Physical and chemical characterization of residual sludge biochar. | Caracterización física y química de biochar de lodos residuales.

English. Pyrolysis treatment of sewage sludge to generate biochar is one of the current alternatives for environmental management of this waste. The treatment transforms sewage sludge into biochar, conserves some of the characteristics that give it an important agronomic value and reduces its pathogen content. The objective of this study was to analyze the potential use of the sewage sludge biochar obtained from the wastewater treatment plant (WWTP) of Morelia, Michoacán, México, as an agricultural soil improver considering the physical-chemical properties of the material and its content of nutrients and heavy metals as indicators. The sewage sludge was subjected to pyrolysis (SSB) in an experimental scale reactor that uses solar energy, with six residence times and temperature of 280 to 355 oC. The parameters analyzed were: pH EC, OM, Cu, Mn, Zn, Fe available (DTPA and EDTA), elemental composition (C, N, O, Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl, Si, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Ti, Ni, Cr, Cd and Pb). The EC of the SSB obtained was from 592 to 5240 μS cm‑1, pH = 6.33 to 7.02, OM = 3.8 to 5.6%, high contents of C, N, P (31 to 38%, 6.5 to 7.7% and 37.7 to 48.8 g kg‑1, respectively), low Na/Ca ratio and a low content of total and available heavy metals. The properties of the SSB obtained indicate that it can be used as an agricultural soil improver since it is a material with high nutrient content and low environmental risk in terms of its low heavy metal content. These results should be complemented with studies on the response of plants to BLR, monitoring of physical-chemical conditions and analysis of organic contaminants in soil and water where this material is applied.

Spanish; Castilian. El tratamiento de pirólisis de los lodos residuales para generar biochar o biocarbón es una de las alternativas actuales para el manejo ambiental de estos residuos. El tratamiento de pirólisis que se da a los lodos residuales para transformarlos en biochar permite conservar algunas de las características que le dan un valor agronómico importante y reduce su contenido de patógenos. El objetivo de este trabajo fue analizar el uso potencial del biochar de lodos residuales obtenidos de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de Morelia, Michoacán, México, como mejorador de suelos agrícolas tomando como indicadores las propiedades físicas y químicas del material y su contenido de nutrimentos y metales tóxicos. Los lodos residuales fueron sometidos a pirólisis en un reactor a escala experimental que utiliza energía solar, con seis tiempos de residencia y temperatura de 280 a 355 oC. Los parámetros analizados fueron: pH C.E., M.O., Cu, Mn, Zn, Fe disponibles (DTPA y EDTA), composición elemental (C, N, O, Ca, Mg, Na, K, P, S, Cl, Si, Al, Fe, Mn, Cu, Zn, Ti, Ni, Cr, Cd y Pb). La C.E. del biochar obtenido (BLR) fue de 592 a 5240 µS cm-1, pH = 6.33 a 7.02, M.O. = 3.8 a 5.6%, altos contenidos de C, N, P (31 a 38%, 6.5 a 7.7% y 37.7 a 48.8 g kg-1, respectivamente), baja relación Na/Ca y un bajo contenido de metales tóxicos totales y disponibles. Las propiedades del BLR indican que éste puede utilizarse como mejorador de suelos agrícolas por su alto contenido de nutrimentos y posee bajo riesgo ambiental debido a su bajo contenido de metales tóxicos. Estos resultados deberán complementarse con estudios sobre la respuesta de las plantas cultivadas al BLR, monitoreo de las condiciones físico-químicas y análisis de contaminantes orgánicos en suelos y aguas donde se aplique este material.