Suministro y aprovechamiento de sustratos de difícil degradación en reactores de biopelícula anaerobia para producir biogás
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DOI:
https://doi.org/10.56845/terys.v2i1.375Palabras clave:
residuos sólidos orgánicos, reactores de biopelícula anaerobia, inhibidores, D-limoneno, nitratosResumen
La generación de residuos sólidos orgánicos (RSO) en México supera los 23 millones de toneladas por año. La incorrecta disposición de los RSO provoca problemas ambientales como: generación de malos olores y compuestos volátiles orgánicos, contaminación por lixiviados, atracción devectores y emisiones de efecto invernadero. Es por ello que surge la necesidad de gestionar estos residuos adecuadamente, siendo la digestiónanaerobia (DA) una alternativa prometedora por los beneficios que aporta. Sin embargo, la DA se puede ver afectada por la presencia deinhibidores, disminuyendo el desempeño de los parámetros operativos de los reactores, entre ellos la producción de biogás y el rendimiento demetano. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el desempeño de los parámetros operativos de dos reactores de biopelícula anaerobia en el aprovechamiento de residuos de difícil degradación para producir biogás. Se utilizaron dos reactores de biopelícula anaerobia inoculados con soporte ExtendosphereTM pre-colonizado, cada uno con volúmenes útiles de 1.82 L y 2.19 L, respectivamente. Se empleó como fuente de carbono (sustrato) la fracción líquida de RSO con una carga volumétrica aplicada (Cva) de 5 gDQO/L·d, y se adicionaron como inhibidores residuos sólidos cítricos (RSC) con presencia de D-limoneno en el R1 y NaNO3 como fuente de nitratos en el R2. Durante las cuatro etapas de operación, se determinaron pH interno, factor α de alcalinidad, DQOT y DQOS, ST, remoción de nitratos, producción y rendimiento de biogás y, por último, materiavolátil adherida (MVA). Como parte de los resultados obtenidos, en el R1 se removieron 96.20 % de DQOT y se produjeron 3 L/d de biogás (0.342L/gDQOrem) bajo condiciones estándares de presión y temperatura con una proporción de RSO/RSC 30/70 % v/v; mientras que en el R2 se removieron 97.84 % de DQOT y se produjeron 2.5 L/d de biogás (0.300 L/gDQOrem) en condiciones estándares de presión y temperatura empleando una relación DQO/N-NO3=15. Pese a la existencia de inhibidores en el proceso de digestión anaerobia, en ambos reactores se logró un correcto desempeño de los parámetros operativos para el aprovechamiento de residuos de difícil degradación y producción de biogás.Citas
Alvarado-Lassman, A., Méndez-Contreras, J., Martínez-Sibaja, A., Rosas-Mendoza, E. & Vallejo-Cantú, N. (2017). Biogas production from the mechanically pretreated, liquid fraction of sorted organic municipal solid wastes. Environmental Technology, 38 (11), 1342-1350, http://dx.doi.org/10.1080/09593330.2016.1227877. DOI: https://doi.org/10.1080/09593330.2016.1227877
Anjum, M., Khalid, A., Qadeer, S., & Miadad, R. (2017). Synergistic effect of co-digestion to enhance anaerobic degradation of catering waste and orange peel for biogas production. Waste Management & Research, 35 (9), 967-977. https://doi.org/10.1177/0734242X17715904. DOI: https://doi.org/10.1177/0734242X17715904
APHA. Standard Methods for the examination of water and wastewater. (2017). American Water Works Association y Water Environment Federation.
Botello-Suárez, W. A., Da Silva-Vantini, J., Duda, R. M., Giachetto, P. F., Carrijo-Cintra, L., Tiraboschi-Ferro, M. I. & Alves-de Oliveira, R. (2018). Predominance of syntrophic bacteria, Methanosaeta and Methanoculleus in two-stage up-flow anaerobic sludge blanket reactor treating coffee processing wastewater at high organic loading rate. Bioresource Technology, 268, 158-168. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.06.091. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.06.091
Juárez-García, I., Snell-Castro, R., Méndez-Contreras, J., Vallejo-Cantú, N., Alvarado-Lassman, A. & Rosas-Mendoza, E. (2022). Performance of an anaerobic biofilm reactor through the application of different operational conditions. Renewable Energy, Biomass & Sustainability, 4 (1), 14-22. https://doi.org/10.56845/rebs.v4i1.71. DOI: https://doi.org/10.56845/rebs.v4i1.71
Parra-Ortiz, D. L., Botero-Londoño, M. A. & Botero-Londoño, J. (2019). Biomasa residual pecuaria: revisión sobre la digestión anaerobia como método de producción de energía y otros subproductos. Revista UIS Ingenierías, 18 (1), 149-160. DOI: https://doi.org/10.18273/revuin.v18n1-2019013
Martínez, M. E. (2004). Eliminación biológica de compuestos orgánicos y nitrogenados presentes en los efluentes de una industria productora de resinas. Memoria de grado. Doctorado en Química. Universidade da Coruña.
Rawoof, S. A., Kumar, P. S., Vo, D.-V. N. & Subramanian, S. (2020). Sequential production of hydrogen and methane by anaerobic digestion of organic wastes: a review. Enviromental Chemistry Letters, 19 (2), 1043-1063. https://doi.org/10.1007/s10311-020-01122-6. DOI: https://doi.org/10.1007/s10311-020-01122-6
Ripley, L. E., Boyle, W. C. & Converse, J. C. (1986). Improved alkalimetric monitoring for anaerobic digestion of high-strength wastes. Water Pollution Control Federation. 48, 406-411.
Rosas-Mendoza, E. S. (2007). Evaluación de la competencia entre bacterias desnitrificantes y bacterias metanogenicas en un reactor anaerobio.
Instituto Tecnológico de Orizaba.
Rosas-Mendoza, E. S., Méndez-Contreras, J. M., Martínez-Sibaja, A., Vallejo-Cantú, N. A. & Alvarado-Lassman, A. (2018). Anaerobic digestion of citrus industry effluents using an Anaerobic Hybrid Reactor. Clean Technologies and Environmental Policy, 20 (7), 1387-1397. https://doi.org/10.1007/s10098-017-1483-1. DOI: https://doi.org/10.1007/s10098-017-1483-1
Rosas-Mendoza, E., Palacios-Ríos, J. H., Méndez-Contrearas, J. M., Vallejo-Cantú, N. A. & Alvarado-Lassman, A. (2020). Designing a supply chain for the generation of bioenergy from the anaerobic digestion of citrus effluents. Techniques, tools and methodologies applied to global supply chain ecosystems (166). Springer. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-26488-8_10. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-26488-8_10
Ruiz, B., & Flotats, X. (2014). Citrus essential oils and their influence on the anaerobic digestion process: An overview. Waste management, 34
(11), 2063-2079. http://dx.doi.org/10.1016/j.wasman.2014.06.026. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2014.06.026
SADER. (2023). Mayor cosecha de frutas, hortalizas y forrajes impulsan la producción agrícola de México.
Sánchez-Balseca, J. J., Muñoz-Rodríguez I. M. & Aldás-Sandoval, M. B. (2019). Tratamiento biológico de desnitrificación de aguas residuales usando un reactor de biopelícula con cáscara de arroz como fuente de energía. Tecnología y ciencias del agua. 10 (2), 78- 97.https://doi.org/10.24850/j-tyca-2019-02-03 DOI: https://doi.org/10.24850/j-tyca-2019-02-03
SEMARNAT. (2019). Informe de la situación del medio ambiente en México. México.
Wan, S., Sun, L., Sun, J. & Luo, W. (2013). Biogas production and microbial community change during the co-digestion of food waste with chinese silver grass in a single-stage anaerobic reactor. Biotechnology and Bioprocess Engineering, 18, 1022-1030. https://doi.org/10.1007/s12257-013-0128-4. DOI: https://doi.org/10.1007/s12257-013-0128-4
Zamri, M., Hasmady, S., Akhiar, A., Ideris, F., Shamsuddin, A., Mofijur, M., & Mahlia, T. (2021). A comprehensive review on anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste. Renewable and Sustainable Energy Reviews (137). https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110637. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110637
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