Estudio de las condiciones de operación para la digestión anaerobia de residuos sólidos urbanos

Abstract

En este trabajo se estudia la digestión anaerobia como una opción tecnológica para el tratamiento de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos de la ciudad de Bucaramanga (Santander, Colombia). Inicialmente se realizó la escogencia del inoculo a emplear, por medio de la evaluación del comportamiento de tres tipos de lodo anaerobio: uno proveniente del reactor UASB No. 2 de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Río Frío (Municipio de Girón, Santander), denominado [PTAR]; otro proveniente de un biodigestor anaerobio alimentado con estiércol de porcinos (Mesa de Los Santos, Santander), denominado [PIG] y una mezcla 1:1 (v/v) de los dos lodos anteriores, llamado [MDC]. Se evaluó el comportamiento de estos lodos en reactores de 500 ml a tempe­raturas mesofílicas y termofílicas, y se obtuvo un mejor comportamiento para el lodo [MIX]. Posteriormente se realizó el estudio de tres tiempos de retención hidráulicos en un reactor de 201 de capacidad total con un volu­men de trabajo de 13 1. Del estudio se concluyó que incrementos de 10 a 15 °C en la operación del reactor triplican la producción de metano, y que además el tiempo de retención hidráulico influye notoriamente en la producción específica de metano obteniéndose mejores conversiones a mayores tiempos (25 días), lo que a su vez afecta la remoción de carga orgánica en el sistema. Otra variable importante en la operación del biodigestor es la agitación, la cual debe realizarse discontinuamente pues disminuye la actividad biológica en la metanización.

This paper describes an experimental evaluation of anaerobic digestion as a technological option for organic solid-waste treatment in the city of Bucaramanga (Santander, Colombia). The inoculum was selected by evaluating three different anaerobic sludges. Sludge from UASB No. 2 digestor at the Waste Water Treatment Plant in Rio Frío (Girón, Santander) was named [PTAR]. Sludge from the anaerobic biodigestor for pig manure treatment (Mesa de Los Santos, Santander) was named [PIG] a 1:1 sludge mixture of [PTAR] and [PIG] sludges was named [MIX]. These sludges' methanisation behaviour was evaluated in three different 500 ml capacity CSTR digesters at mesophyllic and thermophyllic temperatures. 25,20 and 18 day retention times were studied in a 20 1 CSTR digester having a 131 reaction volume. The results showed that raising the temperature from 10 °C to 15 °C above normal reactor temperature increased methane production by 3 times. It was also seen that retention time had a strong influence on specific methane production since the best conversions were registered at the longest time recorded (25 days) and it had a strong influence on DQO removal too. Another important condition for biodigestor optimal operation was agitation speed;this operation must be semi-continuous for maintaining methanisation process biological activity.