El programa de biosólidos adopta los mismos enfoques para la nutrición de cultivos que los agricultores progresivos

El programa de aplicación de tierra de biosólidos de Sioux Falls busca la precisión en la aplicación de nutrientes a tasas agronómicas para los cultivos que se plantarán.

Cualquiera que piense que la aplicación de biosólidos es solo una cuestión de conducir un camión cisterna a través de un campo debe visitar Sioux Falls, Dakota del Sur.

Philip Greenwood y su equipo adoptan el mismo enfoque sofisticado al aplicar los biosólidos líquidos Siouxpergro de la ciudad que los agricultores progresistas utilizan para usar estiércol o fertilizante comercial en sus tierras.

El equipo utiliza una tecnología basada en software para aplicar el material a 6 por ciento de sólidos a tasas agronómicas precisas, adaptadas al contenido de nutrientes del suelo y las necesidades del cultivo. “En realidad, somos agricultores municipales”, dice Greenwood, coordinador de residuos de la División de Recuperación de Agua de la ciudad de Sioux Falls.

Cada año, la Instalación de Recuperación de Agua de Sioux Falls produce aproximadamente 2,800 toneladas secas de biosólidos, la mayoría de ellas inyectadas en el suelo en campos de maíz y soja o aplicadas en la superficie en terrenos de heno. El programa se remonta a 1995 y ha funcionado esencialmente de la misma manera desde entonces, a excepción de las actualizaciones periódicas para mantenerse actualizado con la tecnología de la aplicación.

Clientes satisfechos

Sioux Falls deshidrató y vertió sus biosólidos antes de utilizarlos de forma beneficiosa en 1995. El programa comenzó fuerte y ha persistido, dice Greenwood, en su noveno año en la División de Reclamación de Agua y cinco años en su cargo actual.

"La persona que la ciudad contrató para iniciar el proceso de solicitud de tierras tenía antecedentes de granja", dice Greenwood. “Conocía a muchos agricultores y básicamente comenzó a tocar puertas preguntando si estaban interesados ​​en el producto. Hizo un buen trabajo de ventas y consiguió que muchos agricultores se inscribieran. Heredé 95 por ciento de los clientes actuales de él. Ocasionalmente, un vecino ve lo que está pasando, llama y pide que se registre. Todos nuestros clientes están felices 95 por ciento del tiempo ".

La instalación de recuperación de agua (diseño 21 mgd, promedio 17.4 mgd) tiene un proceso terciario que comienza con una pantalla de tambor rotativo de tres canales (Tecnología HUBER) y una cámara de grano aireado. Después de cuatro clarificadores primarios, el flujo pasa a través de los filtros de goteo de la primera y la segunda etapa, cada conjunto seguido de clarificadores intermedios.

Una estación de bombeo entrega el flujo al proceso de lodos activados que consta de seis trenes, cada uno de tres depósitos. El aire es suministrado por dos de los cuatro sopladores Roots (Howden) por medio de difusores de burbuja gruesa. A esto le siguen cuatro clarificadores secundarios de concreto estándar, filtros de medios de lecho fijo de antracita y contacto con cloro antes de descargar un aireador en cascada hacia el río Big Sioux. "Solo tenemos que clorar durante la temporada de contacto de todo el cuerpo, que es de mayo a septiembre", dice Greenwood.

Los lodos primarios y secundarios pasan a través de un espesador por gravedad antes de ser bombeados a cuatro digestores anaeróbicos, alimentados alternativamente durante intervalos de cuatro horas. El material digerido se bombea a un par de lagunas de un millón de galones 8.5. Una draga eléctrica sobre hidráulica (Mud Cat, División de Ellicott Dredge Technologies) alimenta a los camiones con material para entregar a las granjas.

Las cubiertas flotantes de los digestores están siendo reemplazadas por cubiertas fijas y nuevos mezcladores. El biogás alimenta un sistema de cogeneración con tres generadores de motor (dos Caterpillar Inc., la División de Energía Eléctrica y uno Jenbacher / GE Energy Management). Ese sistema produce aproximadamente 40 por ciento de la electricidad de la instalación.

Dentro de trabajo

A diferencia de muchas comunidades, Sioux Falls opera su programa de biosólidos en su mayoría sin el apoyo de un contratista. Los miembros del equipo de campo son Bryan Runge, operador principal de equipos, y Gary Ketcham, Matt Voeltz y Zack Lundy (a tiempo parcial), operadores de equipos.

En los primeros años, una máquina TerraGator con neumáticos de globo (AGCO) inyectó el material en el suelo. Hoy en día, el equipo transporta los biosólidos con tres semitractores que arrastran remolques de tanques de 6,500-galón. Aplican el material con un vagón de lodo Balzer desarrollado para instalaciones de ganado y porcino y modificado por el fabricante para biosólidos. Es tirado por un tractor Challenger MT955C (AGCO).

Para admitir una aplicación de tasa agronómica real, el equipo utiliza el sistema Balzer Rite-Rate, que permite la precisión dentro de 10 galones por acre. El sistema de inyección Balzer Magnum es un implemento de alta resistencia diseñado para incorporar estiércol. En el suelo de maíz y soja, los biosólidos normalmente se inyectan 6 a 8 pulgadas de profundidad. "Tenemos la capacidad de bajar a aproximadamente 12 pulgadas si alguien quiere que vayamos a esa profundidad, pero eso dificulta un poco el equipo", dice Greenwood. Hayfields recibe aplicaciones de superficie durante el verano.

Poner a prueba

La aplicación agronómica precisa requiere pruebas exhaustivas de los biosólidos y los suelos de acuerdo con las reglamentaciones federales y de Dakota del Sur. "Todo el material que sale a nuestras lagunas se muestrea una vez por semana en busca de amoníaco, TKN y porcentaje de sólidos y una vez por mes para metales pesados", dice Greenwood. “Los fecales se realizan los primeros siete días del mes.

“Una vez que está en las lagunas, se prueba antes de ir a los campos. Tomamos fecales los primeros siete días del mes que aplicamos. El primer día de la semana que aplicamos, tomamos una muestra semanal de amoníaco y TKN. El primer día de cada mes que aplicamos, administramos amoníaco, TKN y metales pesados ​​".

Para las pruebas de suelo, el equipo contrata a un proveedor local. "Hacemos el muestreo del suelo tan pronto como se cosecha el campo y el agricultor nos ha contactado", dice Greenwood. “Para cualquier campo de 40 acres o inferior, tomamos muestras de 20 y las compondemos juntas, tanto para las pulgadas superiores de 6 como para las de 6.1 a 24. Cada pieza de 40-acre adicional también requiere muestras de 20 ”. Los biosólidos se aplican uniformemente en los campos a una tasa determinada por las pruebas y el requisito de cultivo.

Dakota del Sur tiene permiso general de biosólidos en todo el estado. "Como la entidad más grande del estado, tenemos un permiso recurrente y tenemos algunas restricciones más que muchos de los pueblos pequeños que aplican solo una vez cada pocos años", dice Greenwood. "Tenemos que presentar previamente todos nuestros campos solo una vez".

Para cada sitio, Greenwoods envía al Departamento de Medio Ambiente y Recursos Naturales del estado una fotografía aérea que denota carreteras, casas y pozos (que requieren un retroceso de 300), vías fluviales y tipos de suelo. "Al estar tan cerca del río Big Sioux, hay un distrito de protección de agua en su lugar", dice Greenwood. "No se nos permite aplicar en ningún lugar dentro de ese distrito. Si está relativamente cerca, indicaremos en la foto aérea dónde está ”.

Los nuevos campos también requieren un aviso en el periódico de un período de comentarios públicos de 30 días. Sobre la base de la información suministrada, el DENR aprueba o rechaza el campo. Una vez aprobado, un sitio puede recibir biosólidos sin previo aviso al estado. El DENR recibe un informe de fin de año en todos los sitios donde se aplicó Siouxpergro.

Grandes clientes

El programa Siouxpergro tiene aproximadamente 4,000 acres permitidos, propiedad de solo una docena de agricultores. "La mayoría de nuestros clientes utilizan 2,500 para 5,000", dice Greenwood. "Ayuda que nuestros clientes tengan grandes operaciones".

La temporada de aplicaciones de la tierra de primavera generalmente comienza a fines de marzo y se extiende hasta aproximadamente el 1 de junio. "La primavera es realmente dependiente del clima", dice Greenwood. “Esa es la temporada de lluvias, por lo que son tres o cuatro días aquí, tres o cuatro días allí. Muy raramente obtendremos un período seco donde podamos aplicar durante dos semanas seguidas ".

La temporada de otoño comienza a finales de agosto con la aplicación en campos de heno. Hay una aplicación esporádica en septiembre ya que los agricultores cosechan la soya temprana y limpian los campos de ensilaje. Luego el trabajo continúa hasta mediados de noviembre.

Las objeciones públicas al programa han sido casi inexistentes porque la mayoría de los sitios están bien alejados del desarrollo residencial. "Nuestra área es muy agrícola", dice Greenwood. “Típicamente es una casa en una milla de camino. Tenemos algunos campos heredados en los que se ha desarrollado el desarrollo. Intentamos no registrar nuevos campos junto a subdivisiones ".

La distancia al campo varía de 2 a aproximadamente 20 millas; El promedio es de millas 13. Los costos de transporte son significativos, y también lo es el desafío de mantener la flota de camiones en funcionamiento. Los camiones recorren muchos caminos con restricciones de peso. Como resultado, generalmente transportan galones 6,000 en lugar de la capacidad total de galones 6,500.

Dolores de crecimiento

Otro desafío ha sido mantenerse al día con el crecimiento de la ciudad. Sioux Falls es un centro bancario regional y alberga dos de los sistemas hospitalarios más grandes de la región. Una gran planta de procesamiento de carne en expansión está trayendo nuevos empleos y nuevos residentes a la ciudad.

"Al inicio del programa, todo se manejó bien con el tamaño del personal que tenemos ahora", dice Greenwood. “A medida que la ciudad creció, pasamos de ocho horas diarias a 10 horas diarias. Ahora, durante la temporada trabajamos días 12-horas, seis días a la semana. Periódicamente, reclutamos ayuda de nuestros otros equipos en las instalaciones de recuperación de agua y realizamos operaciones de 24-hour. Hicimos los cálculos, y era más barato pagarle a nuestro equipo muchas horas extras que contratar a un contratista ".

El equipo ha manejado los desafíos con dedicación y profesionalidad, Greenwood observa: “La calidad del trabajo nunca se resiente. Los chicos saben dónde pueden y no pueden aplicar. Si algo no se ve bien, me llaman y vamos a hablar con el granjero para ver qué está pasando.

“Los muchachos están trabajando duro por largas horas, llevando el producto a los campos y haciéndolo de una manera efectiva y segura como cualquiera puede esperar. He estado a cargo durante cinco años y casi no hemos tenido incidentes fuera de nuestra puerta de derrames de biosólidos ni nada que vaya a donde no debería ir. Los chicos hacen un gran trabajo ".

Paso a la clase A

La producción de biosólidos de Sioux Falls está superando la capacidad del programa de aplicación de tierras. "La comunidad ha crecido mucho desde que se implementó este programa", dice Philip Greenwood, coordinador de residuos. "Nuestra producción ha crecido en 2 a 3 por ciento por año, y estamos en nuestra capacidad máxima".

¿La respuesta? Un nuevo proceso de biosólidos. “Acabamos de completar un plan maestro, y la recomendación es que vamos a deshidratar y secar el material. Estamos considerando el porcentaje de sólidos de 92 para cumplir con la Clase A de la EPA. Debido a que no tenemos problemas con los metales, también tendremos una calidad excepcional (EQ) ”.

Las tecnologías para lograr la Clase A serán determinadas por un ingeniero de diseño seleccionado a principios de 2019. El razonamiento para la Clase A se redujo al costo. "Para expandir nuestro programa líquido, la inversión iba a ser sustancial", dice Greenwood. El equipo era un componente de menor costo; El elemento principal fue agregar de cuatro a cinco miembros del personal durante todo el año para una operación que duró menos de la mitad del año.

Después del cambio a la Clase A, Siouxpergro seguirá estando disponible para los agricultores, pero el personal de la ciudad ya no manejará la aplicación de la tierra. El personal de campo de biosólidos pasará a operar las prensas de deshidratación, la secadora y las instalaciones de almacenamiento. A la larga, a Greenwood le gustaría ver a los residentes de la ciudad usar el producto en sus jardines y jardines de flores.

En última instancia, le gustaría verlo usado para fertilizar parques, campos de juego y otras propiedades de la ciudad: "Ese es mi objetivo final".

Fuente: Operador de Planta de Tratamiento

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