Evaluación técnica, financiera y ambiental de la higienización alcalina del lodo de aguas residuales ordinarias para su transformación en biosólido

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.15359/rca.59-1.6

Palabras clave:

economía circular, encalado, saneamiento, biosólido, fango de depuradora

Resumen

[Introducción]: La búsqueda de técnicas y modelos de gestión del lodo generado durante el tratamiento de las aguas residuales es necesaria para garantizar un saneamiento sostenible en el mediano plazo en Costa Rica. Una vía interesante consiste en la conversión del lodo en un biosólido aprovechable en la agricultura, por medio de la higienización alcalina. [Objetivo]: En este artículo se evaluó la eficacia y la viabilidad económica y ambiental de esta técnica para la obtención de un biosólido tipo A aprovechable en la agricultura a partir de lodo de planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) ordinaria. [Metodología]: Para ello se probó experimentalmente en escala de laboratorio la eficacia en el decaimiento de parámetros microbiológicos higienizados con cal viva, usando lodo anaeróbico y aeróbico de PTAR. Los resultados experimentales alimentaron un modelo de análisis de beneficio/costo y de ciclo de vida. [Resultados]: Pudo corroborarse que la aplicación de dosis de cal de 40% permitió obtener un biosólido tipo A con concentraciones de microorganismos patógenos no detectables, que se mantuvo en esa condición por más de 30 días. Además, el análisis de beneficio/costo y de ciclo de vida permitieron concluir que esta opción sería más atractiva que la disposición del lodo en un relleno sanitario, debido al ahorro correspondiente en compuestos químicos (fertilizantes, cal agrícola) derivado de su aprovechamiento. [Conclusiones]: Por lo tanto, la técnica de higienización alcalina puede considerarse como adecuada para la gestión del lodo de PTAR en Costa Rica y su aplicación a mayor escala debe investigarse en mayor detalle en el país.

Biografía del autor/a

Erick Centeno Mora, Universidad de Costa Rica, San Pedro de Montes de Oca

Docente e investigador, Escuela de Ingeniería Civil y Centro de Investigación en Desarrollo Sostenible, Universidad de Costa Rica

Ronald Calderón Mejía, Universidad de Costa Rica, San Pedro de Montes de Oca

Ingeniero Civil graduado de la Universidad de Costa Rica.

Referencias

Amaral, K. C., Aisse, M. M., Possetti, G. R. C. y Prado, M. R. (2018). Use of life cycle assessment to evaluate environmental impacts associated with the management of sludge and biogas. Water Science and Technology, 77(9), 2292-2300. https://doi.org/10.2166/wst.2018.146

Andreoli, C., Bico, A., Bittencourt, S., Pegorini, E., Possetti, G., Cerqueira, P., Rietow, J. y Aisse, M. (2021). Nota Técnica 4-Higienização de lodo via estabilização alcalina. Cadernos Técnico Eng Sanit Ambient, 2(1), 45-58.

Andreoli, C., Von Sperling, M. y Fernandes, F. (2014). Lodo de esgotos: tratamento e disposição final (2.da ed.). Editorial UFMG.

ARESEP. (2024). Tarifas vigentes electricidad. https://aresep.go.cr/electricidad/tarifas/.

AWWA. (2012). Standard methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association (APHA), American Water Works Association (AWWA) and Water Environment Federation (WEF).

Bijekar, S., Padariya, H. D., Yadav, V. K., Gacem, A., Hasan, M. A., Awwad, N. S., Yadav, K. K., Islam, S., Park, S. y Jeon, B. H. (2022). The State of the Art and Emerging Trends in the Wastewater Treatment in Developing Nations. Water, 14(16). https://doi.org/10.3390/w14162537

Bittencourt, S., Aisse, M. M. y Serrat, B. M. (2017). Gestão do uso agrícola do lodo de esgoto: estudo de caso do estado do Paraná, Brasil. Engenharia Sanitaria e Ambiental, 22(6), 1129-1139. https://doi.org/10.1590/s1413-41522017156260

Bittencourt, S., Matos, A. T., Silva, B. S. da, Miki, M. K. y Bastos, R. (2021). NT2-Aspectos legais. Engenharia Sanitaria e Ambiental, 2(1), 17-30.

Bittencourt, S., Matos, A. T., Silva, B. S. da, Oliveira, F., Chamhum-Silva, L. A., Miki, M. K. y Bico, A. (2021). NT6-Uso agrícola de biossólido. Engenharia Sanitaria e Ambiental, 2(1), 75-88.

Bressani-Ribeiro, T., Chamhum-Silva, L. A. y Chernicharo, C. A. L. (2019). Constraints, performance and perspectives of anaerobic sewage treatment: Lessons from full-scale sewage treatment plants in Brazil. Water Science and Technology, 80(3), 418-425. https://doi.org/10.2166/wst.2019.285

Centeno Mora, E., Cruz Zúñiga, N. y Vidal Rivera, P. (2024). Tratamiento de aguas residuales ordinarias en Costa Rica: perfil tecnológico y perspectivas de sostenibilidad. Revista Ingeniería, 34(1), 2215-2652. https://doi.org/10.15517/ri.v34i1.55222

Centeno Mora, E. y Murillo Marín, A. (2019). Tipología de las tecnologías de tratamiento de aguas residuales ordinarias instaladas en Costa Rica. Revista de Ciencias Ambientales, 53(2), 97-110. https://doi.org/10.15359/rca.53-2.5

Cies̈lik, B. M., Namies̈nik, J. y Konieczka, P. (2015). Review of sewage sludge management: Standards, regulations and analytical methods. Journal of Cleaner Production, 90, 1-15. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.11.031

CoopeAgri. (2024). Cal San Miguel Dolomita 50000g. https://www.coopeagrienlinea.cr/products/20924/cal-san-miguel-dolomita-50000g

Corominas, L., Byrne, D. M., Guest, J. S., Hospido, A., Roux, P., Shaw, A. y Short, M. D. (2020). The application of life cycle assessment (LCA) to wastewater treatment: A best practice guide and critical review. Water Research, 184, 116058. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.116058

Datshkovsky, D., Madden, J., Analía, L. y Vidal, G. (2022). Servicios de agua y saneamiento en América Latina y el Caribe. http://www.iadb.org

DE-39316-S. (2015). Reglamento para el manejo y disposición final de lodos y biosólidos. San José, Costa Rica.

Ding, A., Zhang, R., Ngo, H. H., He, X., Ma, J., Nan, J. y Li, G. (2021). Life cycle assessment of sewage sludge treatment and disposal based on nutrient and energy recovery: A review. Science of the Total Environment, 769. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144451

Ecoinvent. (2024). Ecoinvent Database 3.10. https://ecoinvent.org/

EPA. (2023). EPA en línea. https://cr.epaenlinea.com/

Hadas, E., Mingelgrin, U. y Fine, P. (2021). Economic cost–benefit analysis for the agricultural use of sewage sludge treated with lime and fly ash. International Journal of Coal Science and Technology, 8(5), 1099-1107. https://doi.org/10.1007/s40789-021-00439-z

Hernández, M. Á. R., García-Baquero, E. D. y Cervera, J. V. G. (2001). Lixiviación de metales desde puntos con contaminación residual en la cuenca del Guadiamar. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:131892671

Huijbregts, M. A. J., Steinmann, Z. J. N., Elshout, P. M. F., Stam, G., Verones, F., Vieira, M., Zijp, M., Hollander, A. y van Zelm, R. (2017). ReCiPe2016: a harmonised life cycle impact assessment method at midpoint and endpoint level. The International Journal of Life Cycle Assessment, 22(2), 138-147. https://doi.org/10.1007/s11367-016-1246-y

Madrigal, V. (2009). Estimación de rendimientos de mano de obra en procesos constructivos de viviendas de dos plantas utilizando el sistema de bloques modulares tipo Integra [Trabajo Final de Graduación para Licenciatura en Ingeniería Civil]. Universidad de Costa Rica. San José, Costa Rica.

Ministerio de Agricultura y Ganadería (MAG). (2023). Sondeo de Precios de Insumos Agropecuarios en Agroservicios. http://www.sepsa.go.cr/DOCS/2023-025-SondeoInsumos_diciembre.pdf

Masís-Meléndez, F., Segura-Montero, F. y Quesada-González, A. (2021). Control of septage sanitization by limes and lactic acid fermentation. Journal of Environmental Management, 287. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.112203

Metcalf y Eddy. (2014). Wastewater engineering: treatment and resource recovery (5Ed). Estados Unidos: McGrawHill.

MTSS (Ministerio de trabajo y seguridad social). (2023). Lista de Salarios Mínimos del sector privado-2023. https://www.mtss.go.cr/temas-laborales/salarios/lista-salarios.html

Murray, A., Horvath, A. y Nelson, K. L. (2008). Hybrid life-cycle environmental and cost inventory of sewage sludge treatment and end-use scenarios: A case study from China. Environmental Science and Technology, 42(9), 3163-3169. https://doi.org/10.1021/es702256w

National Institute for Public Health and the Environment of the Netherlands. (2020). Normalization scores ReCiPe 2016. https://www.rivm.nl/en/documenten/normalization-scores-recipe-2016

Nemecek, T. y Schnetzer, J. (2011). Methods of assessment of direct field emissions for LCIs of agricultural production systems. Suiza: Agroscope Reckenholz-Tänikon Research Station ART.

Perry, S., Perry, R. H., Green, D. W. y Maloney, J. O. (1997). Chemical Engineers’ Handbook (7th ed.). Estados Unidos: McGraw-Hill.

Pradel, M., Aissani, L., Villot, J., Baudez, J. C. y Laforest, V. (2016). From waste to added value product: Towards a paradigm shift in life cycle assessment applied to wastewater sludge - A review. Journal of Cleaner Production, 131, 60-75. Elsevier Ltd. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.076

PRé Sustainability. (2024). Simapro. https://simapro.com/

Sánchez Castillo, É. (2021). Mejoramiento de la calidad del lodo de la PTAR Lagos de Lindora, en San José, Costa Rica [Tesis de grado]. Instituto Tecnológico de Costa Rica. Cartago, Costa Rica.

Soares, A., Mota Filho, C. R., Fdz-Polanco, F., Huang, X., Passos, F., Bressani-Ribeiro, T. y Chernicharo, C. A. L. (2019). Closing cycles in anaerobic-based sewage treatment systems. En C. A. L. Chernicharo y T. Bressani-Ribeiro (Eds.), Anaerobic Reactors for Sewage Treatment: Design, Construction and Operation (p. 0). IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781780409238_0367

Sugurbekova, G., Nagyzbekkyzy, E., Sarsenova, A., Danlybayeva, G., Anuarbekova, S., Kudaibergenova, R., Frochot, C., Acherar, S., Zhatkanbayev, Y. y Moldagulova, N. (2023). Sewage Sludge Management and Application in the Form of Sustainable Fertilizer. Sustainability, 15(7). https://doi.org/10.3390/su15076112

Tarpani, R. R. Z. y Azapagic, A. (2023). Life cycle sustainability assessment of advanced treatment techniques for urban wastewater reuse and sewage sludge resource recovery. Science of The Total Environment, 869, 161771. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161771

USEPA. (2017). The Test Method for the Examination of Composting and Compost (TMECC). Estados Unidos: Environmental Protection Agency.

WEF. (2018). Design of Water Resource Recovery Facilities (Sixth Ed.). Estados Unidos: McGraw-Hill Education.

Yoshida, H., Christensen, T. H. y Scheutz, C. (2013). Life cycle assessment of sewage sludge management: A review. Waste Management and Research, 31(11), 1083-1101. https://doi.org/10.1177/0734242X13504446

Publicado

24-10-2024

Cómo citar

Centeno Mora, E., & Calderón Mejía, R. (2024). Evaluación técnica, financiera y ambiental de la higienización alcalina del lodo de aguas residuales ordinarias para su transformación en biosólido. Revista De Ciencias Ambientales, 59(1), 1-25. https://doi.org/10.15359/rca.59-1.6

Número

Sección

Artículos

Cómo citar

Centeno Mora, E., & Calderón Mejía, R. (2024). Evaluación técnica, financiera y ambiental de la higienización alcalina del lodo de aguas residuales ordinarias para su transformación en biosólido. Revista De Ciencias Ambientales, 59(1), 1-25. https://doi.org/10.15359/rca.59-1.6

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