compostaje de biosolidos de plantas de … de biosolidos de plantas de tratamiento de aguas...

COMPOSTAJE DE COMPOSTAJE DE BIOSOLIDOS DE PLANTAS BIOSOLIDOS DE PLANTAS

DE TRATAMIENTO DE DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESAGUAS RESIDUALES

Ing. Andrea PIng. Andrea Péérez Vidalrez Vidal

CONTENIDOCONTENIDOCONTEXTO DE LA INVESTIGACICONTEXTO DE LA INVESTIGACIÓÓNN

OBJETIVOSOBJETIVOS

METODOLOGMETODOLOGÍÍAA

RESULTADOSRESULTADOS

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

RECOMENDACIONESRECOMENDACIONES

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE CAÑAVERALEJO PTAR-C (CALI, VALLE DEL CAUCA)

•POBLACION: 2´369.696 hab. (año 2004) – TEMP.: 24 ºC - ALTITUD:995 m.s.n.m•CAUDAL DE DISEÑO PROMEDIO: 7.6 m3/s•CAUDAL MÁXIMO: 12.24 m3/s•CAUDAL ACTUAL DE OPERACIÓN: 3.50 m3/s•COBERTURA: •PRODUCCIÓN DE LODOS: 13 m3/dia (Sed. Convencional) - 16 m3/dia (TPA)•BIOSÓLIDO: 60 Ton/día (Sed. Convencional) - 80/Ton/día (TPA)

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”

METODOLOGÍA

SELECCISELECCIÓÓN MATERIAL DE SOPORTEN MATERIAL DE SOPORTE

SELECCISELECCIÓÓN MATERIAL DE N MATERIAL DE ENMIENDAENMIENDA

EVALUACIEVALUACIÓÓN DE N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRAGRÍÍCOLA DEL COMPOSTCOLA DEL COMPOST

SELECCISELECCIÓÓN MATERIAL DE SOPORTEN 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

ContinuaciContinuacióónn………………………….. Metodolog.. Metodologííaa

1) ENSAYO 1: Selección mejor proporción de material de soporte

2) ENSAYO 2: SelecciSeleccióón material de soporten material de soporte

ENSAYO 1: Selección mejor proporción de material de soporte

ContinuaciContinuacióón Metodologn Metodologííaa……. . ““SelecciSeleccióón material de soporten material de soporte””

Pilas de 1.0 Ton. Utilizando proporciones (peso/peso) del material de soporte con relación al biosólido de:

*5%*10%*20%

100100100100100100100100100100100100100100% Total de Mezcla

323638323638400000000% Material Enmiendaa

2010520105020105201050% Material Soporte

48545748545760809095809095100% Biosólido

Viruta***R. Poda***Viruta**R. Poda**

141312111098*

7654321*PILA-Nº

MATERIAL

ENSAYO 2: SelecciSeleccióón material de soporten material de soporte

Pilas de 1.5 ton con duplicado ProporciPilas de 1.5 ton con duplicado Proporcióón del 10% n del 10% material de soportematerial de soporte

ContinuaciContinuacióón Metodologn Metodologííaa……. Fase 1 . Fase 1 ““SelecciSeleccióón material de soporten material de soporte””

100100100100100100100100100100% Total de Mezcla

36360036360000% Material Enmienda


5454909054549090100100% Biosólido

VIRUTAR. PODA

5B5A4B4A3B3A2B2A1B1APILA-Nº

MATERIAL

SELECCISELECCIÓÓN MATERIAL DE ENMIENDAN MATERIAL DE ENMIENDAPermite 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) (2.5meses) -- Pilas de 1.0 ton con duplicado. ProporciPilas de 1.0 ton con duplicado. Proporcióón fija de material de n fija de material de soporte (10% residuo de poda) y usoporte (10% residuo de poda) y utilizando proporciones (peso/peso) del material de enmienda de:

* 18%* 36%

100100100100100100100100100100Porcentaje Total de Mezcla


363618183636181800% Material Enmienda

5454727254547272100100% Lodo deshidratado

CACHAZAROPM5B5A4B4A3B3A2B2A

1B1APILA-NºMATERIAL

Continuación …… Metodología

EVALUACIEVALUACIÓÓN DE FITOPATOGENICIDAD Y N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRPOTENCIAL AGRÍÍCOLA DELCOLA DEL COMPOSTCOMPOST

Se identificaron Se identificaron FitopatFitopatóógenosgenos: : FusariumFusarium spsp, , RhizoctoniaRhizoctonia spsp, , PhytophthoraPhytophthora spsp y y BotrytisBotrytis spsp (NTC (NTC 5167)5167)

Se evaluSe evaluóó el potencial agrel potencial agríícola en Rcola en Ráábano y Acelga. Se bano y Acelga. Se conformaron 16 eras con duplicado. (Tasa de conformaron 16 eras con duplicado. (Tasa de aplicaciaplicacióón:2.0 n:2.0 KgKg compost/mcompost/m22 ))

2 Testigos: 100% suelo y Fertilizante qu2 Testigos: 100% suelo y Fertilizante quíímico (10mico (10--3030--10)10)

Se evaluSe evaluóó: : * % de germinaci* % de germinacióónn* Productividad media* Productividad media* Altura de planta * Altura de planta * N* Núúmero de Plantas.mero de Plantas.

ContinuaciContinuacióón n …………..Metodolog..Metodologííaa

VARIABLES DE CONTROL Y RESPUESTA MEDIDAS EN COMPOSTAJEVARIABLES DE CONTROL Y RESPUESTA MEDIDAS EN COMPOSTAJE

Aislamiento en medio de cul.tivo almidón casina.4 veces durante el procesoActinomicetosActinomicetos

Método de Unidades Formadoras de Colonia. 4 veces durante el procesoColiformes Fecales

Aislamiento en medio de cultivo agar nutritivo4 veces durante el procesoBacterias HeterotrBacterias Heterotróóficasficas

Método de Unidades Formadoras de Colonia. 4 veces durante el procesoColiformes Totales

Método de Bailenger modificado.4 veces durante el procesoHuevos de Helmintos viables

Relación entre densidad real y aparente.Final del procesoPorosidad

Método del PicnómetroFina del procesoDensidad Real

Método del núcleoFinal del procesoDensidad Aparente

Espectrofotometría. 4 veces durante el procesoPotasio, Calcio, Magnesio, Sodio, Hierro, Cobre, Zinc, Manganeso y Boro

Digestión y Espectrofotometría.4 veces durante el procesoFósforo total

Digestión y Titulación. 4 veces durante el procesoCarbono orgánico, Nitrógeno Total y Nitrógeno Amoniacal

Variables de respuesta*

-Durante volteo si Humd.< 45%Riego

Medición directa. ReglaAntes y después de cada volteoAltura de pila

-2 veces / semana*Volteo

Gravimétrico3veces/semanaPorcentaje de Humedad

Medición directa. Termómetro bulbo de 60 cmDiariaTemperatura

Potenciométrico3 veces/ semanapH

Variables de ControlMÉTODO DE ANÁLISISFRECUENCIAVARIABLE

*Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. 20ª Edición, 1998.

MEDICIMEDICIÓÓN DE FITOPATN DE FITOPATÓÓGENOS Y GENOS Y VARIABLES AGRVARIABLES AGRÍÍCOLASCOLAS

Peso de Frutos/Peso de Frutos/áárea cosechadarea cosechadaProductividad (Productividad (KgKg/m/m22))

MediciMedicióón directan directaNNúúmero de Plantamero de Planta

MediciMedicióón directan directaAltura de planta (Altura de planta (cmcm))

NNºº Semillas germinadas/NSemillas germinadas/Nºº Semillas Semillas sembradas * 100%sembradas * 100%Porcentaje de Porcentaje de germinacigerminacióón%n%

Aislamiento en medio de cultivos selectivos e Aislamiento en medio de cultivos selectivos e identificaciidentificacióón microscn microscóópica (NTC 5167)pica (NTC 5167)FusariumFusarium, , BotrytisBotrytis y y RhizoctoniaRhizoctonia ((AgarAgar Papa Papa dextrosadextrosa--PDA)PDA)PhytophthoraPhytophthora ((AgarAgar Avena+AntibiAvena+Antibióótico)tico)

FitopatFitopatóógenosgenos

MÉTODO DE ANÁLISISVARIABLE

RESULTADOS Y DISCUSIÓNEnsayo 1: Selección mejor proporción de material de soporte (10% en peso)

0653.448% B - 32% ROPM - 20% Viruta14

0651.954% B - 36% ROPM - 10% Viruta13

0248.757% B - 38% ROPM - 5% Viruta12

142369.448% B - 32% ROPM - 20% Poda11

122069.354% B - 36% ROPM - 10% Poda10

21657.157% B - 38% ROPM - 5% Poda

MEZCLAS

9

0350.460% B - 40% ROPMTESTIGO8

31759.380% B - 20% Viruta7

61558.190% B - 10% Viruta6

52360.595% B – 5% Viruta5

203365.780% B - 20% Poda4

133363.690% B - 10% Poda3

72461.595% B – 5% Poda

BLANCOS

2

31558.0100% BTESTIGO1

Nº de Días con

T > 55ºC

Nº de Días con T >

45ºC

Tº Máx. Alcanzada

ºCComposiciónClasePila

Nº

Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de soporte- Ensayo 2

Ensayo 2:Ensayo 2:SelecciSeleccióón material de soporte (Residuo de Poda)n material de soporte (Residuo de Poda)

103062.054%B+36%+ROPM+10%Viruta5

284971.854%B+36%ROPM +10% PodaMEZCLA

4

92864.490% B + 10% Viruta3184067.590% B + 10% Poda

BLANCO2

42467.6100% Biosólido (B)TESTIGO1

Nº de Días con T> 55ºC

Nº de Días con T > 45ºC

Tº Máx. Alcanzada

ºCComposiciónClase

Trata-miento

Nº

Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de soporte- Ensayo 2

Mejor material: Mejor material: 10%10% Residuo de Poda Residuo de Poda

RESUMEN RESULTADOS SELECCIÓN MATERIAL DE SOPORTE

Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda

Selección material de enmienda

32.068.068.410% Poda + 72% Lodo ED+ 18%Cachaza5

42.060.068.510% Poda + 54% Lodo ED+ 36%Cachaza4

17.063.067.110% Poda + 72% Lodo ED+ 18%ROPM3

15.055.063.410% Poda + 54% Lodo ED+ 36%ROPM2

10.036.064.0100% Lodo Espesado Deshidratado (LodoED)1

Nº de Días con

T > 55ºC

Nº de Días con

T> 45ºC

TºMáximaAlcanzada

ºCComposición

Trata-miento

Nº


Mejor material de enmienda:Mejor material de enmienda: Cachaza (36%)Cachaza (36%)

RESUMEN RESULTADOS SELECCIÓN MATERIAL DE ENMIENDA

CARACTERCARACTERÍÍSTICAS FISICOQUSTICAS FISICOQUÍÍMICAS Y MICROBIOLMICAS Y MICROBIOLÓÓGICAS GICAS DEL COMPOST VS LEGISLACIDEL COMPOST VS LEGISLACIÓÓNN


EVALUACIEVALUACIÓÓN DE FITOPATOGENICIDAD Y N DE FITOPATOGENICIDAD Y POTENCIAL AGRPOTENCIAL AGRÍÍCOLACOLA

Presencia de Presencia de FusariumFusarium spsp en el 100% suelo y en el 100% suelo y Compost 100% lodo. No se presentCompost 100% lodo. No se presentóó dadañño en la o en la plantaplantaTodas las variables agrTodas las variables agríícolas evaluadas colas evaluadas presentaron mejores valores con el uso de todos presentaron mejores valores con el uso de todos los compost con relacilos compost con relacióón al testigo 100% suelo.n al testigo 100% suelo.

Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Evaluación de Fitopatógenos y potencial agricola


VARIABLES AGRVARIABLES AGRÍÍCOLAS COLAS RRÁÁBANOBANO

C1: 100C1: 100%Bios%BiosóólidolidoC2: 54 C2: 54 BiosBiosóólidolido+36 ROPM+10 poda C3: 54 +36 ROPM+10 poda C3: 54 BiosBiosóólidolido+36 ROPM+10 poda+36 ROPM+10 podaC4: 54 C4: 54 BiosBiosóólidolido+36 Cachaza+10 poda C5: 72 +36 Cachaza+10 poda C5: 72 BiosBiosóólidolido+18 Cachaza+10 poda+18 Cachaza+10 poda

1.91.61.81.81.82.11.1PRODUCTIVIDAD (Kg/ m2)

8874938590936260 días

9288939295947045 días

9495969696959830 días

73667676069776559958115 días

Nº DE PLANTAS

22.522.823.321.022.126.818.260 días

16.917.018.815.616.821.713.545 días

12.612.914.212.812.317.39.130 días

6.36.17.05.37.16.54.315 días

ALTURA (cm)

70.164.472.466.472.9-55.4% DE GERMINACIÓN

C5C4C3C2C1FERTILIZANTESUELOVARIABLE AGRÍCOLA

VARIABLES AGRVARIABLES AGRÍÍCOLAS COLAS ACELGAACELGA


C1: 100C1: 100%Bios%BiosóólidolidoC2: 54 C2: 54 BiosBiosóólidolido+36 ROPM+10 poda C3: 54 +36 ROPM+10 poda C3: 54 BiosBiosóólidolido+36 ROPM+10 poda+36 ROPM+10 podaC4: 54 C4: 54 BiosBiosóólidolido+36 Cachaza+10 poda C5: 72 +36 Cachaza+10 poda C5: 72 BiosBiosóólidolido+18 Cachaza+10 poda+18 Cachaza+10 poda

1.11.61.51.31.01.50.7PRODUCTIVIDAD(Kg/ m2)

6368706258635160 días

7075777469756445 días

8584888081848230 días

21521922418417114613215 días

Nº DE PLANTAS

23.624.824.825.122.525.420.460 días

19.920.519.820.318.721.716.245 días

10.012.211.110.99.213.88.130 días

5.74.44.04.26.44.63.715 días

ALTURA (cm)

71.873.174.861.457.848.844.2% DE GERMINACIÓN

C5C4C3C2C1FERTILIZANTESUELOVARIABLE AGRÍCOLA

•• El estudio mostrEl estudio mostróó la viabilidad del compostaje del la viabilidad del compostaje del biosbiosóólido de la PTARlido de la PTAR--C. Sin embargo, se evidenciC. Sin embargo, se evidencióó que que para 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 (10%) y la cachaza con material de enmienda (36%).

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 mostróque su uso mejoró las condiciones de desarrollo de las especies vegetales evaluadas con relación al suelo. Asímismo, 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.

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

PARA UN MEJOR PROCESO DE COMPOSTAJE DE PARA UN MEJOR PROCESO DE COMPOSTAJE DE BIOSBIOSÓÓLIDOS DE LA PTARLIDOS DE LA PTAR--C SE RECOMIENDA:C SE RECOMIENDA:

Orden de mezcla de los materiales: mezclar inicialmente Orden de mezcla de los materiales: mezclar inicialmente el biosel biosóólido y el material de soporte y posteriormente lido y el material de soporte y posteriormente incorporar el material de enmienda.incorporar el material de enmienda.

Mantener la humedad por encima de 45%Mantener la humedad por encima de 45%

El riego debe efectuarse durante el volteo (evitar grumos)El riego debe efectuarse durante el volteo (evitar grumos)

Frecuencia de volteo: 2 veces/Frecuencia de volteo: 2 veces/semsem. durante fase . durante fase termofilicatermofilica y 1 vez/y 1 vez/semsem durante maduracidurante maduracióónn

Alturas mayores o iguales a 1.0 metro (1.5 Toneladas)Alturas mayores o iguales a 1.0 metro (1.5 Toneladas)

TamaTamañño de la viruta sea inferior o igual a 5 o de la viruta sea inferior o igual a 5 cmcm y el y el residuo de poda deberresiduo de poda deberáá ser previamente trituradoser previamente triturado

Garantizar que la Garantizar que la composteracompostera estestéé cercada y libre de cercada y libre de acceso a animales como roedores, aves, perros, gatos acceso a animales como roedores, aves, perros, gatos entre otros. entre otros.

Se recomienda evaluar otros materiales de enmienda Se recomienda evaluar otros materiales de enmienda que aporten Carbonoque aporten Carbono

EvaluaciEvaluacióón econn econóómica y ambiental del uso Fertilizante mica y ambiental del uso Fertilizante ququíímico mico vsvs CompostCompost

RECOMENDACIONES

MEDICIMEDICIÓÓN EN CAMPO DE VARIABLES N EN CAMPO DE VARIABLES DE CONTROL Y RESPUESTADE CONTROL Y RESPUESTA

Temperatura en 5 Temperatura en 5 puntos de la Pilapuntos de la Pila

Toma de muestra Toma de muestra compuesta para compuesta para pHpH, Humedad y , Humedad y Variables de Variables de respuesta en 5 respuesta en 5 puntos de la Pilapuntos de la Pila

Altura y NAltura y Núúmero de Plantas para el mero de Plantas para el cultivo de Rcultivo de Ráábanobano

ALTURA PROMEDIO

4,36,5 7,1

5,37,0 6,1 6,3

8,09,1

17,3

12,3 12,8 14,212,9 12,6

16,519,4

16,917,018,8

15,616,6

21,7

13,5

18,2

26,8

22,121,0

23,3 22,8 22,5 23,5

0

5

10

15

20

25

30

Blan

co

Fert

iliza

nte

Com

post

1

Com

post

2

Com

post

3

Com

post

4

Com

post

5

Com

post

6

ALT

URA

(cm

)

15 Días 30 días 45 días 60 días

Nº DE PLANTAS

633736

676760

697765

599581

96949596969695909292889392959470 91887485909362 93

0

100

200

300

400500

600

700

800

900

Blan

co

Fert

iliza

nte

Com

post

1

Com

post

2

Com

post

3

Com

post

4

Com

post

5

Com

post

6

Nº d

e pl

anta

s

15 días 30 días 45 días 60 días

Altura y NAltura y Núúmero de Plantas para el mero de Plantas para el cultivo de Acelgacultivo de Acelga

ALTURA PROMEDIO

3,7 4,6 5,44,2 4,0 4,4

5,7 5,68,1

13,8

9,210,9 11,1 12,2 10,8 10,6

16,2

21,718,7

20,3 19,8 20,5 19,9 19,720,4

25,422,5

25,1 24,0 24,8 23,6 23,1

0

5

10

15

20

25

30

Blan

co

Fert

iliza

nte

Com

post

1

Com

post

2

Com

post

3

Com

post

4

Com

post

5

Com

post

6

ALT

URA

(cm

)

15 días 30 días 45 dias 60 días

Nº DE PLANTAS

132146

171184

224 219 215

85848880818482

70757774697564 636870625863

51

0

50

100

150

200

250

Blan

co

Fert

iliza

nte

Com

post

1

Com

post

2

Com

post

3

Com

post

4

Com

post

5

Nº d

e pl

anta

s

15 días 30 días 45 días 60 días

compostaje de biosolidos de plantas de … de biosolidos de plantas de tratamiento de aguas...

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