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Estudio en paralelo de dos sistemas anaerobios con y sin separación de la fase hidrolítica para la generación de biometano
Study in parallel of two anaerobic systems with and without sparation of the hydrolytic phase for generating bio methane;
Estudo em paralelo de dois sistemas anaerobios com e sem separação da fase hidrólitica para a geração de bio-metano
Autor
Alzate Gaviria, Liliana
Tejero Monzón, Juan
Rico Gutiérrez, José
Resumen
Introduction. Urban societies produce solid and liquid waste in a growing quantity. For a long
time, several alternatives have been used for managing such wastes in an integrated way, but
those alternatives are now out fashioned.
Objective. To compare two anaerobic digestion systems with and without separation of the
hydrolytic phase in a laboratory scale, for the biomethanization of the organic fraction of urban
solid waste (FORSU, in Spanish) and domestic waste water (ARD in Spanish), evaluating its
performance under efficiency for eliminating organic matter and methane generation terms.
Materials and methods. Two systems of anaerobic methanization were compared in a laboratory
scale. Mesophilic, the first one, was an anaerobic reactor of ascending flow (R1) and
the second was a system separated into two phases: Hydrolytic reactor of ascending flow (R2)
and an anaerobic ascending flow reactor of sludge blanket (UASB). The carbon source used
was the organic fraction of urban solid waste and domestic urban waste water. Both systems
were evaluated during 120 days.
Results. For R1, the maximum organic charge speed (VCO in Spanish) was 4,7 Kg, chemical
oxygen demand (COD)/m3-d, time of hydraulic retention (HRT), 24 hours, pH 7,01 at
7,77 to obtain a methane performance of 0,17 L/g initial volatile solid. On the other hand,
the R2+UASB, the maximum organic charge speed to depurate was 17 Kg chemical oxygen
demand m3-d, the HRT for R2 was 24 hours and for the UASB was 12 hours, with a pH for
R2 between 4,92 and 5,34, and for the UASB, between 6,60 and 7,80, obtaining a methane
performance of 0,29 L/g initial volatile solid. The highest production of volatile fatty acids was
registered in R2 with 46,96g/L expressed in acetic acid (HAc). The elimination rate of chemical
oxygen demand in R1 was 91% and the elimination rate of volatile solid was 92%. For R2 +UASB
the chemical oxygen demand eliminated was 96% and the volatile solid was 97%. Conclusion. Applying a hydrolytic reactor to an UASB allowed removing more organic charge
and a better methane production. Introducción. Las sociedades urbanas producen cantidades de residuos sólidos y líquidos
cada vez mayores. Durante mucho tiempo se han venido empleando alternativas para la gestión integral de los residuos, que hoy resultan inadecuadas.
objetivo. Comparar dos sistemas a escala laboratorio de digestión anaerobia con y sin separación de la fase hidrolítica para la biometanización de la fracción orgánica de residuos sólidos
urbanos (FORSU) y agua residual doméstica (ARD), evaluando su desempeño en términos de
rendimiento en eficiencia de eliminación de materia orgánica y generación de metano.Materiales y métodos. Se compararon dos sistemas de biometanización anaerobia a escala
laboratorio. Mesofílicos, el primero, fue un reactor anaerobio de flujo ascendente (R1) y el
segundo fue un sistema separado en dos fases: reactor hidrolítico de flujo ascendente (R2) y
un reactor anaerobio de manto de lodos de flujo ascendente (UASB). La fuente de carbono
empleada fue la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y agua residual doméstica urbana. Los dos sistemas se evaluaron durante 120 días.
Resultados. Para el R1 la velocidad de carga orgánica (VCO) máxima fue 4,7 Kg demanda
química de oxígeno (DQO)/m3
-d, tiempo de retención hidráulico (TRH) de 24 horas, pH 7,01
a 7,77 para obtener un rendimiento de metano de 0,17 L/g sólido volátil (SV) inicial. Para el
sistema R2+UASB la VCO máxima a depurar fue 17 Kg DQO/m3
-d, el TRH para el R2 fue 24
horas y para el UASB fue 12 horas, con pH para R2 entre 4,92 y 5,34 y para el UASB entre 6,60
y 7,80, obteniendo un rendimiento de metano de 0,29 L/g SV inicial. La mayor producción de
ácidos grasos volátiles (AGV) se registró en el R2 con 46,96 g/L, expresado en ácido acético
(HAc). El porcentaje de eliminación de DQO en R1 fue 91% y el porcentaje de eliminación de
SV fue de 92%. Para R2+UASB, el porcentaje de DQO eliminado fue 96% y de SV de 97%.
Conclusión. El acoplamiento de un reactor hidrolítico a un UASB permitió mayores remociones de carga orgánica y a la vez mejor producción de metano. Introdução. As sociedades urbanas produzem quantidades de resíduos sólidos e líquidos
cada vez maiores, durante muito tempo se vieram empregando alternativas para a gestão
integral dos resíduos que hoje resultam inadequadas.
objetivo. Comparar dois sistemas a escala laboratório de digestão anaeróbia com e sem
separação da fase hidrolise para a bio-metanização da fração orgânica de resíduos sólidos
urbanos (FORSU) e água residual doméstica (ARD), avaliando seu desempenho em termos de
rendimento de eficiência de eliminação de matéria orgânica e geração de metano.
Materiais e métodos. Compararam-se dois sistemas de bio-metanização anaeróbia a escala
laboratório, mesofílicos, o primeiro foi um reator anaeróbio de fluxo ascendente (R1) e o
segundo foi um sistema separado em duas fases: reator hidrolise de fluxo ascendente (R2)
e um reator anaeróbio de manto de lodos de fluxo ascendente (UASB). A fonte de carbono
empregada foi a fração orgânica de resíduos sólidos urbanos e água residual doméstica urbana.
Os dois sistemas se avaliaram durante 120 dias.
Resultados. Para o R1 a Velocidade de Ônus Orgânico (VCO) máxima foi 4,7 Kg Demanda
Química de Oxigênio (DQO)/m3
-d, Tempo de Retenção Hidráulico (TRH) de 24 horas, PH
7,01 a 7,77 para obter um rendimento de metano de 0,17 L/g sólido volátil (SV) inicial.Enquanto para o sistema R2+UASB, a VCO máxima a depurar foi 17 Kg DQO/m3-d, o TRH para o R2
foi 24 h e para o UASB foi 12 h, com PH para R2 entre 4,92 e 5,34 e para o UASB entre 6,60
e 7,80 obtendo um rendimento de metano de 0,29 L/g SV inicial. A maior produção de Ácidos
Gordurosos Voláteis (AGV) registrou-se no R2 com 46,96 g/L expressado em ácido acético
(HAc). A percentagem de eliminação de DQO em R1 foi 91% e a percentagem de eliminação
de SV de 92%. Para R2+UASB, a percentagem de DQO eliminado foi 96% e de SV de 97%.
Conclusão. O acoplamento de um reator hidrolise ainda UASB permitiu maiores remoções
de ônus orgânico e ao mesmo tempo melhor produção de metano.