La productividad de metano de los lodos de depuración depende de su composición, del origen del agua residual, del tratamiento previo, de la temperatura, del tiempo hidráulico de retención y de si se emplea digestión anaerobia en una sola etapa o con separación de fases. En los ensayos recogidos, los rendimientos de metano oscilaron entre 52,05 y 391,00 mLCH4/gSV, mientras que en una condición de co-digestión de lodos, vinaza y estiércol avícola se registró un rendimiento de 262,00 mLCH4/gSV.
En términos prácticos, los lodos de depuración pueden producir biogás compuesto principalmente por metano y dióxido de carbono. La digestión anaerobia permite transformar parte de su materia orgánica en un combustible renovable, y el biogás puede utilizarse para obtener energía térmica o eléctrica, mientras que su depuración y enriquecimiento puede aumentar la concentración de metano hasta un 94% o más.
Qué son los lodos de depuración
Los lodos consisten en una mezcla de agua y sólidos separada del agua residual, como resultado de procesos naturales o artificiales. Se generan como resultado de las distintas etapas de depuración de las aguas residuales, principalmente en las etapas de decantación primaria y decantación secundaria.
Se trata de un residuo extremadamente líquido, resultado de la mezcla de agua (en torno a un 95%) y una parte sólida. Su composición es variable y depende de la carga de contaminación inicial del agua y de los tratamientos a los que se somete para su depuración.
Dentro de los distintos lodos de depuración, destacan aquellos procedentes de las aguas residuales urbanas y de otros orígenes que generan aguas residuales similares, como es el caso de la industria agroalimentaria, por la gran cantidad de los mismos que se generan y las grandes posibilidades de aprovechamiento.
Dónde se generan y por qué son importantes para la producción de metano
Se generan en las estaciones depuradoras que reciben aguas residuales urbanas, en las fosas sépticas y en otras estaciones depuradoras de aguas residuales que traten aguas de composición similar, principalmente de la industria agroalimentaria.
Según los datos del Registro Nacional de Lodos, en España se producen anualmente alrededor de 1.200.000 toneladas, en materia seca, de estos lodos de depuradora. La producción de lodos está condicionada por diferentes factores.
Tanto la calidad como la cantidad de lodos producidos varía de una planta a otra. También dentro de una misma planta, varían las condiciones con el paso del tiempo. Caudal de agua, tipo de contaminantes que se hallan en el agua, o situación de la instalación son algunos de los factores que repercuten en el resultado del tratamiento.
El buen funcionamiento del proceso condiciona la cantidad de lodos generados. Sin embargo, el tipo de tratamiento de lodos de depuración de aguas residuales no será el único aspecto que determina la cantidad de lodos generados.
Composición y características que condicionan el rendimiento de metano
En su composición se encuentran gran cantidad de materias suspendidas o disueltas. Algunas de ellas con valor agronómico, como materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio y micronutrientes esenciales para las plantas, aunque pueden encontrarse otras con gran potencial contaminante como son los metales pesados, los patógenos y los contaminantes orgánicos.
Los tratamientos del agua concentran la contaminación presente en el agua, y por tanto, los lodos contienen amplia diversidad de materias suspendidas o disueltas. Su composición es variable y depende de la carga de contaminación del agua residual inicial y de las características técnicas de los tratamientos llevados a cabo en las aguas residuales.
La materia orgánica biodegradable es la fracción que sirve de sustrato para los microorganismos anaerobios y, por tanto, la que determina en gran medida el potencial de producción de metano. La presencia de compuestos poco biodegradables, metales, sales o sustancias inhibidoras puede reducir la actividad microbiana y modificar el rendimiento final.
Los lodos, a causa de los procesos fisicoquímicos que desarrollan suelen tener una alta presencia de organismos patógenos, elementos orgánicos y dependiendo de su proveniencia pueden contener metales pesados. Por ello, es necesario realizar un adecuado tratamiento que permita estabilizar los lodos y hacer de ellos un material con valor aprovechable.
Tipos de lodos y comportamiento metanogénico
Lodos primarios
Son el resultado del proceso de decantación primaria y tienen lugar a través de la extracción por gravedad de aquellos sólidos en suspensión que se encuentren en el agua residual.
Los lodos primarios son la suma de materia orgánica e inorgánica con burbujas de gas retenidas en la suspensión. Una característica de los lodos primarios es que carecen de estructura fija.
La conducta de esta mezcla se puede ver modificada sustancialmente por su concentración, composición y temperatura. Ante esta volubilidad, determinar cuestiones como su dimensión, forma, distribución o naturaleza es un reto tan complejo que es prácticamente inalcanzable.
Lodos secundarios o biológicos
Este tipo de lodos se desarrolla durante el proceso biológico de la EDAR y se extraen a lo largo de la decantación secundaria. Su composición está fundamentada en polisacáridos y proteínas, bacterias y microorganismos.
Posee una estabilidad parcial. Por la naturaleza de las sustancias que forman parte, su composición está basada en sustancias orgánicas que presentan una estabilidad parcial a causa de la aireación en el proceso.
Esta aireación genera menos olores que los lodos primarios. A pesar de la estabilidad parcial, sus condiciones sépticas fuerzan su estabilización en el propio proceso o en procesos externos.
Lodos mixtos
Su principal característica es que se forman de la unión de lodos primarios y secundarios. Los lodos que dan lugar a los lodos mixtos, primario y secundario, pueden recibir tratamiento de forma separada o mezclados.
Es habitual tratar los lodos mixtos en la línea de fango de las EDAR. La mezcla de fracciones con distinta biodegradabilidad puede modificar la cantidad de materia orgánica disponible para la digestión anaerobia.
Lodos químicos o fisicoquímicos
Se producen de forma condicionada a que, en la línea de agua, se produzca un tratamiento bien químico o fisicoquímico. Suelen ser el resultado de añadir sales de hierro o de aluminio al agua a tratar.
Estas sales, junto a la cal, se vierten en el agua para optimizar el proceso de supresión de materia orgánica en suspensión y ciertos compuestos inorgánicos. La presencia de una fracción mineral elevada puede reducir la proporción de materia orgánica biodegradable y disminuir la productividad específica de metano.
Qué significa productividad de metano
La productividad o rendimiento de metano expresa la cantidad de CH4 obtenida por unidad de sólidos volátiles introducidos o degradados. En los ensayos recogidos se utiliza la unidad mLCH4/gSV, es decir, mililitros de metano por gramo de sólidos volátiles.
Los sólidos volátiles representan la fracción orgánica susceptible de degradación durante el proceso biológico. Por eso, el valor expresado en mLCH4/gSV permite comparar sustratos y condiciones experimentales con independencia de la cantidad absoluta alimentada al reactor.
Un valor elevado de mLCH4/gSV no equivale necesariamente a una mayor producción total de metano en una planta. La producción total también depende del caudal de lodos, de la concentración de sólidos, de la carga orgánica aplicada, del tiempo de retención y de la estabilidad del proceso.
Digestión anaerobia de lodos de depuración
Los lodos de depuradora que se generan tras la separación de las fracciones líquido-sólido son espesados y acondicionados en tambores espesadores para pasar luego a los digestores.
Es en estos digestores donde tiene lugar el proceso de digestión anaerobia, basado en la descomposición de la materia orgánica que contienen los lodos de depuradora gracias a la acción de microorganismos, en condiciones de ausencia de oxígeno.
La degradación de la materia orgánica se produce en condiciones controladas de temperatura y humedad para optimizar el proceso de obtención del biogás. Este biogás, compuesto principalmente por metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), puede emplearse como biocombustible aprovechable en la propia instalación u obtener energía térmica o electricidad por medio de una caldera o un motor de cogeneración.
Etapas microbiológicas
La digestión anaerobia comprende una sucesión de transformaciones biológicas en las que la materia orgánica compleja se convierte progresivamente en compuestos más simples hasta llegar a metano y dióxido de carbono.
La actividad microbiana, la temperatura y el tiempo hidráulico de retención determinan la velocidad de conversión y la cantidad de metano acumulada. Una operación estable resulta esencial porque los microorganismos acidogénicos y metanogénicos tienen condiciones óptimas diferentes.
Biogás y biometano
La calidad del biogás obtenido puede mejorarse mediante su depuración y enriquecimiento, upgrading, eliminando el CO2 y otras impurezas y aumentando su concentración en CH4 hasta un 94% o más.
De esta forma, el biogás pasa a ser biometano, un gas renovable con características similares al gas natural y sus mismas aplicaciones. Este biometano puede por tanto ser inyectado en el sistema gasista o utilizarse para la propulsión de vehículos como gas natural comprimido, bioGNC, o gas natural licuado, bioGNL.
Productividades típicas de metano documentadas
Los valores disponibles muestran una variabilidad considerable. Los rendimientos más bajos corresponden a determinadas condiciones de fermentación ácida y los más altos a procesos optimizados de metanogénesis y co-digestión.
| Condición experimental | Rendimiento de metano |
|---|---|
| Efluente ácido de ensayos BHP termofílicos con lodo, vinaza y estiércol avícola | 52,05 mLCH4/gSV |
| Efluente ácido de ensayos BHP hipertermofílicos con lodo y vinaza | 117,00 mLCH4/gSV |
| Efluente ácido de ensayos BHP hipertermofílicos con lodo, vinaza y estiércol avícola | 113,00 mLCH4/gSV |
| Tri-digestión anaerobia mesofílica de lodo, vinaza y estiércol avícola | 262,00 mLCH4/gSV |
| Fase mesofílica-metanogénica con separación de fases | 391,00 mLCH4/gSV |
| Separación de fases acidogénica-metanogénica | 320,00 mLCH4/gSV |
Los valores de 117,00 y 113,00 mLCH4/gSV se alcanzaron con los efluentes procedentes de los test BHP operando en rango hipertermofílico, para las mezclas lodo:vinaza (50:50) y lodo:vinaza:estiércol avícola (49,5:49,5:1), respectivamente.
En cambio, los tests BMP desarrollados con el efluente ácido de los tests BHP en rango termofílico presentan menores valores, con un máximo de 52,05 mLCH4/gSV para la mezcla con estiércol avícola en proporción 49,5:49,5:1 lodo:vinaza:estiércol avícola.
Resultados de co-digestión de lodos con residuos agroalimentarios
La presente Tesis Doctoral propone un tratamiento conjunto de lodos de depuradora y residuos agroalimentarios, vinazas de vino y estiércol avícola. El proceso seleccionado para este fin ha sido la digestión anaerobia aplicada mediante diferentes tecnologías: procesos monoetapa y sistemas con separación simultánea de fases de temperatura y de microorganismos.
Los primeros ensayos experimentales abordados tienen como objetivo determinar la proporción óptima de estiércol avícola que habría que añadir al lodo de depuradora y a la vinaza para generar biogás, así como los rangos de temperatura de operación más apropiados en cuanto a producción de biohidrógeno y biometano.
Las mezclas de sustratos analizadas consisten en proporciones de lodo y vinaza (50:50) y diferentes proporciones de estiércol avícola. Las mezclas en las proporciones seleccionadas se someten a test normalizados de potencial de biodegradación para la obtención de biohidrógeno o biometano, según el caso, a diferentes temperaturas operativas.
Los resultados obtenidos muestran que la proporción de lodo:vinaza:estiércol avícola óptima es 49.5:49.5:1, con el máximo rendimiento de hidrógeno (27,10 mLH2/gSV) en rango de temperatura termofílico.
Proceso monoetapa mesofílico
Los ensayos permiten optimizar el funcionamiento del proceso de co-digestión de lodo y vinaza así como de la tri-digestión lodos+vinaza+estiércol avícola en rango mesofílico para diferentes tiempos hidráulicos de retención.
Los resultados indican que la tecnología de tri-digestión anaerobia en rango mesofílico, operando con una mezcla de sustratos de lodo, vinaza y estiércol avícola en proporción 49.5:49.5:1 es la que obtiene la mayor eficiencia depurativa en base a demanda química de oxígeno total (DQOT) (51%), sólidos volátiles (SV) (57%) y rendimiento de metano (262,00 mLCH4/gSV).
Separación de fases termofílica-acidogénica y mesofílica-metanogénica
Esta tecnología requiere dos digestores conectados en serie: en el primer digestor se fomenta la hidrólisis/acidogénesis del sustrato para generar biohidrógeno, mientras que en segundo se opera en condiciones metanogénicas para la obtención de biometano y biofertilizante.
Los rangos de temperatura seleccionados son consecuencia de los resultados previos, en los que la mayor producción de hidrógeno se registraba para temperaturas termofílicas.
Los resultados obtenidos indican que el THR para una operación óptima de la fase acidogénica es de 5 días, mientras que para fase metanogénica es de 12 días.
En la etapa mesofílica-metanogénica, la máxima eficiencia de depuración de SV (56%) y el máximo rendimiento de metano registrado (391,00 mLCH4/gSV) se obtiene a 12 días-THR con la mayor eliminación de patógenos en el efluente.
Estas condiciones permiten obtener un efluente que cumple con las especificaciones para ser clasificado como biosólido clase A según la US EPA.
Comparación entre configuraciones de digestión
Los siguientes estudios abordados en régimen semicontinuo de co-digestión de lodo, vinaza y estiércol avícola a escala de laboratorio van dirigidos a realizar un estudio comparativo del funcionamiento de las tecnologías seleccionadas: co-digestión anaerobia convencional en una sola etapa y dos diferentes rangos de temperatura, termofílica y mesofílica, y co-digestión anaerobia con separación de fases y de temperatura.
Las condiciones que se analizan son las óptimas de operación para los procesos monoetapa, 13 días-THR, y para el proceso con separación de fases, 20 días-THR.
Los resultados obtenidos mostraron que la separación de fases acidogénica-metanogénica y 20 días-THR presenta beneficios tales como una mayor eficiencia depurativa medida como DQOT (65%), siendo este valor un 26% y 17% superior a los datos obtenidos en condiciones el proceso monoetapa termofílico y mesofílico respectivamente.
La eficacia de eliminación de SV alcanza el 90%, mientras que los reactores monoetapa arrojan valores de 41% y 43% de eliminación de SV, para las condiciones termofílica y mesofílica, respectivamente.
Asimismo, se registra un mayor rendimiento de metano (320,00 mLCH4/gSV) al que hay que sumar la obtención de biohidrógeno en la primera fase del proceso.
Factores que explican las diferencias de productividad
Temperatura
Adicionalmente, se analizan diferentes temperaturas de operación, termofílica y mesofílica, de forma que se optimice tanto la generación de H2 y CH4 en el biogás como la producción de un digestato de características adecuadas para su uso como biofertilizante.
Concretamente, se estudia el potencial bioquímico de hidrógeno (BHP) de las mezclas en tres rangos de temperatura diferentes: mesofílico (35ºC), termofílico (55ºC) e hipertermofílico (70ºC).
Para la generación de metano, los ensayos BMP se desarrollan en rango mesofílico. La temperatura modifica la velocidad de las reacciones biológicas, la composición de la comunidad microbiana y la estabilidad del digestor.
Tiempo hidráulico de retención
Para ello, se abordan ensayos a diferentes THR, 10, 8, 6, 5, 4 y 3 días, hasta observar desestabilización de los sistemas, correspondientes a tasas de carga orgánica (OLR) aplicadas de 2,93; 3,48; 4,62; 6,18; 6,82 y 7,75 gSV/L/d.
Los resultados obtenidos indican que el THR para una operación óptima de la fase acidogénica es de 5 días, mientras que para fase metanogénica es de 12 días.
La disminución excesiva del tiempo de retención puede provocar el lavado de microorganismos metanogénicos y reducir la conversión de los compuestos intermedios en metano.
Carga orgánica y actividad microbiana
Para cada THR se evalúan los rendimientos de generación de biohidrógeno y biometano, las eficacias depurativas, actividad microbiana y concentración de patógenos.
Es interesante resaltar la correlación positiva que se establece entre el aumento de OLR aplicada al sistema y el aumento de la actividad microbiana en el mismo.
Sin embargo, una carga orgánica elevada exige mantener condiciones de operación que eviten la acumulación de ácidos y la inhibición de la fase metanogénica.
Composición del sustrato
Las características de los vertidos o efluentes de una EDAR, así como el tratamiento que experimentan los lodos en ella determinará en gran medida la composición final del lodo.
Así, los principales factores que condicionan su composición final son, por una parte, el origen del agua residual y, por otra, la tipología de los tratamientos particulares aplicados tanto en la línea de aguas como en la de lodos.
La co-digestión con vinaza y estiércol avícola modifica la relación de nutrientes, la concentración de materia orgánica y la disponibilidad de compuestos biodegradables. En los ensayos citados, la mezcla 49.5:49.5:1 produjo los resultados más favorables dentro de las condiciones estudiadas.
Potencial bioquímico de metano y productividad real
El potencial bioquímico de metano, BMP, se determina mediante ensayos de biodegradación en condiciones controladas. Este valor representa el metano que puede generarse en el ensayo y no debe confundirse directamente con la producción diaria de una EDAR.
La productividad real de una instalación depende además de la continuidad de la alimentación, de la concentración de sólidos, de la eficiencia de captura del biogás, de la composición del gas y de las pérdidas del sistema.
Los resultados experimentales indican que el máximo rendimiento de metano se alcanza con el efluente procedente de los test BHP operando en rango hipertermofílico, llegando a alcanzar valores 117,00 y 113,00 mLCH4/gSV para las mezclas lodo:vinaza (50:50) y lodo:vinaza:estiércol avícola (49,5:49,5:1), respectivamente.
El análisis cinético de los resultados experimentales pone de manifiesto que la producción de hidrógeno se ajusta al modelo de Cone mientras que los datos experimentales de producción de metano se ajustan al modelo de Gompertz modificado.
Reducción de lodos y gestión del digerido
El tratamiento de los lodos de depuradora mediante digestión anaerobia para la producción de biogás llega a reducir la cantidad de lodos entre un 70-80%, en la mayoría de casos.
Los lodos restantes tras el tratamiento anaerobio constituyen el digerido o digestatos que son sometidos a un proceso de deshidratación y secado térmico, obteniéndose un fertilizante orgánico granulado.
La temperatura alcanzada durante el proceso será la necesaria para garantizar la seguridad higiénica del biofertilizante, eliminando los riesgos de contaminación propios de los lodos sin tratar.
Estos fertilizantes orgánicos obtenidos son de alta calidad y pueden emplearse como aditivos a suelos en la agricultura, en mezclado de tierras, así como en horticultura y paisajismo. Es decir, pueden emplearse como sustratos orgánicos.
Relación entre metano, valorización energética y uso agrícola
Los lodos se caracterizan por contener materia orgánica, nitrógeno, fósforo, potasio y otros micronutrientes, pero también pueden contener metales pesados, patógenos y contaminantes orgánicos.
La digestión anaerobia permite recuperar energía en forma de biogás y estabilizar parte de la materia orgánica. La aplicación posterior del digerido al suelo puede recuperar nutrientes, siempre que el material cumpla los criterios de calidad y las condiciones legales aplicables.
Los lodos cuentan como puntos favorables con un contenido en N elevado, una media de 3-3,5% podría ser indicativa de su cantidad, así como un adecuado nivel de P, el cual es un elemento de máximo interés para el futuro de suelos agrícolas (22,5%); también presentan cierto contenido en K, sobre 0,2-0,5%, además de otros micronutrientes de interés.
Sin embargo, los lodos EDAR también cuentan con aspectos que pueden ser negativos a la hora de su empleo en agricultura. Dentro de los mencionados elementos que no son deseables dentro de una enmienda orgánica indicaremos el exceso de algún nutriente problemático para el equilibrio de la biota del suelo o para los ecosistemas, un exceso de sales disueltas, contenido en metales pesados que pueden actuar como elementos tóxicos, otro tipo de compuestos orgánicos perjudiciales, microorganismos patógenos indeseables, o el mal olor derivado de las propias transformaciones de su materia orgánica.
Pretratamientos que pueden modificar el rendimiento
Espesamiento y deshidratación
Los lodos generados en las distintas etapas de depuración se concentran antes de entrar en la digestión anaerobia. El espesamiento reduce el volumen que debe manejar el digestor y facilita el control de la carga orgánica.
La deshidratación posterior del digerido permite obtener un sólido más fácil de transportar, secar o valorizar, mientras que la fracción líquida puede requerir un tratamiento adicional.
Estabilización aerobia y compostaje
Con carácter general los lodos se tratan en la propia depuradora para reducir su contenido en agua, en patógenos y asegurar la estabilidad de la materia orgánica.
Los tratamientos biológicos más frecuentes son la digestión anaerobia, la estabilización aerobia y el compostaje.
El proceso de compostaje es, por ejemplo, una de las posibilidades que tenemos, biotecnología de bajo coste, para estabilizar de una manera más controlada la materia orgánica contenida en los lodos, además de sanearla de posibles microorganismos patógenos u otras sustancias fitotóxicas.
La estabilización intensa antes de la digestión puede reducir la fracción fácilmente biodegradable y, con ello, modificar el potencial de metano. Por esta razón, la secuencia de tratamientos debe definirse según el objetivo prioritario: maximizar la producción de biogás, estabilizar el residuo o preparar un material para uso agrícola.
Etapas de una EDAR y generación de fangos
En base a esto, el sistema de depuración y tratamiento de las aguas residuales se suele dividir en tres etapas: tratamiento primario, tratamiento secundario y tratamiento terciario y eliminación de lodos o líneas de fangos.
Esta primera fase permite la eliminación del 40-60% de los sólidos. En esta segunda etapa se elimina aproximadamente el 90% de los contaminantes y se completa el proceso de la parte líquida de las aguas residuales.
En esta tercera etapa se generan fangos que se usan para ser digeridos y producir biogás.
Una estación EDAR consta de las siguientes etapas: desbaste y tamizado, desarenado y desengrasado, tratamiento primario, tratamiento secundario o biológico, decantación secundaria, tratamiento terciario y línea de fango.
En el tratamiento primario se obtienen los lodos primarios. En el tratamiento secundario se producen los lodos secundarios. En la línea de fango, los lodos se pueden someter a diferentes procesos como el secado para su transporte a vertederos, la utilización directa en la agricultura, la incineración o la digestión anaerobia para producir biogás.
Influencia de la tecnología MBR
En un MBR se producen distintas operaciones unitarias de forma combinada. En un solo proceso tienen lugar las etapas de decantación, biológica y de filtración.
Los sistemas MBR es posible alcanzar edades de fango elevadas, lo cual, favorece el desarrollo de microorganismos de crecimiento lento como nitrificantes o bacterias. Una mayor edad de fango ofrece un licor de mezcla más activo capaz de degradar una gama superior de compuestos.
En un MBR se consigue una reducción de lodos generados de entre 30-50% respecto a sistemas convencionales de lodos activados. Esta reducción se debe a las altas edades de fango, lo cual, permiten un mayor aprovechamiento del sustrato.
Los sistemas MBR funcionan a altas concentraciones de licor mezcla. Esto permite obtener mayores tiempos de retención de lodos o lo que es lo mismo fangos de mayor edad.
El sistema MBR ofrece una mayor capacidad de tratamiento. Al superar la concentración de sólidos en suspensión permitida en el tratamiento biológico convencional, los sistemas MBR ofrecen una operación más robusta.
La reducción de la cantidad de lodos en un MBR no implica necesariamente un aumento automático del rendimiento específico de metano. La productividad debe determinarse mediante la caracterización del fango y ensayos BMP o pruebas continuas bajo las condiciones concretas de operación.
Limitaciones y control de la digestión anaerobia
Los principales problemas de los lodos para su aplicación agrícola son su contenido en metales pesados, así como su posible contaminación por microorganismos patógenos que pueden transmitirse a través de las aguas o a la atmósfera.
Entre los patógenos, las bacterias de los géneros Salmonella así como Escherichia coli o Clostridium son hoy en día los más preocupantes.
A la vista de lo indicado, es cada vez más consecuente conocer la calidad de los lodos que se quieren emplear así como su manejo y su comportamiento en el suelo para poder así evitar riesgos innecesarios.
Durante la digestión también debe vigilarse la acumulación de ácidos, la presencia de compuestos inhibidores y la estabilidad de la comunidad metanogénica. Una reducción de la actividad de estos microorganismos se refleja en una menor conversión de materia orgánica en CH4 y en una mayor proporción de compuestos intermedios en el digestato.
Destino final y jerarquía de gestión
Las estaciones depuradoras de aguas residuales, EDAR, son productores de lodos y como tales productores de residuos deben asegurar su correcta gestión, y pueden realizarla directamente o encargarla a gestores autorizados, todo ello conforme a lo que establece la Ley 7/2022, de 8 de abril, de residuos y suelos contaminados.
La orientación de su gestión debe realizarse respetando los principios de la política de residuos relativos a la protección del medio ambiente y la salud humana y aplicando la jerarquía en las opciones de gestión, priorizando la prevención sobre el reciclado, otros tipos de valorización incluida la energética y quedando en último lugar el depósito en vertedero.
Según datos del Registro Nacional de Lodos ha primado como destino final su utilización agrícola, aproximadamente el 80% de los generados. Se ha logrado reducir en gran medida el depósito en vertedero, aproximadamente el 8% actualmente, y la incineración va creciendo, en torno a un 4%.
Otro destino de menor importancia cuantitativa es el uso de los lodos en suelos no agrícolas.
Aplicación agrícola de los lodos y del digestato
Los lodos pueden ser aplicados en los suelos agrícolas conforme a lo que establece el Real Decreto 1310/1990, de 29 de octubre, por el que se regula la utilización de los lodos de depuración en el sector agrario.
El empleo de lodos de depuradora como fertilizante en el sector agrario permite un aprovechamiento óptimo de los mismos y da salida a un residuo que se genera en grandes cantidades, sin embargo, debe llevarse a cabo de forma que no se ponga en riesgo la salud de los humanos y el medioambiente.
Una mala práctica puede afectar negativamente a la fertilidad del suelo y acabar afectando a las aguas superficiales y subterráneas. Es por ello que esta actividad cuenta con regulación específica, lo que incluye el Registro Nacional de Lodos en el que se incorpora información suministrada por las instalaciones depuradores, las instalaciones de tratamiento de lodos y los gestores que realizan la aplicación agrícola.
Un proyecto del IRTA ha estudiado el impacto en la productividad y en la calidad de la producción de los cultivos en suelos fertilizados con lodos y ha determinado que este modelo es una alternativa eficiente en comparación con la fertilización clásica con minerales.
Los investigadores han podido concluir que el nivel y los parámetros de calidad agronómica de la producción no presentan diferencias significativas entre las dos estrategias de fertilización: mineral o con lodos de EDAR.
Sin embargo, este tipo de fertilización aumenta el contenido de materia orgánica del suelo, los niveles de nitrógeno total y el fósforo, respecto a la fertilización mineral.
Este último punto es especialmente sensible, ya que un exceso de fósforo en el suelo puede resultar perjudicial para el cultivo y, por tanto, los investigadores señalan que hay que delimitar muy bien cuál debe ser el límite en el contenido de fósforo en el suelo a partir del cual hay que cambiar la frecuencia de fertilización con lodos para evitar que el contenido de fósforo en el suelo se incremente.
Prevención y control del potencial contaminante
La prevención se refiere a la minimización de las cantidades generadas, a la disminución de la contaminación presente en los mismos y a la reducción de los impactos adversos sobre el medio ambiente.
Se debe prestar atención preferente a la prevención de la contaminación en origen, es decir, a la disminución de la carga contaminante de las aguas residuales que llegan a las EDAR, cantidades de materia oxidable en términos de DQO y DBO5, sólidos en suspensión y materias tóxicas, como metales pesados y contaminantes orgánicos.
Asimismo los tratamientos efectuados a lodos pueden incidir de forma significativa en la composición y cantidad de lodos tratados que deben ser objeto de gestión posterior.
Los lodos deben tener distintos destinos dependiendo de su composición, por lo que se lleva a cabo una caracterización previa de los mismos.
Ventajas de valorizar los lodos mediante biogás
Aprovechar la tecnología de producción de biogás y biometano en la gestión de lodos de depuradora permite la reducción del impacto ambiental asociados a estos residuos.
Además, la valorización energética de estos lodos de depuradora convierte a este residuo en un recurso para la obtención de energía renovable, resultando un proceso que se enmarca dentro de los principios de la economía circular.
Con la digestión anaerobia de los lodos de depuradora se reduce la emisión de gases de efecto invernadero, el riesgo de contaminación microbiológica de suelos, cultivos y aguas superficiales y el uso de fertilizantes inorgánicos.
Además, el biogás obtenido puede emplearse para generar energía eléctrica y/o térmica destinada al consumo en la propia planta o transformarse en biometano, que puede inyectarse en el sistema de red gasista o ser empleado como combustible vehicular.
Biogás: la energía de los desechos
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