Balance de masa e identificación de indicadores para medir eficiencia en la gestión y procesado de materiales en las plantas públicas de compostaje de Fracción Orgánica de Residuos Municipales (FORM) de Cataluña

Abstract

The importance for the good management of the waste increases day by day, due to the increase of the generation of waste .Composting is one of the most used treatments in the management of the organic fraction of municipal waste (OFSC), allowing the decrease in environmental impact, increasing the quality of life and improving the main characteristics of the soil, due to the production and application of compost and stabilization of materials destined for landfills.

Due to the important need to promote the integral management of waste, the objective of this doctoral thesis is the study of the mass balances of composting plants, as well as the determination of easily measured indicators that allow the evaluation and monitoring of efficiency of the composting process. To achieve this objective, the mass balances of composting plants in Catalonia were studied through the database of the Waste Agency of Catalonia (ARC). The 21 public composting plants of organic fraction were classified by capacity and technology, and we worked with the quantities of the materials treated and produced or rejected during a period of 8 years (2010-2017). Global material balances were studied and various process indicators related to total and biological losses, saturation, yield or rejection generation were formulated. The quality of the compost obtained was also studied and related to the different indicators.

The results obtained show that the proposed indicators, offer relevant information on the efficiency of composting plants, allow to calculate the percentages of biological losses with average values of 65%, total losses with values greater than 80% and with values greater than 25% of rejections produced, as well as !he correlation of saturation with the indicators and the quality parameters of the final compost, in which a negative correlation is observed with the biological losses, total losses and with the total organic matter. In the next stage, the balance analysis focused on a single installation of the 21 analyzed and another plant composting facility was deepened. In both cases, in addition to analyzing the balance sheet, the same indicators were applied but in detail. The results indicate that, in general, it is necessary to maintain a detailed database on the quantities of the treated materials, to know the proportion of plant recirculation used, as well as the compost produced and not just the one issued, which will allow the results of the indicators are more attached to reality. However, it would also be important to establish públic awareness methods that allow waste reduction and encourage participation in separation al source to reduce the presence of improprieties in the organic fraction. The indicators have proved useful for the analysis of plants, both globally and specifically for installation, where they charge more value by having more adjusted plant information.

Debido al incremento en la generación de residuos, la importancia por su buena gestión aumenta. El compostaje es uno de los tratamientos más utilizados en el manejo de la fracción orgánica de residuos municipales (FORM), permitiendo la disminución en el impacto ambiental, aumentar la calidad de vida y mejorar las características principales del suelo, por la producción y aplicación de compost y la estabilización de materiales destinados a vertederos. Por la importante necesidad de impulsar la gestión integral de los residuos, el objetivo de esta tesis doctoral, es el estudio de los balances de masas de las plantas de compostaje, así como la determinación de indicadores de fácil medida que permitan evaluar y monitorizar la eficiencia del proceso de compostaje. Para lograr este objetivo se estudiaron los balances de masas de las plantas de compostaje de Catalunya a través de la base de datos de la Agencia de Residuos de Catalunya (ARC). Las 21 plantas públicas de compostaje de fracción orgánica se clasificaron por capacidad y tecnología y se trabajó con las cantidades de los materiales tratados y producidos o rechazados durante un periodo de 8 años (2010-2017). Se estudiaron los balances globales de materiales y se formularon diversos indicadores de proceso relacionadas con las pérdidas totales y biológicas, la saturación, el rendimiento o la generación de rechazo. También se estudió la calidad del compost obtenido y se relacionó con los distintos indicadores. Los resultados obtenidos muestran que los indicadores propuestos, ofrecen información relevante sobre la eficiencia de las plantas de compostaje, permiten calcular los porcentajes de perdidas biológicas con valores promedio de 65%, pérdidas totales con valores superiores al 80% y con valores superiores de 25% de rechazos producidos, así como la correlación de la saturación con los indicadores y los parámetros de calidad del compost final, en el que se observa una correlación negativa con las perdidas biológicas, pérdidas totales y con la materia orgánica total. En la siguiente etapa se profundizo en el análisis de balance centrado en una única instalación de las 21 analizadas y en otra instalación de compostaje de restos vegetales. En ambos casos, además de analizar el balance se aplicaron los mismos indicadores pero de forma pormenorizada. Los resultados indican que, de forma general, es necesario mantener una base de datos detallada sobre las cantidades de los materiales tratados, conocer la proporción de recirculado vegetal utilizado, al igual que el compost producido y no solo el expedido, con lo que permitirá que los resultados de los indicadores sean más apegados a la realidad. Sin embargo, también sería importante establecer métodos de concienciación a la población que permita la reducción de residuos y fomente la participación en la separación en origen para reducir la presencia de impropios en la fracción orgánica. Los indicadores se han mostrado útiles para el análisis de plantas, tanto de manera global como especifica por instalación, donde cobran más valor al disponer de una información de planta más ajustada.

A causa de l'increment en la generació de residus, la importància per la seva bona gestió augmenta. El compostatge és un dels tractaments més utilitzats en el maneig de la fracció orgànica de residus municipals (FORM), permetent disminuir l’impacte ambiental, augmentar la qualitat de vida i millorar les característiques principals del sòl, per la producció i aplicació de compost i l'estabilització de materials destinats a abocadors. Per la important necessitat d'impulsar la gestió integral dels residus, l'objectiu d'aquesta tesi doctoral, és l'estudi dels balanços de masses de les plantes de compostatge, així com la determinació d'indicadors de fàcil mesura que permetin avaluar i monitoritzar l'eficiència del procés de compostatge. Per aconseguir aquest objectiu es van estudiar els balanços de masses de les plantes de compostatge de Catalunya a través de la base de dades de l'Agència de Residus de Catalunya (ARC). Les 17 plantes públiques de compostatge de fracció orgànica es van classificar per capacitat i tecnologia i es va treballar amb les quantitats dels materials tractats i produïts o rebutjats durant un període de 8 anys (2010-2017). Es van estudiar els balanços globals de materials i es van formular diversos indicadors de procés relacionades amb les pèrdues totals i biològiques, la saturació, el rendiment o la generació de rebuig. També es va estudiar la qualitat del compost obtingut i es va relacionar amb els diferents indicadors. Els resultats obtinguts mostren que els indicadors proposats, ofereixen informació rellevant sobre l'eficiència de les plantes de compostatge, permeten calcular els percentatges de pèrdues biològiques amb valors mitjans de 65%, pèrdues totals amb valors superiors al 80% i amb valors superiors de 25% de rebutjos produïts, així com la correlació de la saturació amb els indicadors i els paràmetres de qualitat del compost final, en què s'observa una correlació negativa amb les pèrdues biològiques, pèrdues totals i amb la matèria orgànica total. En la següent etapa es va aprofundir en l'anàlisi de balanç centrat en una única instal·lació de les 17 analitzades i en una altra instal·lació de compostatge de restes vegetals, en aquest darrer . En tots dos casos, a més d'analitzar el balanç es van aplicar els mateixos indicadors però de forma detallada. Els resultats indiquen que, de forma general, cal mantenir una base de dades detallada sobre les quantitats dels materials tractats, conèixer la proporció de recirculat vegetal utilitzat, igual que el compost produït i no només l'expedit, de manera que permetrà que els resultats dels indicadors siguin més aferrats a la realitat. No obstant això, també seria important establir mètodes de conscienciació a la població que permeti la reducció de residus i fomenti la participació en la separació en origen per reduir la presència d'impropis en la fracció orgànica. Els indicadors s'han mostrat útils per a l'anàlisi de plantes, tant de manera global com específica per instal·lació, on cobren més valor en disposar d'una informació de planta més ajustada.