0 kg m kg m kg m -2 Significativamente (P<0.05) más baja que los valores iniciales

0% 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Inicial Final

12 Peso individual (mg) PESO DE LAS LOMBRICES 173 Inicial 148 mg Inicial kg m -2 Significativamente (P<0.05) más bajos (115.1±37.3 mg y 82.5±26.2 mg) con las densidades de 1.0 y 2.5 kg m -2, respectivamente.

0 2.5 kg m -2 Significativamente (P<0.05) más bajos (115.

13 SUSTRATOS (%) Vermicomposta (V) Lodo sin vermicomposte o (LsV) Sustrato comercial 1.0 kg m kg m kg m

14 1.0 kg/m kg/m kg/m 2

15 VARIABLES QUÍMICAS EN LOS MATERIALES EVALUADOS Densidad (kg/m 2 ) Nitrógeno total (%) Fósforo extractable (ppm) Materia orgánica (%) a 15.9a 28.2a a 17.0ab 25.5a a 12.7ab 29.2a b 18.6b 28.4a Sustrato (V or LsV /SC) 100/0 3.4a 14.1ab 12.2a 75/25 2.9ab 20.4b 26.2b 50/50 2.5bc 15.4ab 31.9c 25/75 2.8abc 13.4a 35.0d 0/ c 17.0ab 37.6d Las medias en la misma columna por cada factor seguida por diferentes letras son significativamente diferentes (P<0.05.)

4a Sustrato (V or LsV /SC) 100/0 3.4a 14.1ab 12.2a 75/25 2.9ab 20.4b 26.2b 50/50 2.5bc 15.4ab 31.9c 25/75 2.8abc 13.4a 35.

16 Densidad de lombriz Sustrato (kg m -2 ) (%) Germinación (%) V/SC Día / / / / / / / / / / / / V = VERMICOMPOSTA LsV = LODO SIN VERMICOMPOSTEO SC = SUSTRATO COMERCIAL LsV/SC 100/ / / / /

0 50/50 81.8 2.5 50/50 93.0 1.0 25/75 86.4 2.0 25/75 81.0 2.5 25/75 81.

17 Densidad de lombriz (kg m -2 ) Germinación (%) Sustrato (%) (V, LsV/SC) Germinación (%) a 100 / 0 85a ab 75 / 25 81a ab 50 / 50 86a b 25 / 75 82a 0 / a

1.0 85a 100 / 0 85a 2.0 82ab 75 / 25 81a 2.

18 ALTURA DE LAS PLÁNTULAS Sustrato (%) Densidad de la lombriz (kg m -2 ) V or LsV/SC / / / / /

58 9.28 10.58 10.33 75 / 25 7.69 8.99 6.74 6.

19 Densidad (kg m -2 ) Altura (cm) de la plántula Sustrato (%) V o LsV /SC Altura (cm) de la plántula a 100/0 12.9a a 75/ ab a 50/50 9.8bc a 25/75 7.4c 0/ bc

plántula 1.0 10.2a 100/0 12.9a 2.0 9.9a 75/25 10.

21 SOBREVIVENCIA AL TRASPLANTE > 90%).

22 CONSIDERACIONES FINALES Fue necesario un periodo de precomposteo previo a la siembra de las lombrices en el lodo residual (30 días). E. foetida removió del lodo residual proveniente de las fosas sépticas, las bacterias indicadoras de contaminación (coliformes fecales), los patógenos (Salmonella spp.) y los parásitos (huevos de helmintos viables), a niveles permisibles, alcanzando la clasificación de biosólido clase A, de acuerdo a lo señalado en la NOM-004-SEMARNAT-2002, el cual tiene usos forestales, agrícolas y para mejoramiento de suelos. Para fines experimentales 60 días fueron suficientes para la remoción de patógenos y contaminantes.

23 Frecuencia Se infiere que la temperatura, dieta y tiempo de experimentación (60 días), influyeron en el bajo rendimiento de la lombriz roja californiana (E. foetida), reflejándose básicamente en una baja producción de biomasa, nula producción de cocones y composición química de la biomasa de las lombrices C Promedio (27.6±2.7 C) Temperatura ( C)

24 Es necesario evaluar la combinación de lodo residual con otros fuentes de materia orgánica, a fin de promover un mejor rendimiento de las lombrices. La disminución de la materia orgánica, sólidos totales y volátiles en el material vermicomposteado, evidenció la actividad de las lombrices. La disminución de sólidos volátiles en la vermicomposta (>50%), con respecto al material sin vermicomposteo, nos sugiere que este último no quedó totalmente estabilizado.

25 Aún que el material sin vermicomposteo alcanzó las características microbiológicas de un biosólido clase A, se concluye que la calidad sanitaria del material vermicomposteado fue mejor por las características químicas (MO, SST; SV) y lo que la literatura señala: ciertos patógenos pudieran reactivarse bajo ciertas condiciones de ph y temperatura. La textura fue evidentemente mejor en el material vermicomposteado que en el material sin vermicomposteo.

26 RECOMENDACIONES Conocer los volúmenes que se generan de lodos residuales en los diferentes sistemas de depuración de las aguas y los desechos orgánicos que se generan en la región, plausibles de ser utilizados en un sistema de vermicomposteo, así como su manejo, disposición y uso actual. Establecer una óptima estrategia de manejo de los desechos y operación del sistema de vermicomosteo (tiempos de aplicación de alimento, extracción de la vermicomposta y cosecha de lombrices).

27 Es necesario conocer los beneficios directos en las diversas áreas de impacto (social, económico): Evaluar la vermicomposta generada en la producción de productos agrícolas de importancia comercial en comparación con los sustratos que representan un gasto en el ciclo de producción. Establecer los posibles usos y canales de comercialización de la biomasa de lombriz. Realizar un análisis costo-beneficio del tratamiento de desechos orgánicos de diferente origen a través del vermicomposteo, para determinar la viabilidad del establecimiento de una planta de tratamiento en la región.

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