Evaluación de la mineralización de biosólidos de plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas

Abstract

RESUMENLos biosólidos procedentes del tratamiento de aguas residuales municipales tienen alto potencial de aplicación agrícola por sus contenidos de materia orgánica y nutrientes. En esta investigación se evaluó la mineralización de los biosólidos provenientes de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Cañaveralejo, Cali-Colombia, mediante el ajuste de modelos de regresión; se realizó el seguimiento del contenido de NH 4 + , NO 3 -y NO 2 -durante 126 días para tres tipos de biosólidos: deshidratado, secado térmicamente y alcalinizado, los cuales fueron aplicados a un suelo Vertic Endoaquepts en dosis de 35.4, 36.4 y 54.5 t ha -1 respectivamente. Para el ajuste de las curvas de regresión, se consideraron los modelos simple exponencial, doble exponencial, hiperbólico, parabólico y algunos modelos estadísticos regulares. Los resultados mostraron que el modelo parabólico propuesto por Broadbent presentó el mejor ajuste para describir el proceso de mineralización del suelo evaluado; el modelo exponencial de Stanford & Smith, se mostró como una segunda opción de modelación, permitiendo corroborar el incremento del nitrógeno orgánico N 0 cuando se realiza la aplicación de los biosólidos y el incremento de la mineralización con relación al tratamiento testigo. Palavras-chave: nitrógeno mineralizado, fracción de mineralización, modelo parabólicoEvaluation of mineralization rates of biosolids from domestic wastewater treatment plants ABSTRACT The biosolids from wastewater treatment plants have high potential of agricultural application due to the contents of organic matter and nutrients. The mineralization of biosolids from the Cañaveralejo Wastewater Treatment Plant, Cali-Colombia, was evaluated by fitting regression models. The content of NH 4 + , NO 3 -and NO 2 -were monitored during 126 days for three types of biosolids: dehydrated, thermally dried and alkalinized, which were applied to a Vertic Endoaquepts soil using doses of 35.4, 36.4 and 54.5 t ha -1 respectively. To adjust the regression curves, the models used were: simple exponential, double exponential, hyperbolic, parabolic and some regular statistical models. The results showed that the parabolic model proposed by Broadbent presented the best fit to describe the process of mineralization in the evaluated soil. The exponential model of Stanford & Smith was the second option of modeling, permitting corroborate the increase of organic nitrogen (N 0 ) when the biosolids are applied and the mineralization increase in relation to the control treatment.

Evaluación de la mineralización del nitrógeno en un suelo ácido bajo fertilización inorgánica y orgánica

“…A partir de los datos experimentales y las curvas de mineralización, se evaluaron los modelos mostrados en la Tabla I. El ajuste de los parámetros correspondientes a cada modelo se realizó implementando el algoritmo de Newton Raphsson en la plataforma de R (R-3.4.2). Para la selección del mejor ajuste de cada modelo, se consideraron métricas como el coeficiente de determinación ajustado (R2) y el cuadrado medio de error (CME), considerando que el mejor ajuste es aquel que maximiza el R2 y simultáneamente minimiza el CME [22].…”

“…Los modelos de mejor ajuste en su orden fueron, parabólico de Broadbent (R2 > 0,80), lineal (R2 > 0,80) y Exponencial, siendo este último el que presentó el menor ajuste para los tratamientos conformados con EO y F (T1, T2 y T6), que arrojaron valores de coeficiente de determinación (R2 > 0,80) y T3, T4 y T5 presentaron R2 < 0,80. En el caso del modelo lineal, este presentó valores altos del cuadrado medio de error CME y mayor dispersión en los datos, mientras que el modelo parabólico (Broadbent), presentó buen ajuste como en otros casos de diferentes EO como Compost de rosas, gallinaza, conejaza, porquinaza lombricompost, entre otros evaluados [7], [22], [36]. Analizando el comportamiento de los modelos reportados en la literatura y los resultados del presente estudio, se ratifica la necesidad de evaluar en cada caso diferentes modelos, para analizar el que mejor represente la mineralización del nitrógeno, esto debido a que cada enmienda, dependiendo de donde proviene y del suelo aplicado su comportamiento, es diferente y estos modelos fueron realizados para ajustarse a características muy específicas.…”

“…En el compostaje de BOM se recomienda su mezcla con otros sustratos para mejorar la calidad del producto final del compostaje [11], [16] encontrándose experiencias de compostaje de BOM con residuos agroindustriales como la cachaza (CA) [17], [18] resultante del procesamiento de la caña de azúcar [18], [19], cuyo producto final contribuye de manera importante con los requerimientos de N , que es el elemento más limitante y de mayor demanda en la agricultura, ya que es necesario para el crecimiento y desarrollo de las plantas del suelo [20]; sin embargo, metabólicamente no todo el N está disponible para la asimilación de las plantas y su aprovechamiento en los cultivos, debiendo pasar por un proceso de mineralización para ser asimilado por el suelo y así estar disponible para las plantas [21], [22]. Entre los modelos de mineralización evaluados se encuentran los mostrados en la Tabla I.…”

Disponibilidad de nitrógeno y rendimiento de biomasa de Ricinus communis L. fertilizado con biosólidos

“…No obstante, el uso excesivo de biosólidos puede generar problemas ambientales, por ello la necesidad de hacer un uso racional de los mismos. Uno de los criterios utilizados para calcular la dosis de biosólidos a aplicar, es evaluar la cantidad de N disponible para el cultivo (NDC) (Silva et al, 2013). Sin embargo, la agencia de protección ambiental de Estados Unidos de América por sus siglas en inglés (US-EPA), establece que las dosis de aplicación de biosólidos, expresadas en kg ha -1 de N, no debe exceder el requerimiento de N por el cultivo (RNC) (USEPA), 1994).…”