Lodos de depuradora

Los lodos (urbanos o industriales) son los principales residuos que produce una planta de tratamiento a partir de efluentes líquidos. Estos sedimentos residuales están compuestos principalmente por materia orgánica ( bacterias muertas), materia orgánica animal, vegetal y mineral húmeda. Una instalación de gestión de aguas residuales promedio produce alrededor de  40 g de materia seca por día por habitante.

En general, las aguas residuales que ingresan a una planta de tratamiento se denominan “lodos”. Los lodos pasan por diferentes etapas y toman diferentes nombres ( lodos primarios , lodos secundarios,  etc. ).

La expresión más ampliamente puede denotar cualquier lodo procedente de un sistema de depuración industrial, incluidos los residuos de la depuración de humos , el tratamiento de aguas ácidas,  etc.

Tipos de aguas residuales y lodos de depuradora

Entre los lodos sujetos a gestión, en la Unión Europea, desde 1986, distinguimos explícitamente:

La noción de “lodos tratados” designa los lodos tratados “  por medios biológicos, químicos o térmicos, por almacenamiento a largo plazo o por cualquier otro proceso apropiado para reducir significativamente su fermentabilidad y los inconvenientes para la salud de su uso  ”  ;

Existen diferentes tipos de lodos según los medios utilizados para separarlos del agua del medio fangoso.

También distinguimos:

En los Estados Unidos y Canadá, cuando el lodo se trata y cumple con las regulaciones para su uso en suelos agrícolas, a menudo se lo denomina “biosólidos (e)”.

Caracteristicas

Un lodo también está representado por varios datos numéricos que permiten caracterizarlo.

Dependiendo de los tratamientos de depuración aplicados, los lodos presentan distintas características:

Tratos

El lodo se somete a varios tratamientos como:

Estas operaciones implican métodos físicos (térmicos) y / o química (adición de los reactivos inorgánicos, polímeros de origen sintético o poli- electrolitos ), entonces engrosamiento reducirán el volumen de lodo por compactación mecánica o natural (secado, drenaje, etc.).

Salidas principales

Los lodos pueden contener metales y trazas de productos tóxicos, pero contienen carbono orgánico y tienen propiedades fertilizantes (en Francia, más del 70% se recupera en suelos agrícolas). También se pueden metanizar para producir biogás (se utiliza como electricidad o calor; el digestato se utiliza a menudo como fertilizante, porque todavía es rico en nitrógeno y fósforo). Los lodos también se pueden incinerar, solos o con los residuos domésticos.

En Estados Unidos , la propagación de lodos líquidos se practica desde hace más de 30 años en el bosque, pero se sospecha que está en el origen de cierta contaminación o zoonosis , o incluso en el origen de la enfermedad priónica ( CWD , enfermedad de emaciación crónica ) que afecta a un número creciente de cérvidos en diez estados, extendiéndose a Canadá y más recientemente al norte de Europa.

En Europa domina la propagación en los campos, pero desde la década de 1970 se han llevado a cabo muchos experimentos en los bosques, a cubierto o antes de la regeneración artificial.

En Francia , la mayor parte de los lodos se esparcían anteriormente en los campos, excepto durante los períodos de heladas.

En 2001 , según IFEN , el 50% de los lodos de depuradora en Francia se utilizaba en la agricultura (a lo que se suma el 6% de la recuperación agrícola en forma de compost, el 24% termina en vertederos controlados y el 17% en incineración. del 1 al 2% del esparcimiento agrícola, el 98% del esparcimiento fue estiércol y purines de granjas nacionales (y a veces en el norte de Francia de granjas belgas que ya no tienen suficiente espacio o en Bélgica).
En 2002 , se prohibió el vertido de lodos , excepto en el caso de los residuos finales (allí también se aceptan cenizas de la incineración de lodos). -2009, el 20% de los lodos producidos (clasificados como residuos) fueron enviados a un relleno sanitario técnico (CET) clase II, siempre que se encontraran en al menos el 30% de la materia seca.
En 2019 , el 30  % de los lodos de tratamiento de aguas residuales (es decir, 3  Mt ) regresan al suelo después del co- compostaje con residuos biológicos / residuos verdes , en comparación con los efluentes del ganado (más de 200  Mt / año , el 95% de los cuales se distribuyen en suelos agrícolas). Otro 40 por ciento de los lodos de las EDAR se esparcen directamente (4  Mt ) mientras que el 28% se incinera y el 2% se almacena (es decir, enterrado). Aproximadamente el 1  % de la superficie agrícola útil (SAU) se modifica cada año con lodos o compost de lodos / residuos verdes.

Riesgos para la salud (infecciosos, tóxicos, ecotóxicos) y ecológicos

En 1986, una directiva estableció las primeras reglas europeas para la gestión de lodos, pero antes conocíamos realmente los impactos ecológicos de los lodos.

Desde entonces, la ciencia ha avanzado y la composición de los lodos ha cambiado (por ejemplo, contienen menos mercurio o plomo, pero muchos nuevos microcontaminantes, biocidas , adyuvantes, micro y nanoplásticos, residuos de medicamentos , incluidos nonilfenoles , platinoides , microbios resistentes a los antibióticos ... ).

En 1997 , Francia creó una "  unidad de vigilancia sanitaria veterinaria  " sobre la difusión de lodos de depuradora, cofinanciada y gestionada por ADEME con la Escuela Nacional de Veterinaria de Lyon . De 1997 a 2009, recibió 51 llamadas, incluidas 18 relacionadas con un caso sospechoso de esparcimiento de lodos que provocan patologías animales; ninguno de estos vínculos pudo demostrarse. La falta de trazabilidad de los sectores, especialmente para el compost, también es un problema; El compromiso n ° 260 de la Grenelle de l'Environnement requiere "  negociar un marco de coherencia a nivel nacional y compromisos contractuales locales entre el Estado, las comunidades, los profesionales agrícolas y los productores agroalimentarios para garantizar la calidad sanitaria y ambiental de los composts y asegurar puntos de venta y trazabilidad del producto  ” . Ademe estima que el riesgo de superar los umbrales es raro a los 10 años para los metales pesados, pero existe a los 100 años porque se acumulan en el suelo.

En 2008 , año de la publicación de una directiva de residuos relacionada en particular con los lodos, la DG Medio Ambiente encargó a tres oficinas de diseño que hicieran un balance de los impactos ambientales y socioeconómicos de la propagación de lodos. Un primer informe sintetizó los conocimientos disponibles. Otro evaluó un escenario de referencia y las "  oportunidades  ". Este trabajo se envió a las partes interesadas a mediados de 2009; se trataba de preparar una directiva de lodos , una directiva de biorresiduos y una directiva de suelos (finalmente bloqueada por varios países). Esta evaluación mostró que:

Los principales riesgos son inducidos por:

Cantidades

En Europa, la Comisión Europea tiene como objetivo el 75% de la propagación de lodos.

En Francia, la normativa exige que se elabore y controle un cierto número de estadísticas.

En Francia, a principios de la década de 2000, había alrededor de 10.000 plantas de tratamiento de aguas residuales, más de 3/4 de las cuales trataban una cantidad de aguas residuales correspondiente a menos de 2000 eh. Cada francés produciría de 15 a 20 kg / año de barro (en materia seca). Los lodos urbanos representaron alrededor de 963.000  t / año de materia seca (MS) para la metrópoli en 2001, luego 1.100.000 t / año en 2004 (IFEN), pero Adler cita 807.000  t de materia seca  / año en 2004. El estado de los residuos (y no de materia o materia prima) de lodos de depuradora implica responsabilidad del productor y permite el control estatal de la calidad de estos lodos y de su esparcimiento.

Hay que sumar 950.000  t / año de "lodos de efluentes industriales" procedentes principalmente de:

El compostaje de lodos en Francia parece haber aumentado significativamente entre 2000 y 2010.

En 2000, sólo el 3% de la dispersión de lodos estaba en forma de compost (INRA), mientras que el IFEN estimó este porcentaje en 5% en 2001 y luego en 16% en 2004. Fue 28% en 2008 (según el DEB ). En 2004, el 46% de los lodos urbanos se esparció (en alrededor del 3% de la SAU francesa) y el 16% después del compostaje. La incineración representó el 16% y los vertederos el 21%, pero la ley Grenelle 1 tiene como objetivo reducir los vertederos y la incineración de desechos (-15% para 2012, de acuerdo con la ley Grenelle I que establece " Un marco reforzado para la gestión local de residuos específicos : cenizas de fondo, lodos de plantas de tratamiento y coincineración, madera tratada, sedimentos de dragado y limpieza  "). Además, la futura normativa europea sobre el reciclaje de fósforo debería imponer la mono-incineración de lodos (se prohibirá su incineración con otros materiales).

Prospectiva, I + D, sectores alternativos

Para reducir o asegurar o mejorar mejor la producción de lodos, se prueban o autorizan diversas alternativas.

Los lodos como recurso "minero"

Otra vía de valoración es considerar el lodo como un mineral para extraer metales preciosos, porque contiene oro, plata y otros metales comercialmente interesantes. Un estudio reciente realizado por investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU) cuantificó los metales en los lodos de depuradora de las principales ciudades de EE. UU. Encontró elementos raros (Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er , Tm, Yb, Lu), pero con un factor de enriquecimiento que es solo 1 (lo que sugiere que estos elementos simplemente provienen del suelo). Los investigadores también encontraron cantidades significativas de otros elementos, incluidos metales preciosos (equivalente a un valor de $ 13 millones por año para una ciudad de un millón de personas, incluidos $ 2.6 millones en oro y plata. El platino y los metales del grupo del platino son aquellos para los que el factor de enriquecimiento es mayor, lo que indica una fuente antropogénica (pueden provenir notablemente de catalizadores y quimioterapia ). Allí se encuentran óxidos metálicos (partículas <100-500 nm de diámetro). Y según un modelo que incluye índices de viabilidad y rentabilidad tecnoeconómica, los elementos financieramente más interesantes para recuperar son Ag, Cu, Au, P, Fe, Pd, Mn, Zn, Ir, Al, Cd, Ti, Ga y Cr (valor total combinado: $ 280 por tonelada de lodo, u $ 8 millones para una ciudad de un millón de habitantes) Se producen varios millones de toneladas de lodo seco están anualmente en América del Norte. Una tonelada de lodo contenía 16,7 gramos de plata y aproximadamente 1/3 de un gramo de oro, pero estos metales preciosos están presentes en forma disuelta o en partículas microscópicas que son muy caras de recuperar. Contaminar el medio ambiente con estos metales también tiene un costo. Una ciudad japonesa (Suwa en la prefectura de Nagano), hogar de muchas empresas que fabrican equipos de precisión, intentó extraer este oro; habría recolectado casi 2 kg de oro por tonelada de ceniza de lodos incinerados (con un contenido de oro más alto que en el mineral producido por muchas minas en el mundo. Se están estudiando otras formas de mejora. La planta sueca está evaluando la viabilidad de utilizar el lodo para producir bioplásticos y un modelo de incinerador que produce agua potable y electricidad ha sido promovido por la Fundación Bill & Melinda Gates, que cofinancia el proyecto.

El fósforo , no renovables y los recursos presentes en grandes cantidades en los lodos de depuradora, sin embargo, podría llegar a ser tan valioso como el oro y la plata! Diferentes científicos y asociaciones de productores estiman la vida útil de las reservas de roca fosfórica de 50 a 270 años. Pero a día de hoy, el tema del reciclaje del fósforo en los lodos de depuradora es importante por varias razones: reducción de la cantidad de fósforo en el agua vertida a la salida de las depuradoras y los riesgos de contaminación asociados, reducción de los costes vinculados a la difusión de lodos, creación de valor gracias a la producción de fertilizantes y sobre todo, autonomía frente al recurso fósforo que permite reducir la dependencia de los países que lo mantienen depositados… Se intensifica la investigación para recuperar las fracciones de fósforo presentes en el tratamiento de aguas residuales lodos de plantas (pero también en efluentes de ganado). Al final de varios proyectos piloteados por Irstea de 2013 a 2018, están surgiendo nuevos procesos de extracción que permiten reciclar hasta el 75% del fósforo de los lodos, en comparación con el 20% originalmente. “  El principio consiste en disolver y disociar el fósforo de la materia orgánica mediante un ácido, cristalizarlo y luego filtrarlo para recuperarlo en forma mineral, que puede utilizarse directamente como fertilizante  ” . Los investigadores favorecen la acidificación biológica, a través de bacterias, que es menos costosa que los procesos químicos.

Situación jurídica, legislación

Situación  : según la época, el país o el tipo de lodo, los lodos de depuradora se consideran legalmente residuos o "materias primas secundarias".
En todos los casos, son objeto de una legislación específica que regula su futuro: vertedero, incineración, esparcimiento en suelos agrícolas como fertilizante (cuando los lodos constituyan enmiendas orgánicas, y en determinadas condiciones).

En Europa  :

En Francia  :

En Francia, los lodos urbanos se clasifican en el código de residuos 19 08 05, mientras que los lodos industriales se clasifican en el código de residuos 19 08 12 (para lodos resultantes de un tratamiento biológico) o en el código 19 08 14 (para lodos de origen no biológico). tratamiento). También caen bajo la responsabilidad de SATEGE y poco a poco de los PRPGDs emergentes y SRB .

Fiscalidad y lodos

En Francia, como en otros lugares, la profesión agrícola a menudo se muestra reacia a esparcir ciertos lodos que probablemente contengan contaminantes metálicos y / u orgánicos no biodegradables, disruptores endocrinos , microbios resistentes a los antibióticos, etc.
La ley de ambientes de agua y acuáticos del 30 de diciembre de 2006 , por lo tanto creó un “  fondo de garantía de lodo  ” que permite a los agricultores y propietarios de tierras a ser compensados en caso de daños agroecológica imprevisto causado por pulverización (si este daño no se no se admite en los contratos de seguro de civiles responsabilidad del productor de los lodos aplicados a la tierra). Un impuesto alimenta este fondo. Lo pagan las comunidades productoras de lodos urbanos o empresas delegadas, y operadores de la industria alimentaria o papelera que construyen estaciones de depuración (que producirán lodos industriales).

En 2012 (marzo) el Consejo de Estado se ocupó de una cuestión prioritaria de constitucionalidad por parte de los actores de la industria del papel sobre el artículo L. 425-1 del Código de Seguros relativo al fondo de garantía para los riesgos asociados a la propagación agrícola de aguas residuales urbanas o industriales. lodo. El 8 de junio de 2012 el Consejo Constitucional dictaminó conforme el artículo, pero con reserva de interpretación sobre la base del impuesto a los lodos de depuradora (impuesto que alimenta este fondo de garantía pero que también tiene como objetivo desarrollar la valoración agraria como salida de los lodos) .

En 2009 , un decreto del 18 de mayo fijó la tasa impositiva sobre la base de la cantidad de materia seca de los lodos producidos anualmente (que no es necesariamente la cantidad de lodos esparcidos), sistema impugnado por algunos fabricantes de papel que se encuentra en la ley y / o incapacidad técnica para eliminar todos sus lodos por esparcimiento. El Consejo de Estado aceptó "la denuncia de la inadecuación del impuesto para su propósito de hacer una reserva de interpretación" .

En 2015 (julio), un informe de la CGEDD titulado “  Esparcir fertilizantes de origen residual en tierras agrícolas  ” recomendó extender este fondo de garantía a otros materiales de desecho esparcibles con el fin de asegurar a los agricultores.

En 2016 , un informe de información parlamentaria de Rémy Pointereau (senador de Cher) pide “un mejor uso de los recursos del fondo de garantía de lodos” . El ponente señala que una de las 90 medidas de simplificación administrativa adoptadas para las empresas es la derogación de este impuesto (cuyo coste recaudan las Hacienda Públicas es elevado) pero considera que “esta supresión no es admisible por la profesión agraria, que considera que este impuesto, para los territorios donde se esparcen fangos en la agricultura, es una garantía necesaria para la sostenibilidad de esta práctica, cuyos costos de implementación son desproporcionados con otros canales de disposición de residuos . El informe señala -si se suprime el impuesto- el riesgo de un aumento del precio del tratamiento del agua y, por tanto, de las facturas, y un cuestionamiento de los planes de difusión . Esto privaría a ciertos fabricantes y comunidades de parte de las rutas finales de reciclaje de lodos de depuradora.

Ver también

Artículos relacionados

Bibliografía general

Guías de buenas prácticas de AFNOR

Los folletos de documentación (FD) disponibles son:

enlaces externos

Notas y referencias

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