GESTIÓN DE LODOS CON ARSÉNICO X Congreso Nacional de AIDIS GESTIÓN DE LODOS CON ARSÉNICO Instituto de Mecánica de los Fluidos e Ingeniería Ambiental, Fing, UdelaR Instituto de Ensayo de Materiales, FIng, UdelaR Administración de las Obras Sanitarias del Estado Fundación Julio Ricaldoni

CASO DE ESTUDIO Planta potabilizadora San Javier, Río Negro Potabilización de agua subterránea con arsénico. Objetivos del estudio 1. Diagnóstico del proceso de potabilización 2. Gestión del residuo sólido generado

GENERACIÓN DEL RESIDUO Proceso de potabilización Oxidación Coagulación Floculación Sedimentación Filtración Lodo Espesado Polímero Deshidratación

LODO Características del agua bruta Bajo color (< 5 U.PtCo) Baja turbidez (0,5 NTU) Arsénico (20 a 39 μg/L) En el proceso se dosifica Hipoclorito de sodio - NaClO Sulfato de aluminio - Al2(SO4)3 Polímero (copolímero de acrilamida y monómero catiónico cuaternizado) Consistencia plástica Elevada humedad

CARACTERIZACIÓN Decreto Nº 182 / 013 Concentración de arsénico (límite: 1000 mg/kg) Lixiviación de arsénico (límite: 1 mg/L) TCLP Ecotoxicidad (límite EC50 ≥ 100 %) Daphnia Magna Vibrio Fischeri Humedad

CARACTERIZACIÓN Resultados Categoría II Humedad: 93 % Muestra As (mg/kg) As lixiviado (mg/L) Toxicidad aguda Daphnia Magna Toxicidad aguda Vibrio Fischeri Límite 1000 1,0 100 % I 907 0,9 > 100 % II 965 0,3 < 1 % III 816 < 0,005 84,30 % IV 872 0,5 67,30 % 93,10 % Categoría II Humedad: 93 %

ESTABILIZACIÓN Objetivo Evaluar la inmovilización del arsénico a partir de la mezcla con cemento Portland. Mezclas de lodo y cemento (90:10, 85:15, 80:20, 75:25, 70:30) Lodo asociado a la muestra II - 0,3 mg/L As lixiviado - Ecotoxicidad < 1 %

ESTABILIZACIÓN Resultados Formulación 75:25 90:10 85:15 80:20 75:25 70:30 As lixiviado (mg/L) < 0,005 Formulación 75:25 Daphnia Magna Vibrio Fischeri 10 días 34 días 71,5 % 37,6 % 45,5 % 64,0 % Humedad a los 11 días: 60 % Humedad a los 25 días: 37 %

VALORIZACIÓN Objetivo Evaluar la valorización del lodo incorporándolo en la elaboración de morteros de cemento Portland.

Elaboración de morteros VALORIZACIÓN Lodo Secado Molienda manual Tamizado Molino de bolas Sustituto de agregado fino Sustituto de cemento Portland Sustituto del agua Elaboración de morteros

Resistencia a compresión (MPa) SUSTITUTO DE AGREGADO FINO 10 mezclas (UNIT-ISO 679) 1, 2, 3, 6 y 9 % sustitución en peso de lodo por arena relaciones agua/cemento = 0,50; 0,525; 0,55 Sustitución de lodo por arena Resistencia a compresión (MPa) Consistencia (IRAM 1570, NCh 2256/1) REF: Fluida (221 mm) 1 y 2 %: Plástica (209,3 y 194,3 mm) 3 %: Seca (173,3 mm) 6 y 9 %*: Plástica (188 y 194 mm) * Uso de aditivo superplastificante UNIT-ISO 679

SUSTITUTO DE CEMENTO 2 mezclas (UNIT-ISO 679) 2,5 y 5 % de sustitución relación agua/cemento = 0,50. Consistencia (IRAM 1570, NCh 2256/1) REF: Fluida (221 mm) 2,5 %: Plástica (210,3 mm) 5 %: Plástica (195 mm) UNIT-ISO 679

Resistencia a compresión (MPa) SUSTITUTO DEL AGUA 3 mezclas (UNIT-ISO 679) 40 y 50 % de sustitución relación agua/cemento = 0,60. Resistencia a compresión (MPa) UNIT-NM 101 UNIT-NM 67

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Objetivo Evaluar alternativas para la gestión del residuo generado. Alternativas de gestión Disposición final Lodo categoría I Lodo categoría II Estabilización y disposición final Hipótesis: Lodo estabilizado categoría II Valorización

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Análisis multicriterio ponderado, considerando aspectos técnicos, económicos y ambientales. Criterio P Técnico 20 % Acondicionamiento del sitio 8 Actividades de procesamiento primario 12 Económico 40 % Valor actual neto 40 Ambiental Riesgos asociados a la operación y/o transporte 20 Impacto asociado a la disposición final/utilización

EVALUACIÓN DE ALTERNATIVAS Alternativas de gestión Disposición final Lodo categoría I Lodo categoría II Estabilización y disposición final Hipótesis: Lodo estabilizado categoría II Valorización Alternativa óptima: disposición final en el vertedero municipal de Paysandú.

CONCLUSIONES Desde el punto de vista del arsénico (concentración y lixiviación), el residuo generado sería Categoría II. Analizar las causas de la ecotoxicidad del residuo. La estabilización con cemento surge como una alternativa capaz de inmovilizar el arsénico con un alto grado de eficiencia. La valorización del lodo por medio de su incorporación como materia prima en procesos de producción de elementos a base de cemento Portland presenta perspectivas positivas. Realizar ensayos para comprobar la durabilidad y lixiviación de los elementos elaborados.

GRACIAs33