PRODUCCIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE A PARTIR DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN MUNICIPAL - BOM

Transcripción

1 PRODUCCIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE A PARTIR DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE BIORRESIDUOS DE ORIGEN MUNICIPAL - BOM PATRICIA TORRES-LOZADA, PhD. LUIS FERNANDO MARMOLEJO R.,PhD BRAYAN ALEXIS PARRA O., MSc Agosto de 014 São Paulo - Brasil

2 Crisis Energética Global Reservas de Gas Natural Reservas de Carbón Reservas de Petróleo Energías Renovables (BP, 014) Unidad de medición Millones de toneladas

3 (UPME, 010; UNAL, 014) A raíz del Fenómeno del Niño que azota al país, se ha incrementado en un 30 % en el costo de la energía eléctrica; además revela lo frágil que es el sistema energético de Colombia frente al cambio climático

4 RESIDUOS SÓLIDOS MUNICIPALES - RSM Fracción de Lenta o Difícil degradación Fracción Biodegradable APROVECHABLE (Papel, Cartón, Vidrio, Metales, Plástico, Caucho) NO APROVECHABLE (Higiénicos, Huesos, entre otros) BIORRESIDUOS DE ORIGEN MUNICIPAL - BOM (Residuos de comida crudos y procesados, poda y jardín) Reciclaje Pirólisis Incineración Gasificación Rellenos Sanitarios Rellenos Sanitarios* Aprovechamiento Biológico (Adaptado DEFRA, 01) *Habitualmente en países en desarrollo

5 Composición de los RSM en algunos países del mundo Países BOM (%) PyC (%) P (%) T (%) V (%) M (%) H (%) Ma (%) Otros (%) Fuente E.U 7,8 8, 1,3 8,3 4,8 8,6-6,5 3,5 (USEPA, 009) Reino Unido 41,1 18,5 7,1,9 6,8,6 1,9-19,1 (Burnley, 007) España 34, ,50 11,9 4,74 3, ,66 China 65,98 11,0 1,33 1,51 0,96 0,3-3,81 4,09 (Castrillon et al., 013) (Wang & Wang, 013) Ghana (Asase et al., 009) Brasil 57,41 13,16 16,49 -,34, ,56 Colombia 65,5 4,6 8,7 3,,0 1,1 9,0-5,9 (Bianchini & Silva, 007) (Marmolejo et al., 011) PyC: Papel y Cartón; P: Plástico; T: Textiles; V: Vidrio; M: Metales; H: Higiénicos y Ma: Madera

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7 ETAPAS DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA (Van Haandel, 1994)

8 Experiencias Digestión Anaerobia BOM

9 Caracterización de BOM Composición física gruesa Categoría (%) Media CV (%) Alimentos sin 91.5 ± 3,5* 3.55 procesar Residuos de Alimentos Alimentos 1.88± procesados Papel y Cartón 1.7±0.37. Poda y Jardín 1.4± Impropios 3.64± *Cascaras de plátano, papa, leguminosas, naranja, limón, yuca, banano, entre otros Composición física fina Categoría (%) Media CV Carbohidratos 34.45± Frutas no cítricas 4.89± Frutas críticas y semi cítricas 13.73± Fibras y minerales 7.85± Hierbas 0.31± Semillas 0.16± Otros ** 33.89± **Alimentos de todas las categorías con alto grado de descomposición y difícil identificación

10 SV/ST (0,8) DBO5/DQO (0,4) DQOf/DQOt (0,6) C/N (,3) FB (0,80) N. Amoniacal (34,45 mg/l) Caracterización Fisicoquímica de BOM ph (5,54 UND) Humedad (76,74%) AT (4447,06 mg CaCO 3 /L) ATB (Ausencia) AGV s (10595,5 mg/l) Ácido acético, propiónico, y butírico (<0,0001) Celulosa (1,47%) Lignina (1,0%) Calcio (4174, 0 mg/l) Potasio (637,39 mg/l)

11 Digestión Anaerobia BOM Factores Importantes Relación Sustrato- Inóculo Hidrólisis (S/I) CH 4 H ph Tamaño de Partícula (Verma,00; Raposo et al, 006; Esposito et al, 01)

12 Relación Sustrato-Inóculo Acondicionamiento del ph Tamaño de Partícula

13 Efecto de la relación S/I, ph y tamaño de partícula sobre la hidrólisis Factor Nivel Modelo Cinético de Primer Orden Modelo de Ajuste de Gompertz K h (d -1 ) R 1 λ a R S/I* Control Factor Nivel Modelo Cinético de Primer Orden Modelo de Ajuste de Gompertz K h (d -1 ) R 1 λ a R 5, , ph 7, (Unidades) 8, SA (6.6) Control Factor Nivel Modelo Cinético de Primer Orden Modelo de Ajuste de Gompertz K h (d -1 ) R 1 λ a R Tamaño de partícula (mm) T T T *gsv sustrato /gsv inóculo a (d) Control

14 CONCLUSIONES Biorresiduos BOM: composición predominante de materia orgánica particulada y biodegradable, característica ideal para ser considerados fuente alterna de energía renovable a partir de la digestión anaerobia. Sin embargo, los bajos niveles de ph y alcalinidad bicarbonática, asociado a las altas concentraciones de AGV s, indican la necesidad de acondicionar el sustrato con un alcalinizante. Todos los factores evaluados afectan el proceso de Digestión Anaerobia (relación S/I, el ph y el tamaño de partícula), debiendo ser controlados en conjunto para garantizar la eficiencia de los mecanismos enzimáticos de los microorganismos involucrados en la DA de BOM. La hidrólisis es la etapa limitante, afectanto la fase de letargo (mayores tiempos de reacción y por lo tanto mayores volúmenes de reactores y mayores costos ) y la producción de metano.

15 MUCHAS GRACIAS!!! Un Contaminante es un recurso valioso mal ubicado