Influencia del pH sobre la digestión anaerobia de bio-residuos de origen municipal
Influence of pH on anaerobic digestion of municipal bio-wastes
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Resumen
Los biorresiduos de origen municipal-BOM, se caracterizan por su alto contenido de materia orgánica, humedad y nutrientes, además de ser residuos fácilmente acidificables, lo que los convierte en una fuente contaminante cuando se disponen inadecuadamente. La digestión anaerobia-DA es una alternativa tecnológica para el control de la contaminación de los BOM y la obtención de una fuente de energía renovable, como el metano; sin embargo, variables, como el pH, pueden afectar el proceso. Este estudio evaluó, a escala de laboratorio, mediante ensayos de Potencial Bioquímico de Metano-PBM, a una temperatura de 30oC, durante 40 días, la influencia del pH sobre la DA de BOM. Los valores de pH del sustrato variaron entre 5,5 a 8,0 unidades, utilizando como inóculo lodo, proveniente de la biodigestión anaerobia de lodos, de una planta de tratamiento de aguas residuales domésticas. Se evidenció que los pH ácidos correspondientes a 5,5 y 6,0 unidades, presentaron la menor producción de metano, del orden de 70,0 y 71,0 mLCH4*gSV-1, respectivamente, mientras que los pH cercanos a la neutralidad, lograron los mejores resultados, siendo la producción a un pH de 7,0 unidades la mayor, la cual, fue 126,0mLCH4*gSV-1. Los resultados están acordes con el comportamiento de la capacidad buffer, que fue más adecuada, entre 7,0 y 8,0 unidades, garantizando estabilidad del proceso anaerobio y evitando así la ocurrencia de fenómenos de inhibición. Para lograr estos niveles de pH, se hace necesario adicionar un alcalinizante, debido a las características ácidas de los BOM.
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ABDULKARIM, B. I.; ABDULLAHI, M. E. 2010. Effect of buffer (NaHCO3) and waste type in high solid thermophilic anaerobic digestion. Int. J. Chemtech. Res. 2(2):980-984.
ACOSTA, Y.L.; ABREU, M.C.O. 2005. La digestión anaerobia. Aspectos teóricos. Parte I. Revista ICIDCA. Sobre los derivados de la caña de azúcar. 39(1):35-48.
AGUILAR, V.Q.; ARMIJO, D.V.C.; TABOADA, G.P. 2009. El potencial energético de los residuos sólidos municipales. Ingeniería. 13(1):59-62.
ALMEIDA, A.; NAFARRATE, R.E.; ALVARADO, A.; CERVANTES, O.A.; LUEVANOS, M.P.E.; OROPEZA, R.; BALAGURUSAMY, N. 2011. Expresión genética en la digestión anaerobia: Un paso adelante en la comprensión de las interacciones tróficas de esta biotecnología. Acta Quím. Mex. 3(6):14-34.
ANGELIDAKI, I.; ALVES, M.; BOLZONELLA, D.; BORZACCONI, L.; CAMPOS, J.L.; GUWY, A.J.; KALYUZHNYI, S.; JENICEK, P.; VAN LIER, J.B. 2009. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: A proposed protocol for batch assays. Water Sci. &Techn. 59(5):927-934.
ANGELIDAKI, I.; ELLEGAARD, L.; AHRING, B.K. 2003. Applications of the anaerobic digestion process. Adv. Biochem. Eng./Biotechn. 82:1-33.
APHA. 2005. Standard Methods for Examination of Water and Wastewater. In: FEDERATION, A. W. W. A. A. W. E. (ed.) 21 ed. Washington D.C.282p.
AQUINO, S.F.; CHERNICHARO, L.C.A.; FORESTI, E.; FLORENCIO, D.S.M.D.L. 2007. Metodologias para determinação da atividade metanogénica específica (Ame) em lodos anaeróbios. Eng. Sanit. Ambient. 12:192-201.
BUENROSTRO, O.; BERNACHE, G.; CRAM, S.; BOCCO, G. 2000. Análisis de la generación de residuos sólidos en los mercados municipales de Morelia, México. Rev. Int. Contam. Ambient. 15(1):27-32.
CASTELLS, X.E. 2012. Métodos de Valorización y Tratamiento de Residuos Municipales. Reciclaje de Residuos Industriales. Ed. Díaz De Santos. 866p.
CHEN, X.; ROMANO, R.T.; ZHANG, R. 2010. Anaerobic digestion of food wastes for biogas production. Int. J. Agric. & Biol. Eng. 3(4):61-71.
DELFÁ?N, A.I.; DURÁ?N, D.B.C. 2003. Biodegradación de residuos urbanos lignocelulósicos por Pleurotus. Rev. Int. Contam. Ambient. 19(1):37-45.
DINAMARCA, S.; AROCA, G.; CHAMY, R.; GUERRERO, L. 2003. The Influence of pH in the hydrolytic stage of anaerobic digestion of the organic fraction of urban solid waste. Water Sci. & Techn. 48(6):294-254.
FIELD, J. 1987. Arranque y Operación de Sistemas de Flujo Ascendente con Manto de Lodo-USSB. Universidad del Valle, CVC, Universidad Agrícola de Wageningen. 57p.
GONZÁLEZ, G.I.; RUSTRIÁ?N, E.; HOUBRON, E.; ZAMORA, A. 2008. Impacto de la tasa de humedad en la biodegradación de los residuos sólidos urbanos de la ciudad de Veracruz, México. Rev. Latinoam. Recursos Nat. 4(3):336-341.
GIMÉNEZ, J.B.; MARTÍN.; FERRER, J.; SECO, A. 2012. Methane recovery efficiency in a submerged anaerobic membrane bioreactor (SAnMBR) treating sulphate-rich urban wastewater: Evaluation of methane losses with the effluent. Biores. Techn. 118:67-72.
ICONTEC. 2004. Norma Técnica Colombiana 5167. Productos para la Industria Agrícola, Productos Orgánicos Usados como Abonos o Fertilizantes y Enmiendas de Suelo. 32p.
ICONTEC. 2009. Norma Técnica Colombiana 1369. Determinación de Boro, Calcio, Cobalto, Cobre, Hierro, Magnesio, Manganeso, Molibdeno, Níquel, Silicio y Zinc por Absorción Atómica. 3p.
LI, R.; CHEN, S.; LI, X. 2010. Biogas production from anaerobic co-digestion of food waste with dairy manure in a two-phase digestion system. Appl. Biochem. Biotechn. 160(2):643-654.
MUKHERJEE, S.; KUMAR, S.; DEVOTTA, S. 2008. Influence of nitrogen of anaerobic digestion of municipal solid waste in a laboratory scale reactor. J. IPHE. 9(4):19-24.
OVIEDO, O.E.R.; MARMOLEJO, R.L.; TORRES, L.P. 2014. Influencia de la frecuencia de volteo para el control de la humedad de los sustratos en el compostaje de biorresiduos de origen municipal. Rev. Int. Contam. Ambient. 30(1):91-100.
PARAWIRA, W.; MURTO, M.; ZVAUYA, R.; MATTIASSON, B. 2004. Anaerobic batch digestion of solid potato waste alone and in combination with sugar beet leaves. Renew. Energy. 29:1811-1823.
PERES, C.S.; SANCHEZ, C.R.; MATUMOTO, C.; SCHMIDELL, W. 1992. Anaerobic biodegradability of the organic components of municipal solid wastes (OFMSW). Water Sci. & Techn. 25(7):285-934.
RAPOSO, F.; BANKS, C.J.; SIEGERT, I.; HEAVEN, S.; BORJA, R. 2006. Influence of inoculum to substrate ratio on the biochemical methane potential of maize in batch tests. Process Biochem. 41:1444-1450.
SAKURAI, K. 2000. Método Sencillo del Análisis de Residuos Sólidos. CEPIS. Lima-Peru: CEPIS/OPS. 10p.
SANDOVAL, C.J.; CARREÑO, M.; CASTILLO, E.F.; VERGARA, M.M. 2007. Caracterización microbiológica de lodos anaerobios utilizados en el tratamiento de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos. Sci. et Techn. 13(35):509-514.
SHARMA, K.S.; MISHRA, I.M.; SHARMA, M.P.; SAINI, J.S. 1988. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues. Biomass. 17:251-263.
SOBOTKA, M.; VOTRUBA, J.; HAVLÃ?K, I.; MINKEVICH, I.G. 1983. The mass-energy balance of anaerobic methane production. Folia Microbiol. 28(3):195-204.
SUNDBERG, C.; FRANKE, W.I.H.; KAUPPI, S.; YU, D.; ROMANTSCHUK, M.; INSAM, H.; JÕNSSON, H. 2011. Characterisation of source-separated household waste intended for composting. Biores. Techn. 102(3):2859-2867.
TORRES, L.P.; PÉREZ, A. 2008. Í?ndices de alcalinidad para el control del tratamiento anaerobio de aguas residuales fácilmente acidificables. Ingen. y Competitiv. 10(2):41-52.
TORRES, L.P.; PÉREZ, A. 2010. Actividad metanogénica específica: Una herramienta de control y optimización de sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales. Rev. EIDENAR. 9:5-14.
TWB. 2012. World production of Municipal Solid Waste (MSW), 2012-2025. The World Bank. p.16-17.
VEEKEN, A.; KALYUZHNYI, S.; SCHARFF, H.; HAMERLERS, B. 2000. Effect of pH and VFA on hydrolysis of organic solid waste. J. Environm. Eng. 126(12):1076-1081.