Lic. (Msc) María Eugenia Beily. LABORATORIO DE TRANSFORMACIÓN DE LOS RESIDUOS INSTITUTO DE MICROBIOLOGÍA Y ZOOLOGÍA AGRICOLA CICVyA - INTA

Transcripción

1 Estudios de prefactibilidad para plantas de biodigestión anaeróbica para residuos agropecuarios y agroindustriales. Estudio de caso: Desechos porcinos y de aves ponedoras Lic. (Msc) María Eugenia Beily LABORATORIO DE TRANSFORMACIÓN DE LOS RESIDUOS INSTITUTO DE MICROBIOLOGÍA Y ZOOLOGÍA AGRICOLA CICVyA - INTA

2 LA PROBLEMATICA Contaminación atmosférica y generación de malos olores Digestión Anaeróbica Y ahora?? Pensar la alternativa de tratamiento más adecuada

3 Qué debo tener en cuenta al momento de plantear un DA? Sustrato (conocer sus características y cuantificarlo) Compuestos inhibitorios: NH 4, Metales pesados, Sustancias bactericidas Carga Diaria (Kg DQO o Kg SV/día) (Único, Co- Digestión) Temperatura de trabajo (Psicrofílica, Mesofílica, Termofílica) Tipo de agitación Inoculación inicial Cuánto metano genera mi sustrato?

4 ESTUDIOS DE PRE FACTIBILIDAD TÉCNICA Son ensayos en distintas escalas que nos permiten poder conocer con anterioridad a la implementación de una planta de DA, diferentes aspectos del proceso. Potencial Bioquímico Metanogénico (BMP) Aplicaciones Calcular la fracción biodegradable de un residuo y su productividad de metano o biogás Calcular la viabilidad del tratamiento anaeróbico

5 BMP: EFECTO DE LA RELACIÓN INÓCULO/SUSTRATO EN ENSAYOS DE BIODEGRADABILIDAD MESOFILICA DE EFLUENTES DE CERDOS. Condiciones del ensayo: Sustratos: Efluente Porcino en dos relaciones I/S distintas - T1: 0.6 gr DQO/gSSV. - T2: 0,37 gr DQO/gSSV Temperatura: 34.5 ± 1.4 ºC Volumen de Trabajo: 460 ml Agitación: 3 veces /día

6 CARACTERÍSTICAS DEL SUSTRATO INICIAL Ph Neutro DQO/sulfato >10 Signos de inhibición por debajo de 7-8. Altas [CaCO 3 ] capacidad buffer de un sistema DBO 5 /DQOT= 0,61 Relaciones > a 0,4 indican buena biodegradabilidad ph PT (mg/l) DQO (g/l) DBO (g/l) NTK (%) NH 4 (%) SO 4-2 (mg/l) CaCO 3 (g/l) Amonio Cuaternario (mg/l CTAB) Cu (mg/l) Na (mg/l) EC 6,8 ± 0,3 423,1 ± 0,1 33,1 ± 9,0 20,3 ± 7,6 0,24 ±,08 0,18 ± 0,06 365,1 ± 90 6,1 ± 1,0 49,17 ± 15 1,9 ± 0,9 809,20 ± 151 Presencia de Bactericidas!! Posible toxicidad Altas concentraciones de NH 4 Inhibidor Altas concentraciones de Cu y Na Atención a fenómenos de toxicidad y el producto digerido

7 EVOLUCIÓN DE LOS PARÁMETROS T1 inicial T1 final T2 inicial T2 final ph AGV (g/l) DQO (g/l) NH 4 AUMENTO DEL (g/l) AMONIO POR MINERALIZACIÓN DEL N ORGÁNICO NH 3 (g/l) 7,0 ±0,1 0,7 ±0,02 24,2 ±0,5 2,7 ±0,0 0,04 7,3 ±0,1 0,08 ±0,0 15,2 ±0,7 3,3 ±0,0 0,06 6,9 ±0,1 0,5 ±0,01 12,5 ±0,6 1,8 ±0,1 0,02 7,1 ±0,2 0,06 ±0,0 7,4 ±0,2 2,8 ±0,0 0,04 Valor por encima del limite para procesos inhibitorios

8 RENDIMIENTOS DE METANO Mejor rendimiento fue dado en el tratamiento con menor concentración NH 4 Para un establecimiento de 50 madres 10 m 3 de efl /d DQO [5Kg/d]. TENGO UN 19% MÁS DE ENERGÍA!! Para T1 1,25 m3 de CH ,546 KWh Para T2 1,55 m3 de CH ,7973 KWh T1: 1,20g NH 4 T2: 0,80g NH 4 BIODEGRADABILIDAD T1: 66,7% T2: 81,1 % RENDIMIENTO: 0,2589 LCH4/g DQOa 0,3190 LCH4/gDQOa

9 BIODEGRADABILIDAD EN CONTINUO Condiciones del ensayo: Sustratos: Guano de ponedoras (GP) y guano de ponedoras frutas/ Verduras (Relación 1:1) (GP-FV) Periodo de adaptación: 7 meses (VC: 0.5, 1, 1.5 y 2 gsv/l.d) Fase estable: OLR of 2gVS/l.d (114 d) days Dilución: 8 % ST Temperatura: 34.5 ± 1.4 ºC Volumen de Trabajo: 19 l

10 PRODUCCIÓN DE BIOGÁS Y METANO Aumento en la concentración de NH 3 Decrecimiento en el rendimiento de biogás para PM Alta remoción de M.O (65% PMFVW y 62% PM) < [NH4] en el tratamiento sin codigestión (2,55 g/l PMFVW y 3,38PM) PM-FVW Presento 23% MÁS mayor rendimiento (LCH4/gSVa) RENDIMIENTO!!!! (0.21±0,01 PM-FVW y 0.16 ± 0,03 PM)

11 ESTUDIOS PARA MONITOREAR LOS REACTORES ANAERÓBICOS PARÁMETROS DE CONTROL Parámetro Frecuencia Temperatura Permanente ph 3 veces por semana DQO total 3 veces INDICES por DE semana Sólidos totales y volátiles ESTABILIDAD: 1 vez por semana α y Alcalinidad RENDIMIENTOS 1 vez AGV/AT por semana Ácidos grasos volátiles 1 vez por semana Sólidos suspendidos totales y volátiles 1 vez cada 15 días DBO 5 total 1 vez por mes Nitrógeno total, NH 4 1 vez por mes COMPOSICIÓN Fósforo 1 vez por mes DEL BIOGÁS! Medición del gas producido Diaria Composición del gas 1 vez por mes Caudal de entrada Permanente

12 ACTIVIDAD METANOGÉNICA ESPECÍFICA (AME) La AME es útil: Para controlar y monitorear la capacidad metanogénica del reactor y consecuentemente medir la eficiencia del sistema. La etapa de arranque de un reactor, a fin de evaluar la evolución de la actividad del inóculo, y así determinar la máxima carga orgánica que puede ser aplicada al sistema Evaluar el comportamiento de lodos bajo el efecto de compuestos potencialmente tóxicos e inhibidores como ser sulfuro, metales, compuestos clorados, amoníaco, sodio y detergentes La cuantificación de la afinidad de un grupo biológico a cierto tipo de sustrato y la determinación de parámetros operativos (temperatura, agitación) y cinéticos

13 TEST DE ACTIVIDAD METANOGÉNICA ESPECÍFICA (AME): UNA HERRAMIENTA CLAVE PARA EVALUAR LA EFICIENCIA Y PERFORMANCE DE REACTORES ANAERÓBICOS AME= g DQO/g SSV agregados El test AME desarrollado, fue realizado en lodos provenientes de reactores anaeróbicos alimentados con diferentes sustratos: Residuos cítricos (CW) Estiércol de aves ponedoras (1PM, 2PM) Efluente de la industria láctea (DW) Industria Cervecera(1BI, 2BI, 3BI) Sustrato: Acetato de sodio 2 g/l Agitación Temp: 35ºC Medición del gas: manométrico y cromatografía

14 AME = Max pendiente / g de biomasa agregados Donde 1 gdqo = 350 ml de CH 4 en CNPT (1 atm, 273K) Los mayores valores de AME fueron encontrados en los lodos granulares Reactores IC(0,11 gdqo/gssv.d

15 QUÉ HACEMOS? LABORATORIO DE TRANSFORMACIÓN DE LOS RESIDUOS Investigación sobre diferentes tecnologías de transformación y valorización de los residuos provenientes de la actividad agropecuaria y agroindustrial. TECNOLOGÍAS DE TRABAJO PROPUESTAS Digestión Anaeróbica Compostaje Tratamiento físico químicos de efluentes Densificación de la biomasa CÓMO LO HACEMOS? Analizando los diferentes sustratos (residuos), a fin de conocer sus características fisicoquímicas, biológicas y ecotoxicologícas; y determinar el tratamiento más adecuado. Estudiando el proceso de transformación en sus distintas etapas, implementadas a distintas escalas y evaluando los productos finales

16

17 GRACIAS POR SU ATENCIÓN