INVESTIGACINDELODOS Y BIOSILODOS

SEMINARIO DE INGENIERIA AMBIENTAL 1ING. MANUEL CARAVEO CONTRERAS

Lodos ResidualesDuctos indeseables difciles de tratar y que implican un costo extra en su manejo y disposicin. Los contaminantes contenidos en las aguas residuales pasan a las plantas de tratamiento donde se eliminan en gran medida por la absorcin en el lodo producto de un tratamiento fisicoqumico o biolgico. El lodo resultante de estos procesos debe someterse a un anlisis para determinar sus caractersticas de corrosividad, reactividad, explosividad, toxicidad y biolgico-infecciosas (anlisis CRETIB), lo que permitir precisar si el lodo es considerado como un residuo peligroso o como un residuo no peligroso (NOM052-ECOL-1993) y con base en esto, plantear las alternativas para el manejo y disposicin del mismo (figura 2). La composicin de los lodos generados en el tratamiento de aguas residuales domsticas se muestra en la tabla 1, observndose que sus caractersticas varan en funcin del proceso que da origen a los lodos. En muchos casos gran parte de los lodos generados en una PTAR son descargados en sistemas de alcantarillado, en cuerpos de agua o dispuestos

TRATAMIENTO DE LODOS RESIDUALES

La tecnologa de tratamiento para lodos residuales generados en las PTAR en Estados Unidos y Europa se realiza utilizando alguno de los siguientes cuatro procesos:

Digestin anaerobia:Comprende dos fases, en la primera se forman cidos voltiles y en la segunda las bacterias anaerobias producen gas metano a partir de dichos cidos, todo esto en ausencia de oxgeno molecular (O2).

Digestin aerobia:Proceso de aireacin prolongada (dotando al sistema de O2) para provocar el desarrollo de microorganismos aerobios hasta sobrepasar el periodo de sntesis de las clulas y llevar a cabo su propia auto-oxidacin, reduciendo as el material celular.

Tratamiento qumico:Realiza principalmente una accin bactericida, llevando al bloqueo temporal de fermentaciones cidas. Por su reducido costo y alcalinidad, la cal es el reactivo que ms se utiliza.Incineracin:Conduce a la combustin de materias orgnicas de los lodos, y es el proceso con el que se consigue un producto residual de menor masa, las cenizas constituidas nicamente por materias minerales del lodo.

En general, las lneas de tratamiento de lodos residuales se encuentran enfocadas a dos aspectos fundamentales, que son (Dgremont, 1980):

a) Reduccin de volumen: pueden obtenerse por un simple espesamiento (con el que la sequedad del producto podr alcanzar en algunos casos el 10 o muy excepcionalmente, el 20%, sin que, por ello, pueda manejarse con pala), deshidratacin por drenaje natural, escurrido mecnico, secado trmico, o tambin y como continuacin de una deshidratacin, por una incineracin.

b) Reduccin del poder de fermentacin o estabilizacin: Consiste en reducir su actividad biolgica (tendencia a la putrefaccin) y su contenido de microorganismos causantes de enfermedades. La estabilizacin puede obtenerse mediante procesos tales como: digestin anaerobia o aerobia, estabilizacin qumica, pasteurizacin, coccin, etc.

MANEJO DE LODOS RESIDUALES

La seleccin de alguno de estos procesos para la estabilizacin de un lodo en particular depende de varios factores, tales como: la cantidad y calidad de lodos a tratar, las condiciones particulares del sitio y, la situacin financiera en cada caso. En muchos pases, la utilizacin del lodo requiere de una infraestructura costosa pero con fines justificados, ya que soluciona problemas de contaminacin e incorpora nutrientes reciclando elementos vitales en los ciclos biolgicos naturales; adems de convertir un residuo peligroso en un recurso aprovechable y no peligroso. As, la denominada gestin de excelencia destina cada residuo a su tratamiento: reciclaje, composteo, incineracin y vertedero. Como ejemplo, el Plan de Residuos de Holanda, fija objetivos del 30% de reciclaje, 30% de compostaje, 30% de recuperacin de energa y el 10% de vertido como residuos no aprovechables.En Viena, el esquema es de 50% de valorizacin energtica, 29% de reciclaje, 12% de compostaje y 9% a vertedero (www.emision.com/161.htm).Tipos de LodoLodo primario El lodo primario es producido durante los procesos de tratamiento primario de las aguas residuales. Esto ocurre despus de las pantallas y desarenado y consiste en productos no disueltos de las aguas residuales. La composicin del lodo depende de las caractersticas del rea de recogida de las aguas. Generalmente contiene una gran cantidad de material orgnica, vegetales, frutas, papel, etc. en un estadio inicial de descomposicin. La consistencia se caracteriza por ser un fluido denso con un porcentaje en agua que vara entre 92% y 96%. El contenido de agua es funcin tambin de la dotacin de agua potable que se distribuye en el barrio o ciudad.

Lodo secundarioEn el proceso de tratamiento, es conveniente alcanzar una vida del lodo constante, para lograrlo, labiomasaen exceso debe de eliminarse de la planta biolgica de tratamiento de lodo. El lodo secundario es rico en lodo activo.

Lodo terciarioLodo terciario se produce a travs de procesos de tratamiento posteriores, con adicin de agentes floculantes.

Lodo activoLa eliminacin de la materia orgnica disuelta y los nutrientes de las aguas residuales tiene lugar durante el tratamiento biolgico del agua, por un complejo proceso donde interactan distintos tipos de bacterias y microorganismos, que requieren oxgeno para vivir, crecer y multiplicarse y consumen materia orgnica. El lodo resultante llama lodo activo. Este lodo, generalmente, est en forma deflculosque contienen biomasa viva y muerta adems de partes minerales y orgnicas absorbida y almacenada.El comportamiento desedimentacinde los flculos de los lodos activos es de gran importancia para el funcionamiento de la planta de tratamiento biolgico. Los flculos deben ser removidos, para separar la biomasa del agua limpia, y el volumen requerido de lodo activo puede ser bombeado de nuevo en el tanque de aireacin.

Estabilizacin del lodoLa estabilizacin de los lodos tiene el objetivo de: reducir la presencia depatgenos; eliminar los olores desagradables; y, reducir o eliminar su potencial de putrefaccin.Los medios de estabilizacin ms eficaces para alcanzar estos objetivos son: la reduccin biolgica del contenido de materia voltil; la oxidacin qumica de la materia voltil; la adicin de agentes qumicos para hace que el lodo no sea adecuado para la supervivencia de microorganismos; y la aplicacin de calor para la desinfeccin o esterilizacin del lodo.Las tcnicas ms utilizadas para la estabilizacin de los lodos son: ladigestin aerobia; ladigestin anaerobia; la estabilizacin con cal; el tratamiento trmico; y, el compostaje.

BIOSLIDOSDefinicin: Productos slidos orgnicos de tratamiento de aguas residuales que pueden ser utilizados beneficiosamente.Los bioslidos son residuos orgnicos slidos, semislidos o lquidos que resultan del tratamiento de las aguas residuales procesadas. Por su alto valor nutricional pueden ser usados para la agricultura y jardinera. Su contenido de macro y micronutrientes promueven el crecimiento de las plantas y cultivos. Los bioslidos poseen adems un alto valor calorfico lo cual los hace una excelente fuente para el desarrollo de alternativas de combustin con recobro de energa.En muchos pases, principalmente en las ciudades grandes, hay una tendencia general para reducir, reciclar y reutilizar los bioslidos en forma beneficiosa para el ambiente. En Estados Unidos ms del 50% de los bioslidos generados se reciclan como acondicionador de suelos para mantenerlos productivos y estimular el crecimiento de las plantas.Uso beneficioso de los Bioslidos Fertilizante agrcola Acondicionador de suelo Prevencin de erosin del suelo Fertilizacin de cultivos forestales Reduce espacio en vertederos Puede ser compostado Usos para paisajismo y jardineraQu son los bioslidos? Los bioslidos son ricos nutrientes procesados a partir de materia orgnica derivada del tratamiento de aguas residuales. La variedad de substancias que contienen las aguas residuales est determinada por la composicin de slidos; dentro de estos se incluyen desperdicios domsticos, desechos industriales, agentes qumicos en las aguas residuales y aguas lluvias. En las plantas de tratamiento, las aguas residuales fundamentalmente son separadas en slidos y lquidos efluentes. Diversos procesos de tratamiento estabilizan y desinfectan los slidos, destruyendo as las bacterias nocivas y reduciendo el olor. Dichos procesos originan un gran nmero de subproductos entre los cuales se distinguen los "bioslidos". Estos pueden adoptar formas orgnicas semejantes al humus, polvo seco, pelets, semislidos o lquidos, tomando la apariencia de los slidos de los cuales han derivado. Utilizacin de los bioslidos Los slidos procesados en las plantas de tratamiento son devueltos al medio ambiente en varias formas ya sea aplicndolos en la tierra, quemndolos, estabilizndolos qumicamente, secndolos o bien transformndolos en pelets. Para aplicarlos en la tierra los bioslidos se esparcen en la superficie o se introducen directamente en el suelo, el cual es incrementado por la materia orgnica, habilitndolo para almacenar agua y proveer una larga vida a los nutrientes de la cosecha. En las reducidas reas destinadas a la minera, excavaciones, construcciones o erosin, los bioslidos ayudan a recomponer la tierra para reconstruir todas las capas importantes de la superficie. Investigaciones han comprobado que los rboles crecen el doble y ms rpido en tierra fertilizada por bioslidos. Esto tambin regenera las tierras que han sido qumicamente contaminadas, destrudas por incendios u otros desastres naturales o humanos. Aplicndolos son capaces de transformar tierras estriles en frtil abono y as mejorar la productividad agraria. El abono se crea en forma natural en los bosques cuando caen las hojas, descomponindose dentro del humus en el suelo. Desde hace mucho tiempo que los granjeros saben acerca del valor del abono como resultado del reciclaje de hierbas, cultivos, desperdicios domsticos y otros materiales residuales orgnicos. Los abonos naturales provienen de materia orgnica y nutriente del suelo. Las tecnologas modernas para abonar adoptan el proceso natural un paso adelante, acelerando el ciclo del abono bajo condiciones controladas. El resultado del abono con bioslidos es un excelente condicionador de suelos y una fuente de nutrientes orgnicos. Ms barato que la tierra de superficie y el musgo, el abono produce beneficiosos resultados, por ser capaz de mejorar la capacidad de los estanques de agua y poder retener nutrientes que son necesarios para las plantas en crecimiento. Los prados de la Casa Blanca son abonados con bioslidos provenientes de plantas de tratamiento tal como en otras partes son aplicados directamente sobre terrenos agrcolas, para recuperar suelos mineros, para fertilizar plantaciones de frutales o bien para acondicionamiento de suelos. Diversos procesos de estabilizacin qumica combinan slidos de aguas residuales con otros materiales para hacer bioslidos que puedan ser provechosamente usados como fertilizantes, materiales para cubrir vertederos y de relleno para el mejoramiento de las tierras. Adems, para retornar los valiosos recursos al ciclo natural, los slidos de aguas residuales poseen una variedad de usos. Pueden ser quemados y el calor usarse como un recurso de energa. En muchas plantas de tratamiento de aguas residuales de gran tamao, la energa recuperada por la combustin, es suficiente para soportar el complejo sistema de tratamiento, adems con capacidad para otros usos. La ceniza resultante puede usarse como material agregado para la produccin de bloques de concreto o para aplicaciones de deshielo. En la peletizacin, los slidos de aguas residuales se secan y depositan dentro de un molde de pelet (bioslidos). Estos pueden usarse como acondicionador de suelo, ser aadido a mezclas de fertilizantes o mezclado con tierra de vertedero para incrementar la vegetacin. Este pelet es especialmente valioso en cultivos de frutos ctricos y otras cosechas que requieren nutrientes orgnicos. Los slidos de aguas residuales, como materiales de construccin, se combinan con barro convencional y arcilla para producir bioladrillos. Estos excelentes ladrillos de buena calidad se ven y se palpan como ladrillos normales y pueden usarse a pequea escala en proyectos de construccin. Una vez que los slidos removidos de las aguas residuales (bioslidos) han sido tratados, mejoran la fertilidad de los suelos, contribuyendo tanto a los esfuerzos por reciclar los desechos como a su vez preservar el medio ambiente acutico disminuyendo su contaminacin. El uso adecuado de los bioslidos enriquece el suelo, contribuyendo eficazmente con el empleo de productos de bases orgnicas. En ciclos naturales, el uso de productos de aguas residuales ayuda a reducir la cantidad de desechos destinados a los vertederos y disminuye la necesidad de fertilizantes qumicos derivados del petrleo.

Beneficios del uso de bioslidosLa reutilizacin de los bioslidos mejora la productividad de la tierra agrcola al incorporar materia orgnica y nutriente al suelo. Adicionalmente hay un sinnmero de ventajas indirectas a la salud humana y al medio ambiente. Beneficios secundarios de la reutilizacin incluyen la disminucin de la dependencia en fertilizantes qumicos. Los contenidos orgnicos y nutritivos de los bioslidos son un valioso recurso para el mejoramiento de tierras marginales y como suplemento de fertilizantes y de acondicionadores de suelo. Los bioslidos utilizados como fertilizantes aumentan la productividad de las cosechas al mismo tiempo que reducen los costos de los agricultores por la disminucin en el uso de fertilizantes qumicos. El aumento del contenido orgnico en el mejoramiento de terrenos contribuye en aumentar la retencin de agua, aliviana suelos demasiado pesados y enriquece suelos arenosos. Dependiendo de la rotacin de las cosechas, de practicas previas de manejo, tipo de suelo y del nivel de bioslidos aplicados, los agricultores pueden obtener grandes beneficios en el aprovechamiento de este recurso. La reutilizacin de bioslidos no est restringida slo a la agricultura o a tierras agrcolas sino que tambin tiene utilizaciones beneficiosas en terrenos no agrcolas. En la silvicultura se utiliza para aumentar la productividad de los bosques y para revegetalizar y estabilizar bosques talados. Los niveles de nutrientes presentes son una parte importante en la reutilizacin de los bioslidos y su valor como fertilizante se basa principalmente en el contenido de nitrgeno, fsforo y potasio presente.

NORMA Oficial Mexicana NOM-004-SEMARNAT-2002, Proteccin ambiental.- Lodos y bioslidos.-Especificaciones y lmites mximos permisibles de contaminantes para su aprovechamiento y disposicin final.

IntroduccinEn las actividades de desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, as como en las correspondientes a la operacin de las plantas potabilizadoras y de plantas de tratamiento de aguas residuales se generan volmenes de lodos, que en caso de no darles una disposicin final adecuada, contribuyen de manera importante a la contaminacin de la atmsfera, de las aguas nacionales y de los suelos, afectando los ecosistemas del rea donde se depositen. Se ha considerado que los lodos por sus caractersticas propias o por las adquiridas despus de un proceso de estabilizacin pueden ser susceptibles de aprovechamiento siempre y cuando cumplan con los lmites mximos permisibles de contaminantes establecidos en la presente Norma Oficial Mexicana o, en su caso, se dispongan en forma definitiva como residuos no peligrosos; para atenuar sus efectos contaminantes para el medio ambiente y proteger a la poblacin en general.DefinicionesBioslidos:Lodos que han sido sometidos a procesos de estabilizacin y que por su contenido de materia orgnica, nutrientes y caractersticas adquiridas despus de su estabilizacin, puedan ser susceptibles de aprovechamiento.Lodos:Son slidos con un contenido variable de humedad, provenientes del desazolve de los sistemas de alcantarillado urbano o municipal, de las plantas potabilizadoras y de las plantas de tratamiento de aguas residuales, que no han sido sometidos a procesos de estabilizacin.Especificaciones Las personas fsicas o morales interesadas en llevar a cabo el aprovechamiento o disposicin final de los lodos y bioslidos a que se refiere esta Norma Oficial Mexicana, deber de recabar la constancia de no peligrosidad de los mismos en trminos del trmite SEMARNAT-07-007. En el caso del proceso de estabilizacin alcalina, las muestras de lodos deben ser tomadas antes de ser sometidas a este proceso. Los lodos y bioslidos que cumplan con lo establecido en la especificacin 4.1, pueden ser manejados como residuos no peligrosos para su aprovechamiento o disposicin final como se establece en la presente Norma Oficial Mexicana. Para que los bioslidos puedan ser aprovechados, deben cumplir con la especificacin 4.4, 4.5, 4.6, 4.7 y 4.8; y lo establecido en las tablas 1, 2 y 3 de la presente Norma Oficial Mexicana. Los generadores de bioslidos deben controlar la atraccin de vectores, demostrando su efectividad. Para lo cual se pueden aplicar cualquiera de las opciones descritas, de manera enunciativa pero no limitativa, en el Anexo 1 u otras que el responsable demuestre que son tiles para ello. Se deben conservar los registros del control por lo menos durante los siguientes 5 (cinco) aos posteriores a su generacin. Para efectos de esta Norma Oficial Mexicana los bioslidos se clasifican en tipo: excelente y bueno en funcin de su contenido de metales pesados; y en clase: A, B y C en funcin de su contenido de patgenos y parsitos. Los lmites mximos permisibles de metales pesados se establecen en la tabla 1.

Los lmites mximos permisibles de patgenos y parsitos en los lodos y bioslidos se establecen en la tabla 2.

El aprovechamiento de los bioslidos, se establece en funcin del tipo y clase, como se especifica en la tabla 3 y su contenido de humedad hasta el 85%.

La aplicacin de los bioslidos en terrenos con fines agrcolas y mejoramiento de suelos se sujetar a lo establecido en la Ley Federal de Sanidad Vegetal y conforme a la normatividad vigente en la materia. Para la disposicin final de los lodos y bioslidos, stos deben cumplir con la especificacin 4.1 y con los lmites mximos permisibles para el contenido del indicador de contaminacin, patgeno y parsito especificados en la tabla 2, para clase C. Los sitios para la disposicin final de lodos y bioslidos, sern los que autorice la autoridad competente, conforme a la normatividad vigente en la materia. Los lodos y bioslidos que cumplan con lo establecido en la presente Norma Oficial Mexicana, pueden ser almacenados hasta por un periodo de dos aos. El predio en el que se almacenen debe ser habilitado para que no existan infiltraciones al subsuelo y contar con un sistema de recoleccin de lixiviados. Se permite la mezcla de dos o ms lotes de lodos o bioslidos, siempre y cuando ninguno de ellos est clasificado como residuo peligroso y su mezcla resultante cumpla con lo establecido en la presente Norma Oficial Mexicana. Muestreo y anlisis de lodos y bioslidos El generador de lodos y bioslidos por medio de laboratorios acreditados debe realizar los muestreos y anlisis correspondientes para demostrar el cumplimiento de la presente Norma Oficial Mexicana y deber conservar los registros por lo menos los siguientes 5 (cinco) aos posteriores a su realizacin. La frecuencia de muestreo y anlisis para los lodos y bioslidos se realizar en funcin del volumen de lodos generados como se establece en la tabla 4.

El generador podr quedar exento de realizar el muestreo y anlisis de alguno o varios de los parmetros establecidos en la presente Norma Oficial Mexicana, siempre y cuando la deteccin de stos sea en cantidades menores que los lmites mximos establecidos, o cuando por la procedencia de los lodos y bioslidos stos no contengan los contaminantes regulados en la presente Norma Oficial Mexicana, en ambos casos, deber manifestarlo ante la Secretara por escrito y bajo protesta de decir verdad. La autoridad se reserva el derecho de verificar dicha informacin. El generador deber contar con una bitcora de control de lodos y bioslidos, de acuerdo a lo establecido en el Anexo VII. Muestreo y mtodos de pruebaPara el muestreo y determinacin de los valores y concentraciones de los parmetros establecidos en esta Norma, se debern aplicar los mtodos de prueba establecidos en los anexos II, III, IV, V y VI de la presente Norma Oficial Mexicana.BIBLIOGRAFIAES. WIKIPEDIA.COMwww.semarnat.gob.mxdof.gob.mxtratamiento-de-aguas.blogspot.com