Estabilización de lodos edar mediante compostaje en pilas móviles y en reactor vertical, uso de los compost resultantes como bioenmienda orgánica

Résumé

Hoy en día se puede afirmar que el problema de la depuración de aguas no termina con la depuración propiamente dicha, sino que es de suma importancia gestionar correctamente la gran cantidad de lodos que se van a generar como consecuencia de la mencionada depuración. Dar salida correcta a estos lodos (lodos EDAR, biosólidos) es una problemática que, por lógica, va a ir en aumento, debido a que cada vez la depuración de aguas urbanas va a ser más necesaria y casi obligatoria en los próximos años. Se hace por tanto imprescindible acometer la gestión correcta de lodos de depuración urbana ya que de no ser así, podemos encontrarnos con que podemos solucionar un problema (saneamiento de las aguas), pero podemos generar otro muy grave (acumulación de lodos urbanos). Para la eliminación de los lodos procedentes de depuración de aguas urbanas, una de las opciones más aceptable desde un punto de vista económico y ambiental es su reciclado en los suelos como fuente de materia orgánica exógena. Con ello conseguiremos mejorar precisamente la fertilidad y productividad de muchos de esos suelos, con contenidos muy escasos en materia orgánica. Pero para ello, interesa mejorar la calidad de los lodos EDAR, saneando y estabilizando su materia orgánica para que sea más aceptada en los suelos receptores. La mencionada estabilización se puede conseguir con un proceso de compostaje, que consiste en una fermentación oxidativa aerobia que permite eliminar compuestos orgánicos lábiles y problemáticos, mientras que permanecen aquellos más estructurados y útiles para mejorar la calidad de dicho suelo. Con ánimo pues de sanear los materiales orgánicos para conseguir así claros beneficios (ausencia de olor, estabilidad de su materia orgánica, ausencia de microorganismos patógenos, reducción de sustancias fitotóxicas, ect.,), esta Tesis Doctoral plantea como OBJETIVO compostar dichos lodos, mezclados con un agente estructurante adecuado (en nuestro caso, y después del estudio pertinente, nos inclinamos por viruta de madera) mediante un método novedoso como es un reactor vertical aerobio construido a tal efecto, totalmente automatizado, de manejo sencillo, y que suponga una considerable reducción del espacio frente a otros procesos de compostaje tradicionales, así como una menor inversión en tiempo para lograr el mencionado saneamiento y estabilización. Se obtendrá un producto final, COMPOST, después de un adecuado proceso de maduración, que mermita ser reciclado en el suelo sin riesgo alguno para el sistema sueloplanta. En todo este contexto se hace hincapié en que se ofrece como salida más factible al compost su reciclado en el suelo como enmienda orgánica exógena, consiguiendo así aumentar el contenido en C del mismo, contribuyendo por tanto a la fijación de dicho elemento (carbono) y mitigando en parte el desprendimiento a la atmósfera de CO2 y el efecto invernadero que ello conlleva. Durante esta Memoria se han llevado a cabo dos procesos de compostaje, ambos con idéntica mezcla (lodo EDAR y viruta de madera, en relación 1/3); uno de ellos ha sido realizado mediante pilas con volteos periódicos de la masa (sistema tradicional), mientras que el otro se desarrolló utilizando nuestro reactor vertical aerobio. El proceso en reactor muestra un comportamiento adecuado a las normas establecidas para un proceso de compostaje, y se comporta de forma similar al método tradicional (paso por etapa mesófila y termófila). Se han monitorizado tres zonas diferentes del reactor (zona alta, media y baja), y en general, su comportamiento es aceptable en las tres, si bien en la zona baja es donde más dificultad existe para el compostaje. El reactor vertical consigue un producto final (compost) en la mitad de tiempo (un mes en lugar de dos meses que emplea el método de volteos periódicos). Hay asimismo que añadir que el proceso en reactor tiene un control automático preciso de II la aireación, y que ocupa un espacio físico mucho menor que las necesidades que en este sentido requieren los métodos tradicionales. La monitorización realizada durante el proceso de compostaje con parámetros muy diversos ha ayudado a conocerlo tanto científica como tecnológicamente. Algunos de dichos parámetros son de interés para el control del propio compostaje (temperatura, humedad, aireación), mientras que otros permiten detectar a través de ellos la estabilización conseguida sobre las mezclas orgánicas (parámetros ligados al carbono y a las sustancias húmicas). Se han determinado también otros indicativos de la actividad microbiana y de los procesos bioquímicos que se desarrollan en la masa sometida al proceso en reactor, revelándose de interés debido a su especificidad y sensibilidad. La mayoría de este tipo de parámetros confirma la utilidad del compostaje en reactor vertical aerobio para estabilizar lodos EDAR, siempre que se procesen junto con un adecuado agente estructurante, consiguiendo una materia orgánica de más calidad que la inicial. Mención aparte merecen los estudios que se han realizado en esta Tesis Doctoral y que ponen de manifiesto que el proceso de compostaje realizado en reactor vertical consigue una ¿biorremediación¿ o saneamiento sobre la mezcla orgánica que se pretende compostar. Microorganismos patógenos como la Salmonella no ha sido detectada en las muestras de trabajo independientemente del sistema de compostaje empleado. Los residuos de plaguicidas también se han visto eliminados o disminuidos por los procesos de compostaje. La rapidez del proceso en el reactor, y su propia eficacia, son básicas para conseguir resultados quizás mejores que los obtenidos con métodos de compostaje tradicionales. Ensayos de fitotoxicidad realizados mediante germinación de semillas, y ensayos de crecimiento a nivel microcosmo demuestran que los composts obtenidos mediante proceso en reactor vertical están liberados de sustancias con la mencionada acción fitotóxica. Especial atención merecen ensayos encaminados a estudiar la capacidad biocontrol (biopesticida) de los composts obtenidos. Los composts de lodo muestran dicha capacidad biopesticida, lo que les hace mantener un valor añadido a la hora de su empleo en agricultura, pudiendo con su uso disminuir el empleo de plaguicidas químicos, con el consiguiente efecto beneficioso que ello supone para el medio ambiente (agricultura límpia). El desarrollo de un reactor piloto como el realizado para este Tesis Doctoral sin duda es útil para sanear un material orgánico como el lodo EDAR, pero el compost obtenido no sólo tiene la potencialidad de poder ser empleado como enmienda orgánica en agricultura (nuestro estudio ha demostrado la efectividad de las enmiendas como los composts de lodo en este sentido), sino que puede ser empleado en procesos de recuperación y rehabilitación de suelos degradados. Los ensayos que hemos realizado así lo han demostrado, y han puesto de manifiesto quizás el mayor beneficio que puede tener este tipo de acciones: son capaces de fijar C en el suelo, cuando los procesos de compostaje se han desarrollado adecuadamente. Ello implica un beneficio enorme para el suelo como recurso natural que es, ya que le implica una categoría de ¿sumidero de C¿, y por tanto contribuirá en buena medida a mitigar el efecto invernadero, al retener dicho C y no dejarlo ir a la atmósfera como CO2. Además, este tipo de enmiendas consigue hacer del suelo un soporte de vegetación estable, con los beneficios que ello supone a efectos de su biodiversidad, fertilidad y de su productividad natural