Lodo
Lodo semisólido
Lodos fecales recogidos de letrinas de pozo cerca de Durban , Sudáfrica, a la espera de un tratamiento adicional mediante secado.

El lodo es una suspensión semisólida que se puede producir a partir de una variedad de procesos industriales, desde el tratamiento del agua , el tratamiento de aguas residuales o los sistemas de saneamiento in situ . Se puede producir como una suspensión sedimentada obtenida a partir del tratamiento convencional del agua potable , [1] como lodos de depuradora de los procesos de tratamiento de aguas residuales [2] : 23–25  o como lodos fecales de letrinas de pozo y fosas sépticas . El término también se utiliza a veces como un término genérico para los sólidos separados de la suspensión en un líquido; este material espeso suele contener cantidades significativas de agua intersticial (entre las partículas sólidas). El lodo puede consistir en una variedad de partículas, como el estiércol animal. [3] [ no lo suficientemente específico para verificar ]

Las plantas de tratamiento de aguas residuales industriales producen sólidos también denominados lodos, que pueden generarse a partir de procesos biológicos o físico-químicos.

En el proceso de lodos activados para el tratamiento de aguas residuales, se utilizan los términos "lodos activados residuales" y "lodos activados de retorno".

Los lodos de las industrias de procesamiento de alimentos y elaboración de bebidas pueden tener un alto contenido de proteínas y otros nutrientes, por lo que se pueden procesar para usos beneficiosos, como la alimentación animal, en lugar de terminar en vertederos .

Tipos de lodos

Existen varios tipos de lodos, a menudo clasificados según su origen o etapas de procesamiento:

  • Lodos primarios: estos lodos se originan a partir del tratamiento primario de aguas residuales , donde los sólidos se sedimentan por gravedad. Los lodos primarios a menudo contienen materia orgánica particulada de gran tamaño y compuestos inorgánicos . [2]
  • Lodos secundarios: también conocidos como lodos biológicos, estos lodos provienen de procesos de tratamiento secundario de aguas residuales que utilizan agentes biológicos para descomponer contaminantes orgánicos. Los lodos secundarios están compuestos principalmente de microorganismos , células muertas y materiales orgánicos restantes. [2]
  • Lodos terciarios o químicos : producidos en algunas instalaciones de tratamiento como parte de un proceso terciario, estos lodos contienen sustancias químicas residuales que se utilizan para eliminar fósforo , nitrógeno y otros contaminantes. [4]
    Lodos minerales que salen de la mina de estaño de Geevor en Cornwall , Reino Unido .
  • Lodos Minerales: Se denomina así a los lodos producidos durante los procesos minerales como canteras o procesos de beneficio minero. Su naturaleza es esencialmente de partículas minerales de diversos tamaños (incluidas arcillas). Tienen muy buena aptitud para sedimentar por gravedad y se obtienen frecuentemente concentraciones muy elevadas.
  • Lodos Activados Residuales (WAS): se generan a partir del tratamiento biológico de aguas residuales y se componen principalmente de microorganismos , incluidas bacterias y otros compuestos orgánicos volátiles . Los WAS suelen tener una estabilización baja o nula y contienen un alto nivel de sólidos suspendidos volátiles (VSS), que oscilan entre el 80% y el 85% de los sólidos totales. La deshidratabilidad de los WAS es moderada, logrando valores de residuo seco (DR) entre el 14% y el 17% después de la deshidratación . A menudo se combina con lodos primarios para formar lodos mixtos, lo que mejora la estabilización y la deshidratabilidad. [5]
  • Lodos aireados: se estabilizan mediante una aireación intensiva , generalmente durante un período de 15 días, lo que reduce su contenido orgánico y su actividad microbiana. Este proceso disminuye el residuo seco volátil (VDR) a aproximadamente el 68 % de la masa seca, lo que permite una mejor deshidratación con valores de DR que alcanzan el 21 % al 25 %. Este tipo de lodo generalmente no presenta problemas de adherencia durante el secado con cinta y se encuentra comúnmente en plantas de tratamiento de aguas residuales más pequeñas. [5]

Composición de los lodos

La composición de los lodos varía considerablemente según su origen y el proceso de tratamiento utilizado. Generalmente incluye:

  • Materia Orgánica: Formada por materiales descompuestos o no descompuestos, sirve como fuente potencial de energía.
  • Nutrientes : El nitrógeno y el fósforo suelen estar presentes y, en algunos casos, pueden ser beneficiosos si el lodo se utiliza como fertilizante.
  • Metales pesados : Los lodos pueden contener metales tóxicos como cadmio, plomo y mercurio, especialmente si provienen de aguas residuales industriales, lo que plantea riesgos potenciales si se reutilizan. [6] (Fytili y Zabaniotou, 2008).
  • Patógenos: Las bacterias , los virus y los parásitos se encuentran con frecuencia en los lodos, especialmente los lodos municipales, y requieren desinfección antes de su eliminación o reutilización. [7]

Métodos de tratamiento y eliminación

El tratamiento y la eliminación adecuados de los lodos son cruciales para minimizar los impactos ambientales y en la salud pública .

Tanque de sedimentación primaria para la recogida y tratamiento de lodos en Praga

Los métodos comunes incluyen:

  1. Espesamiento y deshidratación : el espesamiento y la deshidratación reducen el volumen de lodos, lo que facilita su transporte y posterior procesamiento. Las técnicas de deshidratación incluyen la centrifugación y la filtración. [8]
  2. Digestión anaeróbica : este proceso descompone la materia orgánica del lodo en ausencia de oxígeno , lo que produce biogás que puede utilizarse como fuente de energía. La digestión anaeróbica reduce los niveles de patógenos y estabiliza el lodo. [9]
  3. Compostaje : el compostaje de lodos con otros materiales orgánicos puede generar un producto que sirva como enmienda del suelo. Esto requiere una gestión adecuada para controlar los patógenos y los olores. [7]
  4. Incineración : Los lodos pueden incinerarse, convirtiéndose en cenizas y reduciendo significativamente su volumen. Sin embargo, este proceso requiere un aporte de energía y puede emitir contaminantes si no se controla adecuadamente. [6]

Reutilización y preocupaciones medioambientales

Algunos lodos tratados, conocidos como biosólidos, pueden utilizarse como fertilizantes en la agricultura debido a su contenido de nutrientes. Sin embargo, la presencia de contaminantes como metales pesados ​​y patógenos requiere una regulación y gestión cuidadosas. En muchos países, las directrices limitan la aplicación de biosólidos para proteger la salud del suelo y la calidad del agua subterránea . [10] También existe una creciente preocupación por los " químicos permanentes " como los PFAS ( sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas ) que pueden acumularse en los lodos y plantear riesgos ambientales a largo plazo. [10]

Normas regulatorias y gestión

Sello de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos

Muchos países han establecido marcos regulatorios para la gestión de lodos. En los Estados Unidos , por ejemplo, la Agencia de Protección Ambiental (EPA) supervisa la eliminación y reutilización segura de lodos a través de sus regulaciones "Parte 503". Estas regulaciones establecen límites a los patógenos, metales pesados ​​y otros contaminantes para garantizar que los biosólidos utilizados en la agricultura o la aplicación en la tierra sean seguros. [10] De manera similar, la Unión Europea tiene directivas estrictas con respecto a los lodos, que enfatizan las prácticas sostenibles y la protección del medio ambiente. [11]

Título 40 del Código de Reglamentos Federales, Parte 503

La EPA, bajo la sección 405(d) de la CWA, estableció regulaciones para el uso y la eliminación de lodos de depuradora ( biosólidos ) que se encuentran en la Parte 503 del Título 40 del CFR . Estas normas regulan los lodos aplicados a la tierra, incinerados o colocados en vertederos superficiales, abordando los límites de contaminantes, la reducción de patógenos y vectores, las prácticas de gestión, el monitoreo, el mantenimiento de registros y la presentación de informes. Se aplican a cualquier persona que manipule, aplique o elimine lodos de depuradora, así como a los operadores de vertederos. Inicialmente finalizada en 1993, la Parte 503 del Título 40 del CFR ha sido enmendada varias veces. La regulación original está en el Registro Federal , mientras que la versión actualizada está en el Código de Regulaciones Federales . [12]

Directiva 86/278/CEE sobre lodos de depuradora

La Directiva tiene como objetivo promover el uso seguro de los lodos de depuradora en la agricultura, protegiendo al mismo tiempo la salud humana, el suelo, el agua y el medio ambiente. Prohíbe los lodos sin tratar en tierras agrícolas a menos que se incorporen adecuadamente al suelo, exige el cumplimiento de los requisitos de nutrientes de las plantas y previene la contaminación del suelo y el agua. La Directiva también respalda la jerarquía de residuos de la UE al fomentar el reciclaje seguro de nutrientes como el fósforo , en consonancia con los principios de la economía circular y los objetivos de contaminación cero del Pacto Verde Europeo .

El uso de lodos tratados como alternativa a los fertilizantes químicos reduce la dependencia de la extracción de materias primas, pero requiere un control estricto para evitar la propagación de contaminantes. Una evaluación de 2014 de la SSD destacó las deficiencias debido a su marco obsoleto, incluidas las lagunas en el tratamiento de los contaminantes modernos (por ejemplo, productos farmacéuticos , microplásticos ) y su alineación con los objetivos de economía circular de la UE. También identificó la necesidad de regular otros usos de los lodos y considerar las interacciones con políticas más nuevas, como la Directiva sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas (UWWTD). [13]

Desde entonces, los avances científicos, los cambios de políticas y las nuevas estrategias de la UE (por ejemplo, el Plan de Acción para la Economía Circular, la Estrategia de la Granja a la Mesa y la Estrategia sobre Biodiversidad 2030) han puesto de relieve la necesidad de actualizar la Estrategia de la Economía Circular. Se está llevando a cabo una evaluación exhaustiva para determinar si es necesario realizar revisiones para satisfacer las necesidades actuales en materia de medio ambiente, salud y eficiencia de los recursos. [14]

Referencias

  1. ^ Edzwald, James K., ed. (2011). Calidad y tratamiento del agua (6.ª ed.). McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-163011-5.
  2. ^ abc Bustillo-Lecompte, Ciro; Mehrvar, Mehrab (3 de mayo de 2017), "Aguas residuales de mataderos: tratamiento, gestión y recuperación de recursos", Tratamiento físico-químico de aguas residuales y recuperación de recursos , InTech, doi : 10.5772/65499 , ISBN 978-953-51-3129-8, consultado el 6 de noviembre de 2024
  3. ^ Byfield, Mike (7 de julio de 1997). "Los agricultores hacen cola para recibir su porción de lodo de pulpa". Alberta Newsprint Co.
  4. ^ Vu, Chi Thanh; Wu, Tingting (15 de septiembre de 2020). "Progresos recientes en la eliminación por adsorción de sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) del agua y las aguas residuales". Critical Reviews in Environmental Science and Technology . 52 (1): 90–129. doi :10.1080/10643389.2020.1816125. ISSN  1064-3389.
  5. ^ ab Heindl, Albert (2024), "Tipos de lodos y sus propiedades", Secado de lodos con cinta transportadora , Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, págs. 13-48, doi : 10.1007/978-3-662-66512-1_3, ISBN 978-3-662-66447-6, consultado el 12 de noviembre de 2024
  6. ^ ab Fytili, D.; Zabaniotou, A. (enero de 2008). "Utilización de lodos de depuradora en la aplicación en la UE de métodos antiguos y nuevos: una revisión". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 12 (1): 116–140. doi :10.1016/j.rser.2006.05.014. ISSN  1364-0321.
  7. ^ ab Gerba, CP; Pepper, IL; Whitehead, LF (1 de noviembre de 2002). "Una evaluación de riesgos de patógenos emergentes de interés en la aplicación terrestre de biosólidos". Ciencia y tecnología del agua . 46 (10): 225–230. doi :10.2166/wst.2002.0338. ISSN  0273-1223. PMID  12479475.
  8. ^ ¡ Proteja los granos almacenados en las granjas de los insectos! : hoja informativa /. [Washington, DC]: Departamento de Agricultura de los EE. UU., Oficina para la Conservación de Alimentos y Piensos. 1948. doi :10.5962/bhl.title.100870.
  9. ^ Bustillo-Lecompte, Ciro; Mehrvar, Mehrab (3 de mayo de 2017), "Aguas residuales de mataderos: tratamiento, gestión y recuperación de recursos", Tratamiento físico-químico de aguas residuales y recuperación de recursos , InTech, doi : 10.5772/65499 , ISBN 978-953-51-3129-8, consultado el 6 de noviembre de 2024
  10. ^ abc "Producción y eliminación de lodos de depuradora". Estadísticas medioambientales de la OCDE . 2017-11-15. doi :10.1787/0248c00d-en . Consultado el 2024-11-06 .
  11. ^ Falayi, Thabo (febrero de 2019). "Recuperación alcalina de fósforo de lodos de depuradora y estabilización de residuos de lodos de depuradora". Waste Management . 84 : 166–172. doi :10.1016/j.wasman.2018.11.041. ISSN  0956-053X. PMID  30691889.
  12. ^ US EPA, OW (2020-03-02). "Leyes y reglamentos sobre biosólidos". www.epa.gov . Consultado el 15 de noviembre de 2024 .
  13. ^ "Hoja de ruta de evaluación de la UE | Directiva sobre lodos de depuradora 86/278/CEE". chemycal.com . Consultado el 15 de noviembre de 2024 .
  14. ^ "Plan de acción propuesto y marco de seguimiento de la Estrategia Nacional de Economía Circular", Hacia una Estrategia Nacional de Economía Circular para Hungría , OCDE, 2023-04-29, ISBN 978-92-64-51541-3, consultado el 15 de noviembre de 2024
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