Deshidratación de los lodos en lecho de secado y su influencia sobre la actividad biológica de los microorganismos

Dehydration of sludges in drying bed and influence on the biological activity of microorganisms

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la deshidratación de los lodos en lecho de secado sobre las características fisicoquímicas de estos subproductos y la actividad biológica de los microorganismos. Se determinó que después de cinco meses de secado disminuyó la concentración de carbono orgánico, los metales pesados se mantuvieron por debajo del límite permisible y el nitrógeno y fósforo total se mantuvieron constantes. Se evidenció disminución de los aerobios mesófilos, hongos y amilolíticos de siete, seis y una unidad logarítmica de UFC/g respectivamente. La presencia de microorganismos funcionales celulolíticos y solubilizadores de fosfato fue <10 UFC/g. Por otro lado, el 3 % (n=8040) de las cepas evaluadas, fueron productoras de PHA en por lo menos una de las fuentes de carbono evaluadas (sacarosa o glucosa). Los resultados demuestran que el tratamiento de deshidratación en lecho de secado permitió conservar las características fisicoquímicas de los lodos, no obstante, disminuyó la actividad biológica de los microrganismos aerobios mesófilos, amilolíticos y hongos, celulolíticos, solubilizadores de fosfato.

Introducción

Los lodos son residuos orgánicos semisólidos resultado del tratamiento de aguas residuales. En Colombia, se reporta una producción de 274 toneladas de lodos por día provenientes de las principales plantas de tratamiento de aguas residuales de país, sin contar con los producidos por las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales (Bedoya-Urrego et al., 2013). Los lodos sin estabilizar, generan riesgos potenciales para la salud pública y el medio ambiente, debido a la concentración de metales pesados, microorganismos patógenos e insectos que transmiten enfermedades (EPA, 2003). Hasta el momento, la estabilización de los lodos constituye los mayores costos del tratamiento de aguas residuales (Anjum et al., 2016; Keffala et al. 2013). A nivel mundial, se han implementado algunos métodos de estabilización, entre lo que se encuentran deshidratación por centrifugación, (Bedoya-Urrego et al., 2013), compostaje (Awasthi et al., 2018), alcalinización (Husillos et al., 2012; Torres et al., 2009), secado térmico (Silva-Leal et al., 2013) y deshidratación en lechos de secado (Pompeo et al., 2016; Santos et al., 2017; Shanahan et al., 2010; Cota-Espericueta y Ponce-Corral, 2008). La estabilización por deshidratación en lecho de secado es un proceso natural donde el lodo se coloca en compartimientos rectangulares de poca profundidad con fondos porosos, lo cual permite junto con la incidencia de la luz solar y el viento, la deshidratación y desinfección del lodo. 

Las ventajas de este método con respecto a los demás, es el bajo nivel de inversión, simplicidad operacional, limitado consumo de energía y la no adición de productos químicos (Pompeo et al., 2016). Los lodos al estabilizarse, pueden convertirse en la solución a los problemas de fertilización y restauración de suelos erosionados o degradados, ya que sus propiedades fisicoquímicas y microbiológicas podrían mejorar su calidad (Arévalo y Castellano, 2009). 

Hasta el momento, a nivel mundial se han hecho grandes esfuerzos por determinar como la deshidratación en lecho de secado afecta a los microorganismos patógenos (Onofre et al., 2017; Santos et al., 2017; Pompeo et al., 2016). Sin embargo, no se han reportado estudios donde se evalúe el efecto que tiene la deshidratación en lecho de secado sobre los microorganismos que presentan actividad biológica, los cuales juegan un papel importante en el flujo de energía, la transformación y el ciclaje de nutrientes en el ambiente. Sus actividades ayudan a la formación del humus, la conservación de la estructura del suelo, la biorremediación de contaminantes, y la disponibilidad de nutrientes entre otras funciones (Andrade, 2008). Lo que demuestra que una gran abundancia, actividad y/o diversidad de estos microorganismos, influyen directamente sobre la fertilidad y productividad de los suelos (Hoffman et al., 2003). Uno de los enfoques usados para estudiar la calidad de los suelos y/o lodos, es medir funciones microbianas tales como las transformaciones específicas de carbono, nitrógeno y fósforo, puesto que afectan directamente la disponibilidad de nutrientes y por ende su calidad (Pedraza et al., 2010).