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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
101010101010101000% Material Soporte
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
101010101010101000% Material Soporte
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
Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda
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
Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Selección material de enmienda
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
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
Continuación…..RESULTADOS Y DISCUSIÓN: Evaluación de Fitopatógenos y potencial agricola
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