Producción de biogás y biol en biodigestores Batch a partir de residuos agropecuarios pre-tratados con la técnica de bokashi

Abstract

La presente investigación surge como una opción de mejora al tratamiento de los residuos de animales de granja y residuos florícolas que se presentan en el anexo de Soca, Distrito de Matucana, Región Lima, cuya finalidad fue aumentar la calidad de biogás y biol en un digestor batch al realizarle un pretratamiento al sustrato que ingresa al biodigestor a través de la técnica del bokashi. La investigación se realizó en tres etapas: la primera etapa fue la producción de microorganismos benéficos (MB) y el pretratamiento tipo abono bokashi al sustrato que ingresa al biodigestor, primeramente, se produjeron MB y se evaluó el pH llegando a registrar un valor de 3.6 unidades de pH. Luego se dio la realización del pretratamiento de dos formas, la primera fue el pretratamiento al estiércol con MB y la segunda fue a la mezcla de estiércol y cartucho con MB. La elección del mejor bokashi de ambos pretratamientos se hizo considerando la mayor acidez láctica, llegando a elegir el pretratamiento que contiene una dosis de MB al 20 por ciento para ambas formas de pretratamiento. En la segunda etapa se hizo el cargado en biodigestores batch y se midió la producción de biogás y metano. Resultando al final que el Tratamiento 2 (bokashi de estiércol con MB al 20 por ciento + Agua) alcanzara el mayor volumen de biogás (9.2 L) y metano (5.8 L) en contraste con el Tratamiento 1 (4,4 L biogás y 2.55 L metano), Tratamiento 3 (5.3 L biogás y 3.25 L metano) y Tratamiento 4 (6.6 L biogás y 3.93 L metano); respecto al biol, se determinó una mayor concentración de macronutrientes para el Tratamiento 2, evidenciando su mejor calidad respecto a los demás. La tercera etapa consistió en escalar el mejor tratamiento obtenido en laboratorio, en un biodigestor tubular de 10 m3, el monitoreo de producción de biogás se hizo en dos fases, llegándose a obtener en la fase final una concentración promedio de 64.2 por ciento de CH4, 30.1 por ciento de CO2 y 25.8 ppm de H2S, así mismo el biol luego del proceso de biodigestión muestra una remoción del 99 por ciento de coliformes fecales y totales, así mismo, se evidenció un incremento en los macronutrientes como lo son el nitrógeno y el fosforo.

The present investigation arises as an option of improvement to the treatment of the residues of farm animals and floricultural residues that appear in the annex of Soca, District of Matucana, Lima Region, whose purpose was to increase the quality of biogas and biol in a digester batch by pretreating the substrate that enters the biodigester through the bokashi technique. The research was carried out in three stages: the first stage was the production of beneficial microorganisms (MB) and the pretreatment type bokashi fertilizer to the substrate that enters the biodigester, first, MB was produced and the pH was evaluated, reaching a value of 3.6 pH units. Then the pretreatment was carried out in two ways, the first was the pretreatment to the manure with MB and the second was to the mixture of manure and cartridge with MB. The choice of the best bokashi of both pretreatments was made considering the higher lactic acidity, arriving to choose the pretreatment that contains a dose of 20 percent MB for both forms of pretreatment. In the second stage, the batch biodigesters were loaded and the production of biogas and methane was measured. As a result, Treatment 2 (manure bokashi with 20 percent MB + Water) achieved the highest volume of biogas (9.2 L) and methane (5.8 L) in contrast to Treatment 1 (4.4 L biogas and 2.55 L). L methane), Treatment 3 (5.3 L biogas and 3.25 L methane) and Treatment 4 (6.6 L biogas and 3.93 L methane); Regarding biol, a higher concentration of macronutrients was determined for Treatment 2, showing its better quality compared to the others. The third stage was to scale the best treatment obtained in the laboratory, in a tubular biodigester of 10 m3, the monitoring of biogas production was made in two phases, reaching an average concentration of 64.2 percent of CH4 in the final phase, 30.1 percent of CO2 and 25.8 ppm of H2S, likewise the biol after the biodigestion process shows a 99 percent removal of fecal and total coliforms, as well, as an increase in macronutrients such as nitrogen and phosphorus.