Analisis preliminar de las variables físicas y microbiológicas del compostaje de biosólidos
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2015-04-01
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Resumen
En la presente investigación se analiza el compostaje como alternativa para el manejo y disposición de los biosolidos, con el cual se busca mejorar las características físicas y microbiológicas del biosolido, con el fin de que se pueda clasificar como un compost de uso agrícola.
El compostaje es un proceso en el que se regula el contenido microbiológico de materia orgánica por medio del control de variables físicas tales como pH, humedad y temperatura, este control se hace periódicamente, con el fin de establecer cambios que presente el material y verificar que los valores estén dentro de los rangos establecidos por la norma, de no ser así adoptar las soluciones que se adapten mejor a la situación.
El estudio se llevara a cabo teniendo como materia prima biosolido producido por la planta de tratamiento de agua residual PTAR EL SALITRE de Bogotá, siendo este el resultado final de la deshidratación de lodo cloacal. El proceso de tratamiento de la PTAR EL SALITRE es convencional, pasando por el cribado, la sedimentación, tratamiento químico asistido de lodos y la deshidratación, obteniendo finalmente materia biofísica con altos contenidos de humedad conocida como biosolido.
Dentro de la planta se hacen los análisis correspondientes para determinar el grado de peligrosidad con el que el biosolido es producido, según los parámetros establecidos por la norma 503 de la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) de estados unidos y recientemente por el decreto 1287 del 2014 del ministerio de vivienda, ciudad y territorio en Colombia, los resultados arrojados muestran que el biosolido es de clase B, el cual no permite usar en lugares públicos donde se puedan tener contacto directo con el material, ya que tiene altos contenidos de patógenos.
Con el fin de estabilizar el contenido microbiológico al interior del biosolido y garantizar un material que pueda ser empelado para agricultura y rehabilitación de suelos (biosolido clase A), se elaboraron tres pilas con igual cantidad de material base (biosolido) al que se le adiciono un material de soporte (caña, pasto, cascara de huevo) y enmienda (aserrín, viruta), con variación de proporciones en cada pila, garantizando dimensiones de metro cubico (1m3) de material.
El proceso de análisis y desarrollo abarca un periodo de 6 meses en los cuales se toman datos de pH y temperatura diariamente y humedad semanalmente, con el análisis de dichas variables se establece la periodicidad con la que se hacen volteos para equilibrar las cargas microbiológicas en el interior y exterior de la pila. Los análisis microbiológicos de patógenos se realizan en los últimos dos meses de estudio, para establecer el cambio generado durante el proceso, considerando los
cuatros meses posteriores como un tiempo adecuado en el que el material se estabiliza.
El análisis del comportamiento de las variables físicas estudiadas (pH, humedad y temperatura) muestra una correlación directa en la que se establece que durante unos rangos determinados se comportan de manera más adecuada, mostrando que el pH tiene resultados más favorables cuando la temperatura varía entre los 35 y 45°C. Así mismo en la temperatura se observan mejores resultados cuando el contenido de humedad esta entre 45 y 60%.
En el proceso se da una reducción de volumen entre el 40 y 50% a causa de la disminución excesiva de humedad considerando que el biosolido trae un contenido de agua alto, ocasionando que el proceso se comporte de maneras no esperadas, haciendo necesario implementar más material para estabilizar y lograr culminar con buenos resultados. La reducción de patógenos es constante dentro del proceso, el cual disminuyó en un millón la cantidad presente al comienzo.
Aunque todas las pilas presentan disminución de patógenos la pila que cumple con los propósitos planteados fue la pila con material de soporte cascara de huevo en relación 1:0.3:0.7 (biosolido: soporte: enmienda).En la presente investigación se analiza el compostaje como alternativa para el manejo y disposición de los biosolidos, con el cual se busca mejorar las características físicas y microbiológicas del biosolido, con el fin de que se pueda clasificar como un compost de uso agrícola.
El compostaje es un proceso en el que se regula el contenido microbiológico de materia orgánica por medio del control de variables físicas tales como pH, humedad y temperatura, este control se hace periódicamente, con el fin de establecer cambios que presente el material y verificar que los valores estén dentro de los rangos establecidos por la norma, de no ser así adoptar las soluciones que se adapten mejor a la situación.
El estudio se llevara a cabo teniendo como materia prima biosolido producido por la planta de tratamiento de agua residual PTAR EL SALITRE de Bogotá, siendo este el resultado final de la deshidratación de lodo cloacal. El proceso de tratamiento de la PTAR EL SALITRE es convencional, pasando por el cribado, la sedimentación, tratamiento químico asistido de lodos y la deshidratación, obteniendo finalmente materia biofísica con altos contenidos de humedad conocida como biosolido.
Dentro de la planta se hacen los análisis correspondientes para determinar el grado de peligrosidad con el que el biosolido es producido, según los parámetros establecidos por la norma 503 de la Agencia de Protección del Medio Ambiente (EPA) de estados unidos y recientemente por el decreto 1287 del 2014 del ministerio de vivienda, ciudad y territorio en Colombia, los resultados arrojados muestran que el biosolido es de clase B, el cual no permite usar en lugares públicos donde se puedan tener contacto directo con el material, ya que tiene altos contenidos de patógenos.
Con el fin de estabilizar el contenido microbiológico al interior del biosolido y garantizar un material que pueda ser empelado para agricultura y rehabilitación de suelos (biosolido clase A), se elaboraron tres pilas con igual cantidad de material base (biosolido) al que se le adiciono un material de soporte (caña, pasto, cascara de huevo) y enmienda (aserrín, viruta), con variación de proporciones en cada pila, garantizando dimensiones de metro cubico (1m3) de material.
El proceso de análisis y desarrollo abarca un periodo de 6 meses en los cuales se toman datos de pH y temperatura diariamente y humedad semanalmente, con el análisis de dichas variables se establece la periodicidad con la que se hacen volteos para equilibrar las cargas microbiológicas en el interior y exterior de la pila. Los análisis microbiológicos de patógenos se realizan en los últimos dos meses de estudio, para establecer el cambio generado durante el proceso, considerando los
cuatros meses posteriores como un tiempo adecuado en el que el material se estabiliza.
El análisis del comportamiento de las variables físicas estudiadas (pH, humedad y temperatura) muestra una correlación directa en la que se establece que durante unos rangos determinados se comportan de manera más adecuada, mostrando que el pH tiene resultados más favorables cuando la temperatura varía entre los 35 y 45°C. Así mismo en la temperatura se observan mejores resultados cuando el contenido de humedad esta entre 45 y 60%.
En el proceso se da una reducción de volumen entre el 40 y 50% a causa de la disminución excesiva de humedad considerando que el biosolido trae un contenido de agua alto, ocasionando que el proceso se comporte de maneras no esperadas, haciendo necesario implementar más material para estabilizar y lograr culminar con buenos resultados. La reducción de patógenos es constante dentro del proceso, el cual disminuyó en un millón la cantidad presente al comienzo.
Aunque todas las pilas presentan disminución de patógenos la pila que cumple con los propósitos planteados fue la pila con material de soporte cascara de huevo en relación 1:0.3:0.7 (biosolido: soporte: enmienda).
Abstract
The research discusses some alternatives for the management and disposal of biosolids produced by wastewater treatment plants. Based on the theoretical review, the best alternative was chosen in terms of cost-benefit ratio and profit-time.
Composting is a process in which the microbial content of organic matter is regulated by controlling physical variables such as pH, humidity and temperature. This control is periodically performed to identify changes in the material, ensuring an appropriate behavior and analyzing the problem to generate solutions to address the situation.
The study was carried out starting with biosolids as raw material produced by the wastewater treatment plant (WWTP) El Saltire in Bogota. This material is the result of the sewage sludge dehydration. The treatment process in the plant is conventional through screening, sedimentation, chemical assisted treatment sludge and dehydration, finally getting biophysical matter with high content of moisture, what is known as biosolids.
Inside the plant the corresponding analyzes are done to determine the hazardous degree to which the sewage sludge is produced, according to the parameters of the regulation 503 of the Environmental Protection Agency (EPA) of the United States and recently by the “Decreto 1287, 2014 of the Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio en Colombia”. The results show that it this biosolid is class “B” which is not allowed to be used in public places where people might have direct contact with this.
In order to stabilize the microbiological content within the sewage sludge and to ensure a material that might be used for agriculture and soil remediation (biosolids class A), three piles with equal amount of base material (biosolids) and a support material was adde and an amendment with different proportions in each pile, ensuring dimensions that result in the total use of one cubic meter (1m3) of material. The process of the analysis and development last for a period of six months in which different data was weekly collected such as pH, temperature and humidity. With these the mixing frequency was established to balance the microbiological loads inside and outside the piles. The microbiological analysis was performed in the last two months of the study to establish the change generated
during the process, considering four months after as the more suitable time to estabilize the material.
The behavior of the physical variables studied (pH, humidity and temperature) shows a direct correlation in which it is stated that during specified ranges behave more appropriately, considering investigations already carried out, showing that the pH has results more favorable when the temperature varies between 35 and 45 ° C, also in temperature better results are observed when the moisture content is between 45 and 60%.
Process occurs in a volume reduction between 30 and 40% due to excessive lowering of moisture whereas the biosolids brings a high water content, causing the process behaves in unexpected ways, by implementing more materials to stabilize and achieve good results culminate in the pathogen reduction process was constant within reaching up to one million reduce the amount present in the beginning.
Although all cells had decreased battery pathogens that met the proposals made was the one that had material shell egg holder in relation third (1/3) of biosolids and amendment material combination sawdust and shavings in ratio of 50% to the volume of biosolids.
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Citación
Caballero Arias, D y Sierra Otalora, D (2015) Analisis preliminar de las variables físicas y microbiológicas del compostaje de biosólidos, Santo Tomas, Tunja
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