Compostaje y caracterización de digestado anaerobio de la FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos)

Transcripción

1 Compostaje y caracterización de digestado anaerobio de la FORSU (Fracción Orgánica de Residuos Sólidos Urbanos) Irigoyen, I (1), Villahizán, B (1), Jauregui, I (1), Gracia, A (2), Jaso, A (2), Milhau, C (2) y Muro, J. (1) (1) Departamento de Producción Agraria. Universidad Pública de Navarra. Campus de Arrosadía , Pamplona. (2) Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC) C/ Ulises 18 Ed. H, 28043, Madrid. Palabras clave: digestión anaerobia, valorización compost, calidad compost, sustrato Resumen En este trabajo se presentan los resultados del primer ensayo a escala industrial de compostaje de restos de poda con digestado de la Fracción Orgánica de los Residuos Sólidos Urbanos separados mecánicamente recepcionados en el Centro de Tratamiento de Residuos de El Culebrete (Tudela). En concreto se comparan 3 proporciones de digestado:estructurante (1:1, 1:2, 1:3) sometidos a dos regímenes de volteo ( y por ) en pilas dinámicas bajo cubierta. En todos los casos el proceso se desarrolló satisfactoriamente con una fase termófila superior a 25 días. En menos de 90 días se alcanzó una elevada estabilidad e higienización plena. Los productos finales presentan muy buena apariencia, un limitado contenido de metales pesados y no son fitotóxicos, por lo que son susceptibles de ser valorizados en el ámbito agrícola especialmente como sustratos. INTRODUCCIÓN Con el objetivo de reducir las afecciones medioambientales de los vertederos y potenciar el reciclado de los residuos biodegradables en la agricultura, el Real Decreto 1481/2001 limita la cantidad de residuos biodegradables vertibles en vertedero en los años 2006, 2009 y 2016 al 75, 50 y 35%, respectivamente, tomando 1995 como año de referencia de cantidad vertida. Para cumplir esta exigencia es necesario tratar estos residuos biodegradables para reducir su cuantía y peligrosidad así como, para facilitar su reciclaje y valorización en agricultura. En el año 2007 entró en funcionamiento la planta de digestión anaerobia (vía húmeda) de la fracción orgánica de RSU separados mecánicamente. La basura tratada procede mayoritariamente de la zona sur de Navarra y proviene del contenedor de materia orgánica y resto de un sistema de recogida de 4 contenedores (vidrio, papel y cartón, envases, materia orgánica y resto). Esta planta trata la basura urbana de aproximadamente el 30% de la población de Navarra por lo que contribuye determinantemente al cumplimiento de la exigencia del Real Decreto 1481/2001. De esta actividad además de biogás se obtiene un digestado higienizado que cumple con las exigencias comunitarias para ser utilizado directamente en agricultura (Tabla 1). Sin embargo, con la finalidad de potenciar las cualidades agronómicas del digestado, los beneficios medioambientales de su utilización, así como incrementar su valor añadido, este digestado se somete a un segundo proceso de compostaje en pilas dinámicas bajo cubierta. En este trabajo se presentan los resultados de los primeros ensayos de compostaje a escala industrial de este digestado con distintas proporciones de restos de poda y con dos regimenes de volteo diferentes. 681

2 MATERIAL Y MÉTODOS El estudio se llevó a cabo entre Marzo y Junio de En seis pilas de mas de 35 m 3 cada una se compararon 3 proporciones volumétricas de digestado:estructurante (1:1, 1:2 y 1:3) y dos regímenes de volteo diferentes: 3 pilas con 1 volteo y otras 3 cuando su descendía de 45ºC. Las cantidades y volúmenes de digestado y estructurante iniciales de cada pila se muestran en la Tabla 2. La mezcla del digestado y estructurante se realizó en una mezcladora de husillo con báscula integrada. La composición del digestado utilizado se muestra en la Tabla 1. El estructurante eran restos de poda muy lignificados. La y la humedad se monitorizaron en continuo. Además se realizaron perfiles de y humedad dentro de las pilas, realizando cortes transversales de éstas en los momentos de volteo. El aporte de agua se realizó con una cinta de goteo con emisores integrados garantizando la humectación homogénea de la pila. El volteo de las pilas se realizó con una pala neumática autopropulsada. Al final del ensayo, el material obtenido se cribó (10 mm) en una criba-tromel. El rechazo y la parte afinada fueron cuantificados y caracterizados. La estabilidad del producto final y su posible fitotoxicidad se evaluaron con el test de autocalentamiento (Hösel et al. 1994) y por medio de bioensayos de germinación (Zucconi et al., 1985). RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tras 90 días todas las pilas alcanzaron un grado de estabilidad altos (Nivel V Rottegrade-legislación alemana) en todas las pilas. La fase termófila (>45ºC) en todos los casos fue superior a 25 días alcanzándose s superiores a 65ºC por lo que el producto final estaba plenamente higienizado (Chiumenti et al., 2005). Su color y textura eran térreos, su olor fúngico y estaba exento de elemento inertes por lo que su apariencia era satisfactoria. Respecto a metales pesados todos los productos obtenidos eran aptos para ser valorizados en agricultura en cumplimento de la normativa europea. Las características de los 6 productos compostados se muestran en la Tabla 3. Son productos ricos en materia orgánica y con contenido bajo en N, P 2 O 5 y K 2 O. Destaca su riqueza en SO 3 y CaO. En cuanto a la comparación de tratamientos, cabe destacar que el estatus hídrico de las pilas condiciono el proceso. Las pilas con más estructurante se desecaron más rápido lo que ralentizó su actividad biológica y redujo su. La rehumectación de las pilas provocó su reactivación y la recuperación de las s termófilas. La intensidad de volteo resultó ser excesiva; además de acelerar la desecación no supuso ninguna ventaja con respecto al volteo por. En ningún caso hubo problemas de anaerobiosis ni de olores desagradables. El producto final no contenía ni Salmonella (en 25 g de muestra) ni Escherichia coli (en 1 g de muestra). Por cada tonelada de digestado tratado se obtuvieron entre 400 y 800 kg de producto afinado, siendo mayor esta cantidad en las mezclas con mayor proporción de estructurante (Figura 1). La concentración en macronutrientes descendió ligeramente al aumentar el volumen de estructurante en la mezcla. Cabe concluir que dadas las características físicas, químicas y biológicas los 6 productos obtenidos estos productos son de gran interés para ser empleados en agricultura especialmente como sustrato dada su elevada estabilidad y su bajo contenido en macronutrientes. 682

3 Agradecimientos Esta investigación ha sido financiada por el proyecto MCyT AGL C02-01, el Departamento de Industria del Gobierno de Navarra y la empresa de Fomento de Construcciones y Contratas S.A. (FCC) Referencias Chiumenti, A., Chiumenti, R., Díaz L., Savage G., Eggerth L Modern Composting Technologies. Biocycle. USA Hösel et al Instruction Leaflet 10 of the State Working Group-Waste (LAGA). Methods Book for the analysis of Compost Zucconi, F., Pera, A., Forte, M. y de Bertoldi, M. (1981). Evaluating toxicity of immature compost. Biocycle, 22: Fig. 1. Producto afinado (kg) obtenido por tonelada de digestado inicial kg de producto afinado mezcla 1:1, mezcla 1:2, mezcla 1:3, mezcla 1:1, mezcla 1:2, mezcla 1:3, Tratamiento 683

4 Tabla 1. Composición de digestado de la digestión anaerobia. Parámetros Digestado Humedad (g/100g) 65,2 Materia seca (g/100g) 34,8 ph 8,4 CE (ds/m) 5,8 Unidades: g/100 g sms Materia Orgánica Total 52,6 Carbono Orgánico Oxidable 26,9 Extracto húmico total 11.7 Ácidos fúlvicos 5.1 Ácidos húmicos 5.8 Nitrógeno Total N 3,1 Nitrógeno Amoniacal NH 4 1,1 Nitrógeno Orgánico N-NH 3 2,08 Relación C/N 8 Fósforo Tota P 2 O 5 1,8 Potasio Total K 2 O 1,3 Calcio Total CaO 16,4 Magnesio Total MgO 1,2 Sodio Total Na 2 O 0,7 Azufre Total SO 3 5,6 Unidades: mg kg -1 sms Cadmio; (1) Valor límite 20 0,4 Cobre; (1) Valor límite ,4 Níquel; (1) Valor límite Plomo; (1) Valor limite ,6 Zinc; (1) Valor límite ,7 Mercurio; (1) Valor límite 16 0,2 Cromo; (1) Valor límite ,7 (1) Valor límite más restrictivo de concentración de metales pesados en los lodos destinados a su utilización agraria (mg/kg de materia seca), para suelos de ph menor de

5 Tabla 2. Volúmenes y pesos iniciales del digestado (D) y estructurante (E) de cada tratamiento. Tratamiento D E Pila m 3 D/ kgd/ kg m 3 D E Pila E E (m 3 ) (m 3 ) (m 3 ) (kg) (kg) (kg) 1:1 Semanal : ,07 1:2 Semanal : ,17 1:3 Semanal : ,31 1:1 por : ,35 1:2 por : ,76 1:3 por : ,25 Tabla 3. Composición físico química de los productos afinados. Tratamiento 1:1 1:2 1:3 1:1 1:2 1:3 Semana Semanal Semanal por tª por tª por tª Humedad (g/100g) 25,6 21, ,9 23,5 15,3 Materia seca (g/100g) 74,4 78, ,1 76,6 84,7 ph 7,7 7,7 7,8 7,7 7,6 7,7 CE (ds/m) 8,1 6,7 6,5 8,2 7 6,7 Unidades: g/100 g sms Materia Orgánica total 43,6 36,5 32,4 41,1 40,1 38,2 Carbono Orgánico Oxidable 22,3 17,3 15,8 20,1 17,7 16,9 Nitrógeno total N 1,6 1,1 1,1 1,6 1,3 1,4 Nitrógeno Amoniacal N-NH 4 0,09 0,07 0,09 0,07 0,03 0,06 Nitrógeno Orgánico N 1,5 1,1 0,9 1,5 1,3 1,3 Relación C/N Fósforo total K 2 O 1,4 1,1 0,8 1,4 1,1 1 Potasio total P 2 O 5 1,2 1,2 1,3 1,2 1,2 1,0 Calcio total CaO 16,5 15,2 13,5 14,6 13,8 13,8 Magnesio total MgO 1,4 1,6 1,7 1,5 1,6 1,4 Sodio total Na 2 O 0,6 0,5 0,5 0,7 0,6 0,5 Azufre total SO 3 4,3 2,6 1,7 3,1 2,4 2,1 685