Aspectos tecnicos y legales del manejo de lodos en Mexico

TALLER SOBRE MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE
LODOS PROVENIENTES DE PLANTAS DE
TRATAMIENTO
ASPECTOS TÉCNICOS Y LEGALES DEL
MANEJO DE LODOS EN MÉXICO
ING. ENRIQUE MEJÍA MARAVILLA

ASPECTOS TÉCNICOS Y LEGALES DEL MANEJO DE
LODOS EN MÉXICO
Legislación Federal en materia de descargas de
aguas residuales y biosólidos.
Panorámica de los sistemas de tratamiento y la
generación de lodos en México.
Situación del manejo de biosólidos en México.

P R O D D E R Y PROSANEAR
Ley Federal de Derechos
EsFmulos
Sanciones Fiscales
P A S
Aprovechamiento de biósolidos
Consejos de Cuenca
REÚSO Concertación DE
AGUA
RESIDUAL
Oportunidad de
Negocios
P R O M A G U A
Ley de Aguas Nacionales
Declaratorias
Sanciones
AdministraNvas
A P A Z U y FONDO CONCURSABLE
NORMAS SEMARNAT
NOM-­‐001, NOM-­‐002, NOM-­‐003, NOM-­‐004, PNOM-­‐005 y NOM-­‐052
NORMAS CONAGUA NOM-­‐014 y NOM-­‐015

Descargas de aguas residuales industriales que cumplen con
la NOM-­‐001-­‐SEMARNAT-­‐1996.
Industria tex>l
Industria de alimentos

Diferentes capacidades de autodepuración de contaminantes
DBO = 75 mg/l y caudal = 100 l/s
Oxígeno > 6 mg/l
Oxígeno 4 mg/l
Oxígeno < 2 mg/l
Caudal = 40 000 L/s
DBO = 3 mg/L
2 500 L/s
DBO = 15 mg/L
400 L/s
DBO = 60 mg/L
La AnNgua, Ver. Cazones, Ver. San Juan, Qro.

1
10
Número de plantas
172
1,650
PRIMARIAS
SECUNDARIAS
INVENTARIO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES MUNICIPALES 2008
TERCIARIAS
NO ESPECIFICADAS

Gasto L/s
50
4,373
11,117
68,098
INVENTARIO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES MUNICIPALES 2008
PRIMARIAS
SECUNDARIAS
TERCIARIAS
NO ESPECIFICADAS

183
Número de plantas
66
648
1,185
PRIMARIAS
SECUNDARIAS
INVENTARIO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO
DE AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES 2008
TERCIARIAS
NO ESPECIFICADAS

Gasto L/s
4,373
826
12,246
17,622
INVENTARIO DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES INDUSTRIALES 2008
PRIMARIAS
SECUNDARIAS
TERCIARIAS
NO ESPECIFICADAS

EsNmación del volumen generado de lodos
subproducto del tratamiento de aguas residuales
Uno de los factores a considerar en el tratamiento de
aguas residuales es el relacionado con el tratamiento y
disposición de lodos subproducto del tratamiento, de las
aguas residuales, ya que su costo puede representar
hasta un 50% del valor total de la construcción,
operación y mantenimiento de las instalaciones.
Agua residual domés>ca con>ene:
• 0.10% sólidos
• 99.9% agua

EsNmación del volumen generado de lodos
subproducto del tratamiento de aguas residuales
Los lodos crudos >enen un bajo contenido de sólidos y un
alto contenido de humedad (agua).
Los obje>vos principales para su manejo y
aprovechamiento consisten:
• Concentrar los sólidos removiendo el volumen máximo
posible de agua; y
• Reducir su contenido orgánico y de patógenos para
hacerlo inocuo.

EsNmación del volumen generado de lodos
subproducto del tratamiento de aguas residuales
Para el tratamiento y disposición eficiente de los lodos de una planta de
tratamiento de aguas se requiere conocer las caracterís>cas:
• del agua residual cruda,
• de los sólidos y
• del lodo por procesar.
Así como:
• la ap>tud de los diferentes sistemas de procesamiento; y
• la facilidad de acceso a las diferentes opciones de disposición final.

Calidad de Vida

Disposición del papel sanitario

Disposición de residuos de comida

Eliminación de aguas residuales y pluviales
Sistema de Alcantarillado Combinado (SAC)
Las aguas residuales municipales y no municipales
y las pluviales se descargan al mismo sistema.
Sistema de Alcantarillado Separado (SAS)
Las aguas residuales municipales, no municipales y
las pluviales se descargan a dis>ntos sistemas.

Problemas causados por el SAC

Inconvenientes del sistema combinado
• Riesgo de corrosión del sistema de alcantarillado y de las
instalaciones en la planta de tratamiento
• Riesgo de explosiones en el sistema de alcantarillado
• Exposición de los trabajadores a sustancias tóxicas y gases
peligrosos
• Interferencia e inhibición a los procesos de tratamiento
• Opciones limitadas o costosas para la disposición de lodos y
biosólidos
• Paso de sustancias tóxicas hacia aguas y bienes y nacionales
• Sobrecargas en can>dad y calidad a la planta de
tratamiento (CSO)
• Malos olores en zonas urbanas

Alcantarillado en Japón

La contaminación proviene de las aguas residuales
al comienzo de las lluvias
A pesar de haber poca
can>dad, se ensucia
Volumen de agua
Calidad del agua
Inicio de
precipitación
Conforme aumenta la
can>dad de agua, es cada vez
más limpia
Fin de
precipitación
20

Mejoras en el SAC

Mejoras en el SAC
Prevención de liberación de desechos
• Disposi>vo para recolección de grasas
• Pantallas en estaciones de bombeo
• Mantenimiento con>nuo
• Campaña por un Alcantarillado Limpio

Mejoras del SAC
Antes
Después
Ríos
PTAR
Muro de guía
Deflector
Grasa e impurezas liberadas
con las aguas pluviales
Ríos
PTAR
Después de que la grasa y otras
impurezas sean expulsadas por el
mecanismo de recogida, las aguas
pluviales son liberadas a los ríos
La grasa atrapada y otras impurezas
se eliminan en la planta

Mejora del SAC
Antes
Después (3Q)
CSO Almacenado
Tiempo
Tiempo

Mejora del SAC
Antes
Después de infiltración

Mejoras en el SAC
Concepto SAS SAC
Tratamiento
secundario
Antes
Después
605 608 647
Tratamiento primario 168 98
Alcantarillado pluvial
185
Estación de bombeo 253 13
Total 790 1029 758
Carga contaminante (Kg/ha/año)

Contenido de sólidos y humedad (agua) en función de los procesos aplicados
Secuencia Lodos crudos Lodos espesados Lodos secados
Contenido
de sólidos
Contenido
de agua
0.5 – 5.0 %
5,000 – 50,000 ppm
2.0 – 15 %
20,000 – 150,000
ppm
15 – 50 %
150,000 – 500,000 ppm
99.5 – 95 % 98 – 85 % 85 – 50 %
Procesos
ipicos
(1) Sedimentación
(2) Flotación
(1) Por gravedad
(2) Por flotación
(1) Filtros de vacio
(2) Centrifugación
(3) Filtros a presión
(4) Lechos de secado

EsNmación del volumen generado de lodos
subproducto del tratamiento de aguas residuales
Programa Nacional Hídrico 2007 -­‐ 2012
Meta: Tratar el 60% del agua residual colectada.
Suponiendo que el agua residual se tratara
mediante un proceso secundario (biológico); y
que el lodo producido fuera espesado, digerido y
secado.

Tratamiento de aguas residuales colectadas
206 m 3 /s
Valor al 2006 Meta 2007 -­‐2012 Meta al 2012
36.1% 23.9% 60%
74.4 m 3 /s 49.2 m 3 /s 123.6 m 3 /s
630,554 ton/año 426,682 ton/año 1’057,236 ton/año
4’203,619 m 3 /año 2’844,547 m 3 /año 7’048,166 m 3 /año

Volumen de lodo que equivale a llenar dos veces al año el
Estadio Azteca hasta la altura de las lámparas o hasta su
cúspide a la Gran Pirámide de Cholula.

LABORATORIOS ACREDITADOS EN LODOS EN MÉXICO
(FUENTE: En>dad Mexicana de Acreditación, A. C.)
Estado Muestreo Análisis Muestreo y
Análisis
Coahuila
Distrito Federal
Estado de
México
Guanajuato 1 1
Jalisco 1 1
Nuevo León 1 3 2
Querétaro
San Luis Potosí
Subtotal 2 5 13
Total
1
18
5
1
2
1

Biosólidos
Son materiales orgánicos ricos en nutrientes,
removidos de los sólidos de las aguas negras, los
cuales han sido estabilizados y cumple con un
estricto criterio de calidad.

• En México:
– 2/3 partes del territorio son áridas o semi-­‐áridas
– 570,000 km 2 erosionados
– Problemas de salinidad y sodicidad en 10% de
suelos irrigados
• Los lodos:
– Reducen el potencial de degradación y recuperan
la capacidad produc>va de los suelos
– Reducen el consumo de fer>lizantes químicos
– Ayudan a conservar las reservas de P
– Incrementan el rendimiento de ciertos cul>vos

Beneficios de la materia orgánica en biosólidos
aplicados en suelos
• Mejora la estructura ssica del suelo
• Evita la erosión
• Incrementa la retención de agua
• Favorece el desarrollo de vegetación
• Favorece el intercambio de aire a las raíces de las
plantas
• Incrementa la capacidad de intercambio de
nutrientes planta -­‐ suelo
• El crecimiento de las plantas es más vigoroso y
disminuye el daño causado por insectos

Plantas de tratamiento del Norte de México que generan biosólidos.
Estado Plantas Gasto (L/s) Biosólidos
(t/año) B.H.
Biosólidos
(t/año) B.S.
Nuevo León 20 8,161 238,301 47,660
Chihuahua 5 3,652 106,638 21,328
Baja California 3 1,146 33,469 6,694
Tamaulipas 7 1,026 29,959 5,992
Sinaloa 3 843 24,616 4,923
Coahuila 5 570 16,644 3,329
Baja California Sur 7 541 15,797 3,159
Aguascalientes 10 287 8,392 1,678
Durango 1 25 730 146
Zacatecas 1 2 58 12
Total 474,604 94,921

Calidad de los biosólidos de Chihuahua
Muestreo
Indicador
bacteriológico de
contaminación
Coliformes
fecales NMP/g en
base seca
Patógenos
Salmonella spp.
NMP/g en base
seca
Parásitos
Huevos de
helminto/g en
base seca
Octubre 2004 15,000 ND 1
Abril 2004 352,000 57 0
Octubre 2003 24,000 150 0
Límite uso
agrícola Clase C
Menor de
2,000,000
Menor de 300
Menor de 35

Calidad de los biosólidos de Chihuahua
Metales
pesados
Febrero
2001
Abril 2004
Octubre
2004
Excelentes
Buenos
Cadmio 4.20 0.79 ND 39 85
Cromo 90.85 69.48 82.82 1200 3000
Mercurio 4.07 1.17 1.81 17 57
Níquel 19.37 16.99 17.69 420 420
Plomo 245.50 109.14 64.50 300 840
Arsénico -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐ 12.04 ND 41 75
Cobre 455.06 619.46 252.05 1500 4300
Selenio -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐ -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐ -­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐-­‐ 100 100
Zinc 950.56 1555.16 1081.24 2800 7500

LLENADO DEL ESPARCIDOR

Cul>vo Tecnología agricultor Tecnología con uso de
biosólidos
Maíz
forrajero
Rendimiento Producción Rendimiento Producción
44.9 kg/ha 64,818 t 53.7 kg/ha 77,606 t
Alfalfa 14,834 kg/ha 14,834 t 17,369 kg/ha 17,369 ton
Avena
forrajera
9.2 t/ha 13,285 t 10.9 t/ha 15,740 t
Algodón 6,847 kg/ha 225,951 t 7,358 kg/ha 242,814 t

Conclusiones del INIFAP
• En los cultivos estudiados, la aplicación de biosólidos
produjo altos rendimientos y fue superior a la fertilización
química.
• Dosis de 11 a 13 Ton ha -1 de biosólidos, satisfacen los
requerimientos nutrimentales para un ciclo, en los cultivos
estudiados.
• Dosis de biosólidos mayores a las necesarias para cada
cultivo no incrementan la producción, este comportamiento
se describe apropiadamente con un modelo lineal
segmentado.
• Aplicaciones de más de 20 Ton ha -1 de biosólidos
producen cantidades de N-NO 3 que el cultivo no utiliza
(50-60%), y que potencialmente pueden contaminar
cuerpos de agua, sobre todo cuando se siembra un solo
cultivo en el año.

• La aplicación de biosólidos en cantidades agronómicas no
afecta la concentración de metales pesados en los suelos y
plantas evaluados.
• La dosis económica más adecuada para los cultivos
estudiados fue 10 ton ha -1 de biosólidos, muy similar a la
estimada agronómicamente.
• La aplicación de biosólidos en la agricultura es una
alternativa viable para el uso de materiales residuales y
tiene altas perspectivas para aumentar la fertilidad de
suelos con bajo nivel productivo.
• La aplicación de biosólidos incrementó el rendimiento en un
21 a 25% en alfalfa, 8 a 9% en algodonero y de 4 a 88%
en maíz forrajero dependiendo del tipo de suelo y dosis de
fertilización aplicada por el agricultor.
• Las dosis de biosólidos evaluadas, además de satisfacer
los requerimientos de N del cultivo, no dejaron cantidades
de nitrógeno residual en el suelo que pudieran contaminar
cuerpos de agua.

• La aplicación de biosólidos incrementó el contenido de P
aprovechable (Olsen), existiendo parcelas con 138% más
que en las fertilizadas químicamente. La dosis económica
más adecuada para los cultivos estudiados fue 10 ton ha -1
de biosólidos, muy similar a la estimada agronómicamente.
• La respuesta más evidente a la aplicación de biosólidos en
rendimiento fue en maíz forrajero, donde se observó un
incremento en la concentración de zinc y cobre de 1,354 y
402% en el tejido del cultivo, respectivamente.
• Las concentraciones de metales pesados en el suelo y en
el tejido de la planta, están muy por debajo de las
reportadas como críticas en la literatura, lo que sugiere que
el uso racional de biosólidos es seguro y ecológicamente
factible.
• El análisis económico mostró en todos los cultivos, que el
uso de biosólidos es la mejor alternativa de fertilización, ya
que en la mayoría de las parcelas aumentó el rendimiento
(7-88%) o bien disminuyeron los costos del cultivo por el
ahorro del fertilizante (0-27%). Debido a lo anterior, el uso
de biosólidos incremento el índice de redituabilidad de
todos los cultivos, llegando a ser hasta de 105% más que
la aplicación química de fertilizantes.