Puesta en marcha de un reactor anaerobio con estiércol avícola y opuntia ficus-indica

incluye anexos

Tesis (Ing. Civil Ambiental) -- Prof. Guía: Lorna Guerrero Saldes

Dentro de las posibilidades para tratar los residuos orgánicos destaca la degradación anaerobia ya que, además de disminuir la carga orgánica, el proceso presenta la ventaja de generar biogás, el cual es un combustible económico y representa una alternativa a las fuentes energéticas convencionales. Un residuo que presenta alta disponibilidad en Chile es el estiércol avícola, pero existe poca información sobre las posibilidades de tratarlo anaerobiamente. Por otra parte, estudios han demostrado que la incorporación de cladodios (paletas) de Opuntia ficus-indica OFI (tunas) en la digestión anaeróbica de estiércoles, favorece la fermentación metanógenica, aumentando la concentración de metano y la velocidad de degradación. En la presente memoria, se desarrolla un estudio de puesta en marcha de un digestor anaerobio de 1,1 [m3] de volumen total, en condiciones de temperatura mesófilicas (36°C). La operación se realizó de forma semi-continua, cargando una mezcla de estiércol avícola (GAC 60%w/w, GAP 30%w/w), cladodios de Opuntia ficus-indica (10%w/w) y agua que resulta en una concentración de sólidos volátiles (SV) en la carga de 80 [gSV/L] aumentada a 100 [gSV/L] para evaluar el comportamiento del sistema ante cambios en la carga. Se trabajó con velocidad de carga orgánica (VCO) creciente entre 1 y 3 [kgSV/m3/d]. Para evaluar el funcionamiento del sistema se midió concentración de DQO, sólidos totales y volátiles en la descarga, pH y producción específica de biogás. La producción específica media fue de 0,22 [m3/kgSV]. La máxima producción específica observada es del orden de 0,36 [m3/kgSV] operando con VCO de 1 y 2 [kgSV/m3/d]. Valores de producción específica de 0,25 [m3/kgSV] se pueden considerar como satisfactorios. Durante los 80 días de la experiencia se observó durante un 46% del tiempo valores de producción de biogás sobre este valor. Durante el periodo en que se operó con una VCO de entre 1 y 2 [kgSV/m3/d] y concentración constante de sólidos volátiles en la alimentación, se obtuvo una producción específica del orden de 0,25 a 0,36 [m3/kgSV]. Con el aumento de la VCO a 3 [kgSV/m3/d], se observa una disminución en la producción específica, lo que evidencia el efecto de la inhibición por sustrato. Si no se considera esta última etapa, los valores de producción sobre 0,25 [m3/kgSV] totalizan 68% y la producción específica media del periodo es de 0,26 [m3/kgSV]. La variación de la concentración de SV en la alimentación, tanto de aumento como de disminución, afecta temporalmente la producción específica, llegando a valores de 0,15 a 0,2 [m3/kgSV], lo cual tiene un periodo de aproximadamente 10 días hasta la recuperación de la producción, demostrando la sensibilidad del sistema a cambios en las condiciones ambientales. En el periodo de realización de la experiencia, no se alcanzó la estabilización de la concentración de DQO en el reactor, sin embargo la degradación de DQO observada fue de 70%, 60% y 50% para VCO 1, 2 y 3 [kgSV/m3/d], respectivamente.

2