DISEÑO DE UN DIGESTOR ANAEROBIO PARA GRASA DE LA INDUSTRIA LACTEA

Transcripción

1 Universidad Autónoma de San Luis Potosí México DISEÑO DE UN DIGESTOR ANAEROBIO PARA GRASA DE LA INDUSTRIA LACTEA Presenta: Fernando Javier Manzaneque Rodríguez Barcelona, España. Julio, 2007

2 Antecedentes La grasa se está separando de los efluentes de la industria Láctea antes de entrar a la planta de tratamiento para evitar espuma y otros problemas. La consistencia de la grasa es como la de la mayonesa. La espuma que genera es muy persistente. Esta grasa es de muy lenta descomposición y estaba acumulándose en las instalaciones ocasionando un problema ambiental para la industria. No puede ser enviada a rellenos sanitarios hasta no ser degradada y asegurarse de que cumple la norma oficial. La DQO de la grasa es de 180,000 mg/l El ph baja en aproximadamente 6 horas de 10 a 5.4 en condiciones normales.

3 Digestión de Grasas. Descripción Butírico Capróico Caprílico % de ácidos totales 8.5 a b Las grasas lácteas tienen una molécula de glicerina y tres moléculas de ácidos grasos de cadena larga. El ácido palmítico y el Oleico en ciertas concentraciones son inhibitorios para las bacterias anaerobias. Caprico Laurico Mirístico Palmítico Esteárico Oleico Linoleico Linolenico a (Mulder y Walstra,1974) b (Hanaki et al,1981)

4 Digestión de los diferentes ácidos grasos volátiles La digestión es completa alrededor del día 30 El ácido palmítico tarda en comenzar a degradarse. Una vez habituada la bacteria la digestión de los ácidos grasos es más rápida. La degradación de AGCL por las bacterias es endorgónica.!g A. palmitico es KJ/mol. Se debe agregar un cosustrato para obtener esa energía.

5 DIAGRAMA DE PROCESO ANAEROBIO CSTR-AEROBIO

6 DATOS BÁSICOS DE LA PLANTA Flujo : 9 m3/d Carga orgánica: 1,620 kg DQO/d (3.24 kgdqo/m 3.d) SST: 62,000 mg/l Necesidad de mezclado: 117 scfm de biogas DQO removida (mínima) : 144,000 mg/l DQO remanente (Máxima de diseño): 36,000 mg/l DQO remanente real: 15,500 mg/l Rendimiento real: 91.4% Producción de gás (mínima de diseño): 648 m3/d Capacidad calorífica estimada (Diseño): 13,700,000 btu/d

7 PLANO GENERAL DE PTAR

8 DETALLES DE CARGAS Y DESCARGAS El digestor funciona bajo un régimen SBR. El lodo es floculento. La agitación se hace mediante la inyección de biogás en la parte inferior del digestor Un PLC controla los tiempos de agitación, sedimentación y decantación. La descarga de lodos se hace de forma manual. Se debe controlar la formación de espuma para evitar que esta llegue a los sopladores de biogás

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10 Sobrenadante Agua libre Lodos

11 RESULTADOS La grasa a la entrada tiene una DQO de 180,000 mg/l y el agua de la descarga tiene una DQO de 15,500 mg/l. (91.3% de reducción.) Los lodos permanecerán en el digestor por un periodo de diseño de 200 días (! " #. Los lodos son desechados del reactor directamente a su disposición. El sobrenadante se mantiene normalmente como el 5% del volumen del liquido. El agua libre de lodos representa usualmente el 40% del volumen del digestor El lodo ocupa el 55% del digestor.

12 CONCLUSIONES Este proceso elimina el problema de disposición de las grasas. El costo del proceso es muy bajo ya que solamente utiliza un motor de 5 hp por encima de la energía que ya se utilizaba. El biogás puede ser utilizado en generación eléctrica. Este equipo puede mantener trabajando todo el día un generador de 55 kw para generar hasta 1,320 kwh/d Debido al tamaño del digestor las concentraciones de Acido oleico y ácido palmítico nunca alcanzan niveles inhibitorios. La acidificación es un severo problema. La alcalinidad y el ph deben ser controlados en forma constante mediante la adición de cal o sosa cáustica. La acidificación se reduce una vez que las bacterias metanogénicas se estabilizan pero no puede ser descuidada. El efluente puede ser tratado sin problema al mezclarse nuevamente con el afluente de la planta de tratamiento en el reactor de lodos activados con que cuenta la planta.

13 BIBLIOGRAFÍA Gerardi M.The Microbiology of Anaerobic Digesters. John Wiley and Sons Inc. USA (2003). Hwu, C. Enhancing Anaerobic Treatment of Wastewaters containing Oleic Acid. Tesis para Obtención del Master, Wageningen University, (1997) Metcalf & Eddy,Inc. Revised by Tchobanoglous, George. Wastewater engeneering, treatment and reuse. McGraw-Hill.Inc. 4th ed. (2003) Petruy, R. Anaerobic treatment of protein, lipid and carbohydrate containing wastewaters using EGSB technology. Thesis Wageningen Agricultural University, Wageningen, The Netherlands. (1999). Rittmann, B. y McCarty P. Biotecnología del Medio Ambiente: Principios y aplicaciones. McGraw Hill Interamericana de España S.A.U. España, (2001)