ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE RESIDUALES DE PLANTAS DE LEVADURA

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1 ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO DE RESIDUALES DE PLANTAS DE LEVADURA Viñas Alvarez Mario Empresa Nacional de Proyectos Agropecuarios ( ENPA ) Ave. Independencia, Km 1.5, CERRO Ciudad de La Habana, Apdo Cuba RESUMEN Las aguas residuales de las plantas de producción de levadura forrajera constituyen un serio problema de contaminación al medio ambiente por su elevado volumen y carga orgánica. El presente trabajo brinda los resultados obtenidos en el tratamiento de estos desechos por dos métodos biológicos a escala de laboratorio, uno aerobio (Lodo Activado completamente Mezclado, LACM ) y otro anaerobio ( UASB ). En el LACM de doble etapa se logra una eficiencia superior a 94 % de DBO soluble y se recupera una biomasa con un contenido de proteína superior al 30 % que puede ser empleada como suplemento proteico en la alimentación de los pollos con una ganancia en peso de un 80 % respecto al control. En el tratamiento anaerobio por un digestor de flujo ascendente con manto de lodos ( UASB ) trabajando con diferentes cargas y tiempo de residencia hidráulico se obtuvo una eficiencia de un 82 % de DBO y un rendimiento en metano de 0.22 m 3 CH 4 /kg. DQO añadido operando con cargas de 20 kg.dqo/m 3.d. Palabras claves : residual de levadura, LACM, UASB, metano, proteína INTRODUCCION Los residuales de las plantas de levadura forrajera para la alimentación animal presentan un alto contenido de materia orgánica fundamentalmente proteínas, carbohidratos, ácidos orgánicos y sales minerales en solución o suspendida que ocasionan una carga contaminante considerable al medio ambiente con valores promedios de DQO de mg.l -1, DBO de 4900 mg.l -1, y un ph en el rango de ( Viñas, 1981 ). De acuerdo al método de procesamiento y la tecnología empleada varía el volumen y composición de sus desechos, encontrándose en nuestras industrias un índice de m 3 de agua residual por cada tonelada de miel procesada. El propósito de nuestra investigación fue encontrar alternativas de tratamiento para reducir el poder contaminante de las aguas residuales, las cuáles después de ser tratadas pudieran ser usadas en el riego agrícola por su contenido de nutrientes y obtener subproductos ( proteína unicelular y/o biogás ), capaz de ser utilizado como suplemento proteico del ganado y energía. MATERIALES Y METODOS

2 Se recolectó 100 litros de agua residual a la semana de una planta industrial y se guardó en frío a una temperatura de 4-6 o C. En el sistema de lodos activados completamente mezclados ( LACM ) de doble etapa se emplearon tanques plásticos de sección cuadrada de un volumen total de 8 litros de capacidad acoplado con un sedimentador de 8 cms. de diámetro y 1.4 litros de capacidad. El agua residual fue neutralizada con NaOH hasta un ph de 6.5 antes de ser bombeada por dos bombas peristálticas del tipo DESAGA al LACM, el aire usado fue purificado y pasado por agua destilada para ser saturado con vapor de agua, empleándose difusores porosos en cada tanque de aireación. La temperatura promedio de trabajo fue de 27 o C. El TRH total fue de 24 horas para la primera serie y 36 horas para el segundo LACM, con edades del lodo ( 0x ) de 1.5, 3.0 y 5.0 días. En la investigación de digestión anaerobia se empleó un sistema UASB con un inóculo de lodo de albañal doméstico con 78 g.l -1 de ST de los cuáles el 58 % eran SV, el digestor tenía una capacidad de 8 litros. Las características de la alimentación fueron similares a las del sistema LACM, se arrancó manteniendo un TRH de 48 horas y la carga se varió con disminuciones del TRH. Los análisis químicos fueron realizados según los Métodos Estándar para el análisis de aguas y aguas residuales, el Carbono Orgánico Total ( COT ) fue realizado en un equipo Beckman Mod. 915, el contenido de proteína del lodo fue determinado por dos métodos : Nitrógeno orgánico ( Kjeldahl ), y Analizador de Aminoácidos Pye Unicam. La composición del biogás fue obtenida por un equipo de Lloyd Gas Analyzer y un Cromatógrafo Gaseoso Mod. Hitachi. RESULTADOS Y DISCUSION En la Tabla 1 se muestra los valores promedios obtenidos de la DQO, DBO y COT solubles del afluente y efluente para las diferentes edades del lodo estudiado. Tabla 1. COMPORTAMIENTO DEL TRH Y DE LA EDAD DE LAS CELULAS SOBRE EL CONTENIDO DE PROTEINA DEL LODO EN UN SISTEMA DE LODO ACTIVADO. TRH Edades del lodo Eficiencia ( % ) ( hrs ) ( d ) DQO DBO COT Al aumentar la edad de las células (O x ), la DBO soluble ( DBOs ) del efluente es menor, sin

3 embargo este efecto es menos marcado en la eliminación de la DQO y COT, todo lo cual nos indica la formación de diferentes productos no degradables por el metabolismo de los microorganismos a 5 días de edad de las células donde la concentración de los SSV estuvo en el rango de g. l -1, para un TRH de 8 y 12 horas respectivamente para las etapas de 24 y 36 horas de aireación total. Se puede obtener eficiencias de un 91.4 a 96.0 % de la DBOs con TRH de 24 horas y de 92.9 a 97.0 % con 36 horas de aireación, la eliminación de la DQO y el COTs fue inferior a un 78 % en todos los casos. En la Tabla 2 se presenta el efecto del O x y el TRH sobre el contenido de proteína de la biomasa. Tabla 2. EFECTO DEL TRH Y DEL Ox SOBRE EL CONTENIDO DE PROTEINA DEL LODO EN UN SISTEMA DE ( LACM ). TRH O x Proteína pura Nitrógeno orgánico (h) (d) (%) (%) El valor más alto de 34.1 % de proteína pura es obtenido para el menor TRH y O x, sin embargo el valor más bajo ( % ) correspondió en el tanque de aireación de la segunda etapa de 24 horas de TRH y 5 días de edad del lodo, mostrando que la MISMA tiene un efecto marcado sobre el contenido de proteína del lodo (Viñas, 1983). La relación de Lys : Met es de 3.97 : 1. En pruebas efectuadas en engorde de pollos con 35 días de experimentación sustituyendo un 10 % de la dieta con el lodo activado se obtuvo una ganancia en peso ( gramos/pollo) de 421 gramos representando un 83 % respecto al control, además no existió mortalidad en ningún caso. En la Tabla 3 se muestra los resultados obtenidos en el proceso UASB donde puede acomodar cargas de Kg.DQO m- 3 d -1 y obtener eficiencias de un 70 % de DQO similar al obtenido en el sistema LACM todo lo cual demuestra la biodegradabilidad de este residual y la formación de compuestos producidos por el metabolismo de los microorganismos. Se observó una relación directa de la carga con el por ciento de SV en el sistema, llegando alcanzar valores de % con buena sedimentabilidad y formación de pequeños flóculos. Tabla 3. EFECTO DE LA CARGA ORGANICA EN LA REMOCION DEL MATERIAL

4 CONTAMINANTE, PRODUCCION Y COMPOSICION DEL GAS. Carga orgánica Eficiencia (%) Pv CH4 kg.dqo m -3 d -1 DQO DBO m 3 m -1 d -1 (%) De los resultados obtenidos se recomienda trabajar con cargas de 15 kg.dqo m -3 d -1 y lograr una eficiencia de un 72 % y 85 % de DQO y DBO respectivamente, con una producción de gas de 4.2 m 3 m -3 d -1 lo cual brinda una fuente de energía considerable para ser usada en la misma industria. El rendimiento en metano en el proceso UASB fue calculado de los datos obtenidos alcanzándose un valor promedio de 0.32 Nm3CH4 kg -1.DQOremovido.

5 CONCLUSIONES Se demostró la factibilidad del tratamiento biológico ( LACM y UASB ) en residuales de levadura con eficiencias superiores a un 95 % y un 85 % de DBO para el sistema LACM y UASB respectivamente e inferior a 75 % de DQO en ambos casos. Se puede lograr un lodo en el sistema LACM con un contenido de proteína pura superior al 30 % con los aminoácidos esenciales que en pruebas efectuadas con un 10 % de suplemento del mismo en alimentación de pollos de tres semanas de nacidos con 35 días de experimentación se obtuvo una ganancia en peso de un 83 % respecto al control sin existir mortalidad. En el sistema UASB puede aplicarse cargas de 16 kg. DQO m -3 d -1 y obtener una remoción de un 72 % de DQO con una producción de gas de 4.5 m 3 m -3 d -1. REFERENCIAS Viñas M. ( 1981 ). Biological Treatment of Yeast Factory Waste with Simultaneous Recovery of Single Cell Protein. Tesis de Doctorado, Escuela Superior de Química y Tecnología de Praga, Checoeslovaquia, Viñas M. ( 1983 ). Obtención de Proteína a partir de Residuales de Plantas de Levadura. Pat ONIITEM. Viñas M. ( 1991 ). Tratamiento Anaerobio de Residuales de Levadura. Trabajo presentado en el III Congreso Provincial ACIS, Marzo, Ciudad Habana, Cuba.