MANEJO DE LODOS

Dr. Lucas Burchard SeñoretSecretaría Regional Ministerial de Salud de Antofagasta, Chile

2010

Manejo de Lodos

• Se llaman LODOS o FANGOS a los residuos semisólidos generados en el proceso de una planta de tratamiento de aguas servidas.

• Algunos autores llaman a estos lodos BIOSÓLIDOS cuando se les va a dar un fin útil.

Manejo de Lodos

• Estos lodos se generan por la sedimentación o precipitación de la materia orgánica e inorgánica contenida en el agua servida.

Manejo de Lodos

• Los lodos tienen importancia para la salud pública porque:

• a) Pueden contener microorganismos patógenos, tales como bacterias, virus y huevos de parásitos y,

• b) Pueden contener metales pesados tales como plomo, cadmio, cobre, mercurio, níquel, selenio, cinc y arsénico.

Manejo de Lodos

• Estos microorganismos son:• Salmonella spp.• Shigella spp.• Escherichia coli• Campylobacter spp.• Yersinia enterocolitica• Clostridium perfringens• Vibrio cholerae

Manejo de Lodos

• VIRUS HEPATITIS A

• ENTEROVIRUS

• ROTAVIRUS

• VIRUS POLIOMIELITIS

• Ascaris lumbricoides

• Giardia lamblia

• Entamoeba hystolitica

Manejo de Lodos

• Según su grado de maduración podemos clasificarlos en:

• a) CRUDOS, que son aquellos provenientes de la etapa de decantación primaria y,

• b) ESTABILIZADOS, aquellos con una reducción importante del potencial de atracción de vectores, lo que normalmente se produce al final del tratamiento.

TRATAMIENTO PRELIMINAR

ESTANQUE SECUNDARIO

DIGESTOR

CANCHA DE SECADO

CÁMARA DE CONTACTO

Lodos activados

Lodos tratados (estabilizados)

Agua tratada

FLUJOGRAMA ESQUEMÁTICO DE UNA PLANTA DE AGUAS SERVIDAS.

ESTANQUE PRIMARIO

ESTANQUE DE AIREACIÓN Lodos crudos

“licor”

Manejo de Lodos

• Los lodos crudos solo pueden usarse dentro del proceso de tratamiento de las aguas servidas, ya sea como insumo para el proceso de digestión o, como “licor” para regenerar la flora bacteriana del estanque de aireación.

• No pueden sacarse de la planta por el riesgo que representan a la salud.

Manejo de Lodos

• Por tanto, los lodos que nos interesan son los denominados ESTABILIZADOS.

• Es decir, los que han recibido la totalidad de un proceso apropiado de tratamiento en la planta de aguas servidas.

DIAGRAMA DE PROCESOS DETRATAMIENTO DE LODOS*

PRETRATAMIENTODESINFECCIÓN

ACONDICIONAMIENTO

ESTABILIZACIÓN

ESPESAMIENTO

Maceración

Mezcla

Almacenamiento

Desarenado

Tambor R.

Gravedad

Flotación

Centrifugación.Grav..Banda

Cloración

Con cal

Térmico

Anaerobiosis

Aerobiosis

Compostaje

Químico

Elutriación

Térmico

Pasteurización

Almac-Plazo

*Tomado de: Bonilla, Luis. Diagrama de los procesos de tratamiento de fango. http://www.fimcp.espol.edu.ec/post/post1/fangos.ppt

*Tomado de: Bonilla, Luis. Diagrama de los procesos de tratamiento de fango. http://www.fimcp.espol.edu.ec/post/post1/fangos.ppt

Filtro Vacío

Filtro Prensa

Filtro Banda H.

Centrífuga

Eras Secado

Lagunaje

EEM

Instantáneo

Pulverización

Horno Rotativo

HPM

Incineración HPM

Incineración HLF

Combustión

Incineración

Reactor vertical.

Oxidación

Vertedero

Suelo

Terreno

Reutilización

SECADO REDUCCIÓN TÉRMICA EVACUACIÓN

FINAL

DESHIDRATACIÓN

DIAGRAMA DE PROCESOS DE TRATAMIENTO DE LODOS*

HPM = Horno de piso múltiple; HLF = Horno de Lechos Fluidificados; EEM = Evaporador Efecto Múltiple.

LODOS ESTABILIZADOS

¿ Qué se entiende por lodo estabilizado o cómo se produce?

Manejo de Lodos

• El objetivo de la estabilización del lodo es:

• Reducir, en forma significativa, el contenido de microorganismos patógenos,

• Eliminar los olores desagradables y

• Reducir o eliminar su potencial de putrefacción.

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• Un lodo se puede considerar estabilizado si:

• Ha tenido una reducción del 38 %, o más, de su contenido de SÓLIDOS VOLÁTILES o,

• Ha tenido una reducción del 25 %, o más, de su contenido de humedad o,

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• Ha tenido un tiempo de permanencia de 25 o más días en una unidad de oxidación biológica o,

• Tiene un pH mayor o igual a 12. Este pH puede lograrse en forma natural o artificial*. Si es natural debe mantenerse al menos por 2 horas y de 11,5 por 22 horas adicionales.

* Mediante la adición de materiales alcalinos.

Manejo de Lodos

• Ha sido tratado a temperatura media igual o mayor a 45 º C, en forma aerobia, por 14 o más días, siendo la temperatura mínima del proceso de 40 º C o,

• Tiene una tasa de consumo de oxígeno igual o menor a 1,5 mg/gramo de sólidos totales BMS* por hora a 20 ºC.

* BMS = Base Materia Seca

Manejo de Lodos

• Es decir, para considerarlo estabilizado el lodo debe cumplir uno de estos requisitos:

• Sólidos Volátiles (38 % reducción) o,• Humedad (75 % ) o,• pH (12) o,• Temperatura-Tiempo (lodos aerobios, 45º C x 14

días)• Tasa de consumo de oxígeno (lodos aerobios, <

1,5 mg/gr ST-BMS)

CLASIFICACIÓN SANITARIA DE LODOS ESTABILIZADOS

¿Cuántos tipos de lodo estabilizado hay?

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• Desde el punto de vista del riesgo para la salud podemos clasificarlos en:

• a) Lodos sin restricción sanitaria, llamados también CLASE A, que son aquellos que pueden ser aplicados a los suelos sin inconvenientes, porque no hay riesgo para la salud humana, animal ni vegetal.

Manejo de Lodos

• b) Lodos con restricciones sanitarias, llamados también CLASE B, que son aquellos cuya aplicación dependerá de la localización y tipo de suelos y cultivos.

• c) Lodos peligrosos, que son aquellos de alto riesgo para la salud y que deben manejarse como residuos peligrosos.

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• En consecuencia, los lodos estabilizados pueden ser clasificados como:

• a) Clase A,

• b) Clase B y

• c) Peligrosos

LODO CRUDO

LODO ESTABILIZADO

LODO PELIGROSO

LODO CLASE B

LODO CLASE A

LODOS CLASE B

Manejo de Lodos

• El lodo estabilizado clase B debe cumplir con el siguiente requisito:

• No más de 2 x 106 coliformes fecales por gramo de sólidos*.

* Media geométrica de 7 muestras.

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• Esto se logra mediante uno de estos procesos:

• a) Tiempo de permanencia de 40 – 60 días a 15 – 20 º C, en condiciones aerobias,

• b) Tiempo de permanencia de 15 – 60 días a 22 – 55 º C, en condiciones anaeróbicas.

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• c) Tiempo de permanencia de 3 – 6 meses con temperatura superior a 0º C, al menos por 2 meses, cuando se hace secado al aire del lodo,

• d) Tiempo de permanencia de 5 días a 40 – 55 º C, cuando se usa el compostaje y,

• e) Tiempo de permanencia de 2 horas a pH 12 al ser alcalinizados con cal viva o apagada.

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• Un lodo clase B puede salir de la Planta con las condiciones ya descritas o puede ser procesado para convertirlo en clase A.

LODO CRUDO LODO CLASE B LODO CLASE A

LODOS CLASE A

Manejo de Lodos

• El lodo estabilizado clase A debe cumplir 2 requisitos:

• 1.- No más de 1.000 coliformes fecales por gramo ni más de 3 Salmonella por 4 gramos y,

• 2.- Carecer de huevos de helmintos viables en 4 gramos.

Manejo de Lodos

• Los huevos de helmintos son especialmente resistentes al proceso de tratamiento de los lodos, por lo que para su destrucción se recomiendan las siguientes técnicas:

• a) Compostaje: Las pilas de acumulación deben mantenerse a >55 º C por 3 -15 días,

• b) Secado térmico: aplicación de calor por gases a > 80 º C con reducción de humedad al 10 %,

Manejo de Lodos

• c) Tratamiento con calor: los lodos en estado líquido se hierven a 180 º C por 30 minutos,

• d) Digestión aerobia termófila: los lodos líquidos se mantienen a 55 – 60 º C por 10 días en condiciones aeróbicas,

Manejo de Lodos

• e) Pasteurización: los lodos se calientan a >70 ºC durante >30 minutos,

• f) Irradiación: puede ser con haces de electrones o rayos gamma,

• g) Alcalinización: el pH del lodo se eleva a 12 con una temperatura de > 52ºC durante 3 días. Luego debe secarse hasta una humedad del 50 %,

Manejo de Lodos

• h) Otras combinaciones tiempo – temperatura: los lodos deben mantenerse a cierta temperatura por un tiempo mínimo.

• El tratamiento para eliminar los huevos de helmintos también permite reducir significativamente el número de coliformes fecales y Salmonella.

CONTENIDO METALES PESADOS DE LODOS

Manejo de Lodos

• Además, el lodo estabilizado clase A o B debe tener límites de metales pesados:

• Arsénico = < 20 mg/kg BMS

• Cadmio = <8 mg/kg BMS

• Cobre =<1.000 mg/kg BMS

• Mercurio = <4-10 mg/kg BMS

• Níquel = <80 mg/kg

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• Plomo = <100-300 mg/kg BMS

• Selenio = <20-50 mg/kg BMS

• Cinc = <2.000 mg/kg BMS

• Aquellos metales que tienen rango debe demostrarse que no es peligroso (Hg, PB y Se).

Manejo de Lodos

• Sin embargo, si el lodo se va a aplicar a suelos degradados, es decir, que no pueden ser usados de manera sustentable para la producción agropecuaria, se permite que tenga mayores concentraciones de metales pesados.

Manejo de Lodos

• Así, el contenido de metales puede subir a:

• Arsénico = de 20 a 40 mg/kg BMS

• Cadmio = de 8 a 40 mg/kg BMS

• Cobre = de 1.000 a 1.200 mg/kg BMS

• Mercurio = de 10 a 20 mg/kg BMS

• Níquel = de 80 a 420 mg/kg BMS

• Plomo = de 300 a 400 mg/kg BMS

LODOS PELIGROSOS

Manejo de Lodos

• Un lodo peligroso es aquél que:

• a) Contiene más de 2 x 106 coliformes fecales por gramo de sólidos totales o,

• b) más de 20 mg/kg BMS* de cadmio o,

• c) más de 4 mg/kg BMS de mercurio o,

• d) más de 100 mg/kg BMS de plomo o,

• d) más de 20 mg/kg BMS de selenio.

*BMS = Base Materia Seca.

Manejo de Lodos

• El lodo peligroso debe manejarse como un residuo peligroso.

• Luego, solo puede disponerse en sitios especialmente habilitados para este tipo de residuos.

• No tiene utilidad como insumo en otros procesos por su riesgo sanitario.

DISPOSICIÓN FINAL DE LODOS ESTABILIZADOS

¿ Qué hacemos con los lodos estabilizados generados por las

PTAS?

Manejo de Lodos

DISPOSICIÓN DE LODOS EN LA UNIÓN EUROPEA (2009)

Manejo de Lodos

• Es recomendable que los lodos estabilizados no permanezcan más de 7 días en la planta generadora.

• Asimismo, no debe tenerse cantidades superiores a 35 toneladas para lodos clase B y 40 toneladas para los clase A.

Manejo de Lodos

• Los lodos estabilizados pueden disponerse en:

• 1.- Rellenos Sanitarios, en un volumen no superior al 8% del total de residuos domésticos. En este cado la humedad del lodo será del 70 % o menos. Solo permite lodos A y B.

Manejo de Lodos

• Asimismo, en el relleno sanitario puede habilitarse un mono-relleno, es decir un relleno exclusivo para lodos, como instalación anexa, con recubrimiento diario.

Manejo de Lodos

• 2.-Plantas de tratamiento de aguas servidas, donde puede habilitarse un mono-relleno como instalación anexa, también con recubrimiento diario.

Manejo de Lodos

• 3.-Mono-rellenos independientes, con sistema de impermeabilización, control de olores y recubrimiento diario. La frecuencia de recubrimiento puede aumentarse si es necesario.

Manejo de Lodos

• 4.- Suelos, los que deben cumplir con ciertos requisitos de seguridad , ubicación, humedad, precipitaciones, composición, acidez y pendiente.

Manejo de Lodos

• Así, no se pueden aplicar lodos a suelos con más de 70 % de arena y que tengan más de 100 mm de precipitación media anual.

• Tampoco a suelos con pH inferior a 5.• Además, si la pendiente es superior al 15 %.• No se pueden aplicar si los suelos están saturados

de agua la mayor parte del tiempo (vegas, bofedales, ñadis, pantanos, etc..) o tengan riesgo de inundación.

Manejo de Lodos

• Tampoco si la napa freática está a menos de 1 metro de profundidad ni en suelos cubiertos con nieve..

• No se aconseja a menos de 15 metros de la ribera de ríos y lagos o de áreas que sean fuente de agua para consumo animal.

Manejo de Lodos

• El área de aplicación de lodos deberá estar a:

• 1.- Más de 300 metros de poblaciones, hospitales, escuelas, locales de alimentos y fuentes de captación da agua subterránea para uso humano.

• 2.- Más de 100 metros de viviendas aisladas.

Manejo de Lodos

• Las fuentes de captación de aguas superficiales estarán protegidas por un área delimitada de 500 metros de largo en las zonas superior e inferior, estando la superior a 1.000 metros aguas arriba y la inferior, 200 metros aguas abajo.

1.200 mts.

500 mts.

1.000 mts.

200 mts.

250mts.

FUENTE DECAPTACIÓNDE AGUA USOHUMANO

AGUAS ARRIBA

Manejo de Lodos

• 3.- El área de aplicación estará cercada y señalizada.

Manejo de Lodos

• Para aplicar lodos estabilizados al suelo se necesita conocer, además:

• a) Contenido de metales pesados del lodo y

• b) Contenido de metales pesados del suelo

Manejo de Lodos

• Los contenidos máximos de metales pesados en los lodos estabilizados ya los revisados con anterioridad en esta presentación.

• En consecuencia, nos abocaremos al contenido de éstos en el suelo al cual se van a aplicar los lodos.

Manejo de Lodos

• Los suelos de Chile, desde el punto de vista de la aplicación de lodos estabilizados se han dividido en 2 zonas:

• a) Macrozona Norte : desde Arica a O’Higgins y,

• b) Macrozona Sur : desde Maule hasta Magallanes.

NORTE NORTE SUR

METAL pH > 6,5 pH < 6,5 pH > 5

As 20 12,5 10

Cd 2 1,25 2

Cu 150 100 75

Hg 1,5 1 1

Ni 112 50 30

Pb 75 50 50

Se 4 3 4

Zn 175 120 175

Contenido máximo de metales en suelo ( en mg/kg base materia seca)

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• Sin embargo, estos requisitos no se aplican para la disposición de lodos estabilizados en:

• Minas a tajo abierto,

• Excavaciones de áridos,

• Excavaciones de canteras

• Depósitos de relaves o estériles.

Manejo de Lodos

• La tasa máximo de aplicación de lodos estabilizados por hectárea es de 90 toneladas/ año.(base materia seca).

• Los lodos no pueden aplicarse durante el ciclo vegetativo de cultivos hortícolas o frutícolas menores que crezcan a ras de suelo y se consuman habitualmente crudos

Manejo de Lodos

• Los lodos tipo A pueden aplicarse en cualquier fecha antes de la siembra de estos cultivos, pero los tipo B sólo con un año de antelación.

• Son cultivos hortícolas y frutícolas menores de la categoría mencionada: lechuga, cilantro, repollo, achicoria, berro, apio, perejil, betarraga, zanahoria, acelga y frutilla.

Manejo de Lodos

• Los lodos tipo A no tienen restricciones para su aplicación en:

• Praderas

• Cultivos forrajeros

• Uso forestal

• Cultivos en altura o que se consuman habitualmente cocidos (ej.:papas).

Manejo de Lodos

• Los lodos tipo B tienen estas restricciones de aplicación:

• Las que se indicaron para los cultivos que crecen a ras de tierra y se comen habitualmente crudos,

• 30 días antes del pastoreo o cosecha de forrajes y• 30 días de restricción en suelos forestales si es

que hay control de acceso al área.

CARACTERÍSTICAS DEL LODO

CARACTERÍSTICAS DEL SUELO

TASA DE APLICACIÓN

Foto: www.chilebicentenario.cl

Este tema de los lodos es demasiado complicado para mí.

FIN