Evaluación del Estiércol de Vaca como Inóculo en la Digestión Anaerobia Termófila de Residuos Sólidos Urbanos

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE MOQUEGUA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL EVALUACIÓN DEL ESTIÉRCOL DE VACA COMO INÓCULO EN LA DIGESTIÓN ANAEROBIA TERMÓFILA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS AUTORES: TRABAJO ENCARGADO: Mapa conceptual CURSO: Biotecnología Ricardo Camacho, Héctor S. Villada y José L. Hoyos INTEGRANTES: Escalante Yupanqui, Lia Estefany Martinez Jimenez Olga Ramira Docente: Dr. Hebert Soto Gonzales VII Noviembre , Ilo 2022

2. La digestión anaerobia termófila seca DATS es un proceso complejo en el cual la materia orgánica es degradada paulatinamente en ausencia de oxígeno hasta un gas (biogás) conformado principalmente de dióxido de carbono y metano. FORSU permite microorganismos patógenos, del volumen del residuo y de la materia orgánica, además, provee un recurso energético valioso (biogás) y un efluente (digestato) con capacidad de ser empleado en la enmienda orgánica de suelos. El utilización de estiércol de vaca como inóculo durante el arranque de un sistema de (DATS) de Residuos solidos Urbano (FORSU) del cual se da en tres etapas: aclimatación del inóculo, adición del residuo y re- inoculación presente trabajo evaluó la la reducción de RESUMEN INTRODUCCION La DATS de la FORSU tiene como principales ventajas, la reducción del espacio requerido en el reactor, menor utilización de agua para disolución, mayores índices de generación de gas, y facilidades en la disposición del digestato Procedimiento experimental En la Etapa 1 (aclimatación del inóculo). La mezcla (estiercol con agua libre de cloro) fue incorporada al reactor anaerobio y se mantuvo durante 30 días a temperatura (55 °C), agitación(15 rpm) En la etapa 2 (incorporación de la FORSU), se adicionaron 4,2 kg del sustrato (humedad de 3,6%) y se mantuvieron las condiciones de operación previas (temperatura y agitación). En la etapa 3 (re-inoculación) se empleó estiércol de vaca sin aclimatación ni dilución. El seguimiento de los parámetros (pH, AGV, Alc, SV, ST, Vgas y %CH4) EVALUACIÓN DEL ESTIÉRCOL DE VACA COMO INÓCULO EN LA DIGESTIÓN ANAEROBIA TERMÓFILA DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Reactor Anaerobio Se utilizó un reactor de 20 L , T constante reflujo del agua El biogás fue recolectado en una bolsa TEDLAR de 40 L para su posterior cuantificación y análisis. AUTORES del Art. : Ricardo Camacho, Héctor S. Villada y José L. Hoyos Inóculo Se directamente suministrado por el centro de sacrificio de la ciudad de Popayán - Colombia, se almaceno en recipientes herméticos s desinfectados con hipoclorito de sodio empleó estiércol del de vaca del obtenido animal, rumen Métodos analiticos Se empleó protocolos del Standard Methods (SM). La muestra obtenida se valoró en términos de SV y ST (SM 2540). La muestra lixiviada (mezcla de muestra y agitacion con agua destilada) se utilizó para la medición de pH (SM 4500B) y Alc (SM 2320B). La muestra lixiviada fue a su vez filtrada y se utilizo para un análisis de composición del biogás, que se realizó mediante un sensor de metano por infrarrojo no dispersivo (NDIR) marca HITECH HITOX IR 600 y el volumen de biogás generado mediante desplazamiento de una columna de agua en probeta invertida de 2 L. MATERIALES MÉTODOS Sustrato La FORSU se secó a 50 °C, para facilitar su manipulación y reducción de tamaño. El material seco fue triturado, tamizado, mezclado y almacenado hasta su utilización

3. Fig. Evolución del pH de la mezcla en digestión anaeróbica Se realizo el estudio del estiércol de vaca como inoculo en el arranque de la digestión anaerobia termófila (55°C) seca (20% ST) de FORSU. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Fig. 2: Evolución de Alc, AGV y relación AGV/Alc de la mezcla en digestión anaerobia CONCLUSIÓN Los resultados obtenidos durante la aclimatación demuestran que el estiércol de vaca empleado como inoculo presenta una elevada actividad metanogénica con un tiempo de aclimatación rápido de cerca de 15 días. Por otro lado, los parámetros de seguimiento durante las etapas posteriores a la de adición de la FORSU revelaron que sustrato/inóculo empleada no son capaces de estabilizar el sistema debido a la elevada producción de ácidos grasos volátiles por lo tanto, es necesario explorar estrategias de incremento paulatino de la carga orgánica, de los sólidos totales y/o de los tiempos de retención con el fin de evitar acumulación de metabolitos tóxicos. El pH del medio descendió, posteriormente incrementó a 11 relacionado con una disminución de AGV producto de la actividad sinérgica de arqueas por el incremento del metano Fig. 3: Evolución del Vgas y %CH4 generado por la mezcla en digestión anaerobia. Sin embargo, el %CH4 disminuyó desde el día 12 al 18 debido al agotamiento de los sustratos metanogénicos. las proporciones Etapa 1: Aclimatación del inoculo El pH sufrió un descenso inicial a 5,07 debido a las características ácidas del residuo. Así mismo, el alto contenido de materia orgánica, su elevada biodegradabilidad (SV/ST = 0.89) Tabla 1. Caracterización del inoculo y FORSU empleado en el presente estudio. Parámetro: Valores en base húmeda. Valores en base seca: Laboratorio de bromatología y abonos orgánicos de la Universidad de Nariño. Las mayores velocidades específicas de crecimiento de las bacterias acidogénicas respecto a las metanogénicas pudieron generar una elevada producción y acumulación de AGV (0,46 a 7,0 gAcH+ /L) que desembocó igualmente en el descenso del pH (a 4,93) en el día 30. Etapa 2. Adición de la FORSU al sistema En el día 64 de ensayo, de acuerdo con el comportamiento de los AGV (sobre los límites recomendados), Alc, pH (pH no logró estabilizarse naturalmente), Vgas (producción insignificante) y %CH4 (no evidenció metano en gas) Etapa 3. Re-inoculación Tras la re-inoculación el pH descendió al día 65 (a 6,42) lo que se corrigió con la adición de NaOH 6N (hasta pH 6,9).