Lodos de plantas de tratamiento de líquidos sépticos

Presentación del tema: "Lodos de plantas de tratamiento de líquidos sépticos"— Transcripción de la presentación:

1 Lodos de plantas de tratamiento de líquidos sépticos
Bioq. Graciela Sanguinetti

2 Generación de los lodos
Red cloacal PLANTA DE TRATAMIENTO LODOS EFLUENTE TRATADO Líquido cloacal Pozo absorbente

3 Barros Definiciones (Resolución 97/2001 del Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente de la Nación) Barros crudos: Barros generados como consecuencia de operaciones de tratamiento de efluentes líquidos y que constituyen subproductos de ese proceso.

4 Barros Definiciones (Resolución 97/2001 del Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente de la Nación) Barros tratados: Productos originados en el tratamiento de barros crudos con el propósito de modificar su contenido de humedad y su capacidad de atraer vectores.

5 Barros Definiciones (Resolución 97/2001 del Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente de la Nación) Barros orgánicos: Barros con contenido de materia orgánica total igual o mayor al 20% sobre materia seca.

6 Biosólidos Definición (Resolución 97/2001 del Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente de la Nación) Productos originados en la transformación de barros orgánicos a través de tratamientos destinados a reducir su nivel de patogenicidad, su poder de fermentación y su capacidad de atracción de vectores y a otorgarles aptitud para su utilización agrícola y para la recuperación de suelos y sitios degradados.

7 Disposición inadecuada de lodos con riesgo sanitario
PLANTA DE TRATAMIENTO LODOS SIN TRATAR EFLUENTE TRATADO Suelo Canales Cuerpo receptor Cuerpos de agua

8 Alternativas de disposición final de lodos sin riesgo sanitario
PLANTA DE TRATAMIENTO LODOS TRATADOS EFLUENTE TRATADO Disposición oceánica “Land farming” Cuerpo receptor Uso agrícola Incineración

9 Reuso de lodos en agricultura
Factores a considerar: Presencia de metales pesados Microorganismos patógenos Bacterias Virus Parásitos Otros tóxicos

10 Guías nacionales para el Uso y Disposición Final de Biosólidos (Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente de la Nación) Parámetro Valor límite Nivel A Nivel B Escherichia coli (*) < 1000 NMP/g MS < NMP/g MS Salmonella (*) < 3 NMP / 4 g MS Huevos de helmintos viables < 1 / 4 g MS Indicadores virales Reducción del 99,9% de la densidad de bacteriófagos somáticos de Escherichia coli (*) Se exige el cumplimiento de uno de los 2 límites

11 Indicador apropiado para garantizar la inactivación de patógenos
¿ Coliformes fecales? ¿Salmonella sp.? HUEVOS DE HELMINTOS

12 Huevo de Trichuris

13 Huevos de Hymenolepis H. diminuta H. nana

14 Huevo de Tenia saginata

15 Huevos de parásitos resistentes a condiciones ambientales adversas
ASCARIS LUMBRICOIDES

16 Huevo de Ascaris

17 Ascaris

18 Ascaris Ciclo biológico

19 Bolo de Ascaris

20 Proyecto de Investigación
Investigación sobre tratamiento de lodos sépticos: Proyecto colaborativo entre UNR / CIS (Argentina) y EAWAG / SANDEC (Suiza) Fase B2 del Proyecto: Investigación de la inactivación de patógenos en lodos sometidos a deshidratación natural

21 Investigación en el CIS
Plantas de tratamiento: Alcorta: planta existente. Tratamiento con ciclos largos de acumulación y deshidratación de barros. Máximo Paz: planta nueva. Tratamiento con ciclos cortos de acumulación y deshidratación de barros.

22 Objetivos de la investigación Huevos de helmintos
Determinar el tiempo de almacena-miento necesario para la inactivación de huevos de helmintos en lodos sometidos a procesos de deshidratación natural dentro de la Planta de Tratamiento

23 Objetivos de la investigación Salmonella sp.
Establecer una técnica para aislamiento de Salmonella y determinar el die-off.

24 Planta de Tratamiento en Alcorta, Santa Fe

25 Alcorta Esquema de la Planta de Tratamiento
Líquidos sépticos Efluente Líquido cloacal

26 Alcorta - Descarga de camiones

27 Alcorta - Laguna de sedimentación (C1)

28 Alcorta Distribución de líquido séptico en la laguna

29 Alcorta - Laguna de lodos (C2)

30 Alcorta Deshidratación de lodos en pilas

31 Caracterización del lodo de la Planta de Tratamiento de Alcorta
Monitoreo: Muestras: (envases, volumen, extracción, cantidad de muestras) Frecuencia de muestreo: quincenal Duración del Estudio: 2 años

32 Caracterización de lodos
Parámetros analizados Humedad Sólidos totales, fijos y volátiles pH Coliformes fecales Huevos de helmintos Salmonella sp.

33 Caracterización del lodo de la Planta de Tratamiento de Alcorta
Humedad: 80% Sólidos totales: mg/l Sólidos fijos: 60% Sólidos volátiles: 40%. Coliformes fecales: se han detectado concentraciones entre 2 y NMP /gramo de materia seca.

34 Alcorta Monitoreo: Humedad
Humedad inicial = 87% Humedad final = 32%

35 Alcorta Monitoreo: Sólidos fijos y volátiles

36 Alcorta Monitoreo: Coliformes fecales

37 Caracterización de lodos
Parámetros analizados Humedad Sólidos totales, fijos y volátiles pH Coliformes fecales Huevos de helmintos Salmonella sp. Investigación de patógenos

38 Etapas de la investigación de patógenos en lodos
Experiencias desarrolladas: Viabilidad de huevos de helmintos en lodos acumulados en la laguna de sedimentación. Viabilidad de huevos de Ascaris sembrados en tanque experimental. Aislamiento de Salmonella de lodos a través de la aplicación de diferentes técnicas para inhibir flora indígena. Supervivencia de Salmonella sp. en lodos cloacales

39 Viabilidad de huevos de helmintos en lodo acumulado en laguna de sedimentación
Aplicación de técnica de recuperación de huevos (EPA 1992 modificada por J. Schwatzbrod) Determinación de viabilidad: Incubación a 26 ºC, durante 4 semanas.

40 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Filtración:

41 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Sedimentación:

42 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Flotación con Zn SO4, densidad 1,32 g/cm³:

43 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Centrifugación:

44 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Flotación con Zn SO4, densidad 1,32 g/cm³:

45 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Purificación en solución ácida de alcohol-éter:

46 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Incubación a 26 ºC, 21 días:

47 Técnica de aislamiento de huevos de helmintos
Detección de huevos viables:

48 Planta de Tratamiento en Alcorta Resultados de la investigación de patógenos

49 Patógenos en laguna de sedimentación Huevos de helmintos

50 Patógenos en laguna de sedimentación Huevos viables de Ascaris

51 Patógenos en laguna de sedimentación
Salmonella: no se detectó en ninguna de las muestras analizadas. Huevos de helmintos: se han detectado en concentraciones variables entre 0 y 17 huevos totales / gramo. Se detectaron huevos viables en muy pocas muestras.

52 Etapas de la investigación de patógenos en lodos
Experiencias desarrolladas: Viabilidad de huevos de helmintos en lodos acumulados en la laguna de sedimentación. Viabilidad de huevos de Ascaris sembrados en tanque experimental. Aislamiento de Salmonella de lodos a través de la aplicación de diferentes técnicas para inhibir flora indígena. Supervivencia de Salmonella sp. en lodos cloacales

53 Viabilidad de huevos de Ascaris Experiencias en Tanque Experimental y “Playa de Secado” Alcorta, Santa Fe

54 Viabilidad de huevos de Ascaris suum sembrados en lodos acumulados
Se estudió en dos etapas: Tanque experimental: 8 meses Playa de secado experimental: 12 meses

55 Parámetros adicionales determinados en tanque/playa de secado
Coliformes fecales Sólidos totales, fijos y volátiles Humedad

56 Preparación de Suspensión de huevos de Ascaris suum
Se extraen huevos del útero de helmintos hembras Se prepara suspensión de huevos en solución fisiológica estéril con una concentración aproximada de 3 x 105 huevos/l Se agrega la suspensión de huevos al lodo del tanque experimental (20 huevos/g materia seca) Se realizan tests control con la suspensión de huevos incubada a 20ºC, 4 semanas (confirman viabilidad)

57 Helmintos Ascaris

58 Extracción de huevos de Ascaris Preparación

59 Extracción de huevos de Ascaris Disección del Ascaris

60 Extracción de huevos de Ascaris Disección del útero

61 Extracción de huevos de Ascaris Ruptura del útero y liberación de huevos

62 Extracción de huevos de Ascaris Huevos de Ascaris en la suspensión preparada

63 Tanque experimental Diseño del experimento

64 Tanque experimental Preparación: Siembra de huevos

65 Tanque experimental Ubicación del tanque experimental

66 Tanque experimental Comienzo de la experiencia

67 Tanque experimental Cuarto mes de deshidratación

68 “Playa de secado”

69 Alcorta Resultados de la experiencia en tanque experimental y playa de secado

70 Tanque experimental / playa de secado Monitoreo de la humedad

71 Tanque experimental / playa de secado Viabilidad de Ascaris

72 Tanque experimental / playa de secado Huevos viables de Ascaris vs
Tanque experimental / playa de secado Huevos viables de Ascaris vs. humedad

73 Etapas de la investigación de patógenos en lodos
Experiencias desarrolladas: Viabilidad de huevos de helmintos en lodos acumulados en la laguna de sedimentación. Viabilidad de huevos de Ascaris sembrados en tanque experimental. Aislamiento de Salmonella de lodos a través de la aplicación de diferentes técnicas para inhibir flora indígena. Supervivencia de Salmonella sp. en lodos cloacales

74 Investigación de un método apropiado para aislamiento de Salmonella sp
Investigación de un método apropiado para aislamiento de Salmonella sp. en lodo séptico ¿Cuáles son los inconvenientes que se plantean en el laboratorio para la detección de Salmonella en lodos sépticos? La presencia de una importante flora indígena puede enmascarar el desarrollo de Salmonella, especialmente cuando se encuentra en bajas concentraciones

75 METODOLOGIA Según Standard Methods (1999) Se procesaron 9 muestras del lodo de la laguna de sedimentación de la Planta de Tratamiento de Alcorta Medios de enriquecimiento: caldo Selenito - Cistina Medios de aislamiento: agar XLD Tests de identificación: TSI, LIS, ureasa Confirmación: Pruebas serológicas (Antígeno grupo “0”)

76 Salmonella en presencia de flora competidora

77 Resultados obtenidos aplicando técnica del “Standard Methods”
Ausencia de Salmonella en todas las muestras de lodo analizadas

78 El resultado < 3 NMP/4g materia seca, ¿significa realmente que Salmonella está por debajo de dicha concentración? ¿O podría encontrarse en mayor concentración y no detectarse por quedar enmascarada por la abundante flora competidora presente en el lodo cloacal?

79 Objetivos de la investigación Salmonella sp.
Establecer una técnica apropiada para el aislamiento de Salmonella en presencia de flora indígena. Determinar el die-off (en tanque experimental).

80 Selección de la metodología más apropiada para aislamiento de Salmonella en lodo
Se contaminaron 5 muestras de lodo con Salmonella enteritidis. Concentración final: 1,5 x ,5 x 105/g materia seca

81 Selección de la metodología más apropiada para aislamiento de Salmonella en lodo (cont.)
Se seleccionaron los siguientes medios de cultivo y condiciones de incubación: Caldos de enriquecimiento: Selenito-cistina: 24, 48, 72 horas a 41 ºC Rappaport Vassiliadis: 24, 48, 72 horas a 43ºC

82 Selección de la metodología más apropiada para aislamiento de Salmonella en lodo (cont.)
Medios selectivos de aislamiento: Agar XLD: 24 horas a 35 ºC y a 40 ºC Agar SS: 24 horas a 35 ºC y a 40 ªC Pruebas bioquímicas: TSI, LIA, Ureasa Pruebas serológicas: Realizadas en Servicio de Enterobacterias del Instituto Dr. Carlos Malbrán

83 Caldo Selenite-Cistina (41ºC) Caldo Rappaport-Vassiliadis (43ºC)
Resultados obtenidos en el estudio de la selección de metodología para aislamiento de Salmonella # Caldo Selenite-Cistina (41ºC) Caldo Rappaport-Vassiliadis (43ºC) Salmonella Flora indígena 24 hs 48 hs 72 hs 1 ** * *** 2 3 4 5 * Desarrollo escaso - ** Desarrollo moderado - *** Desarrollo abundante

84 Agar Salmonella-Shigella (SS) Agar Xilosa-Lisina-Desoxicolato (XLD)
Resultados obtenidos en el estudio de la selección de metodología para aislamiento de Salmonella # Agar Salmonella-Shigella (SS) Agar Xilosa-Lisina-Desoxicolato (XLD) Salmonella Flora indígena 35 ºC 40 ºC 1 * ** *** 2 3 4 5 * Desarrollo escaso - ** Desarrollo moderado - *** Desarrollo abundante

85 Aislamiento e identificación de Salmonella
Método modificado (Sanguinetti et al) Enriquecimiento Caldo Rappaport- Vassiliadis 43 ºC – 48 hs.

86 Aislamiento e identificación de Salmonella
Agar XLD 40 ºC 24 hs.

87 Aislamiento e identificación de Salmonella
Aislamiento en Agar XLD:

88 Aislamiento e identificación de Salmonella
Aislamiento en agar XLD

89 Aislamiento e identificación de Salmonella
Tipificación por pruebas bioquímicas Ureasa (negativo) LIA (positivo) TSI (alcalino/ácido)

90 Etapas de la investigación de patógenos en lodos
Experiencias desarrolladas: Viabilidad de huevos de helmintos en lodos acumulados en la laguna de sedimentación. Viabilidad de huevos de Ascaris sembrados en tanque experimental. Aislamiento de Salmonella de lodos a través de la aplicación de diferentes técnicas para inhibir flora indígena. Supervivencia de Salmonella sp. en lodos cloacales

91 Supervivencia de Salmonella en lodo de tanque experimental
Salmonella enteritidis LODO Concentración final: 7,0 x 106 NMP/g ST Duración experiencia: 4 meses

92 Supervivencia de Salmonella en lodo de tanque experimental
Aplicación de la técnica propuesta para aislamiento Cuantificación: técnica de tubos múltiples Expresión de resultados: índice NMP / gramo de materia seca

93 Supervivencia de Salmonella en lodo de tanque experimental Parámetros adicionales
pH  entre 6,5 y 7,5 Humedad  entre 30% y 70% Sólidos fijos  entre 75% y 80% de ST Sólidos volátiles  entre 20% y 25% de ST Coliformes fecales  entre 10² y 104 NMP/g ST Temperatura ambiente  entre 13ºC y 27ºC Temperatura del lodo  entre 14ºC y 30ºC

94 Salmonella sp. Die–off en lodos

95 CONCLUSIONES A B C

96 Los huevos de Ascaris presentes en lodos almacenados
durante 2 años permanecen viables, aún con 35% de humedad

97 Enriquecimiento: caldo Rappaport-Vassiliadis, 48 horas a 43 ºC
Un método apropiado para el aislamiento de Salmonella en lodos, que inhibe el desarrollo de flora indígena es: Enriquecimiento: caldo Rappaport-Vassiliadis, 48 horas a 43 ºC Aislamiento: Agar XLD, 24 horas a 40 ºC Tests de identificación: TSI, LIA, ureasa, pruebas serológicas

98 El decaimiento de Salmonella durante 115 días en tanque
experimental con lodos puede expresarse por la ecuación: Y = log NMP Salmonella/g materia seca = 6,67 x t-0,086 t: tiempo transcurrido en días