Artigos
Avaliação de lodos de ETE municipais como inóculo na digestão anaeróbia fracção orgânica dos resíduos sólidos urbanos
Publicado 2016-07-15
Palavras-chave
- Resíduos Biológicos,
- Energía Renovável,
- Hidrólise,
- Lodo Anaeróbio,
- Metano
- Relação Substrato-Inoculo. ...Mais
Como Citar
Parra Orobio, B. A., Torres Lozada, P., Marmolejo Rebellón, L. F., Torres López, W. A., Fuentes López, L., Ossa Arias, M. del M., & Barba Ho, L. E. (2016). Avaliação de lodos de ETE municipais como inóculo na digestão anaeróbia fracção orgânica dos resíduos sólidos urbanos. REVISTA ION, 29(1). https://doi.org/10.18273/revion.v29n1-2016003
Copyright (c) 2022 Brayan Alexis Parra Orobio, Patricia Torres Lozada, Luis Fernando Marmolejo Rebellón, Wilmar Alexander Torres López, Lina Fuentes López, María del Mar Ossa Arias, Luz Edith Barba Ho
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Resumo
A quantidade e qualidade do inoculo utilizada na Digestão Anaerobia (DA), um impacto signifcativo sobre a biodegradabilidade e a quantidade de metano produzido. Esta pesquisa avaliou o efeito da fonte de inóculo de estações de tratamento, águas residuais municipais (ETARM) na produção de metano como fonte de energia renovável, a partir de DA resíduos biológicos de origem municipal (RBOM) analisando como aspectos importantes a relação substrato-inóculo (S/I), a capacidade buffer do inoculo Os experimentos foram realizados em escala laboratorial por testes bioquímicos metano (BMP) na gama mesofílica com um tempo de retenção dos sólidos (TRS) de 21 dias; Dois inóculos foram de reatores UASB e outra de um digestor de lodo anaeróbio. O S/I a relação variou entre 0,5 e 12gSVsubstrato gSV-1 inoculo Embora verifcou-se que não houve diferenças estatisticamente signifcativas entre o inóculo (p>0,05) o inóculo do digestor anaeróbico apresentou um desempenho melhor por causa de seu buffer de maio capacidade. A relação S/I mostrou diferenças estatisticamente signifcativa (p<0,05), sendo as relações menores a 1 que apresentaram as melhores produções de metano (> 70mLCH4gSV-1substrato) taxas de hidrólise (de 0,15 a 0,21d-1) e fases de letargia (2,7-9,3d).
Downloads
Não há dados estatísticos.
Referências
[1] Oviedo Ocaña ER, Torres LP, Marmolejo Rebellon LF, Hoyos LV, Gonzales S, Barrena R, et al. Stability and maturity of biowaste composts derived by small municipalities: Correlation among physical, chemical and biological indices. Waste Management. 2015;44(1):63-71
[2] Andrade IM, Buitrón MG . Influencia del origen del inóculo en la prueba de biodegradabilidad anaerobia. En: XIII Congreso Nacional de la Federación Mexicana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales, Guanajuato. 2002.
[3] Raposo F, De La Rubia MA, FernándezCegrí V, Borja R. Anaerobic digestion of solid organic substrates in batch mode: An overview relating to methane yields and experimental procedures. Renew. Sustainable Energy Rev. 2012;16(1):861-77.
[4] Angelidaki I, Alves M, Bolzonella D, Borzacconi L, Campos JL, Guwy AJ, et al. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: A proposed protocol for batch assays. Water Sci. Technol. 2009;59(5):927-34.
[5] Torres Lozada P, Rodríguez Victoria JA, Cajigas Cerón AA, Pérez Vidal A. La actividad metanogénica como herramienta para optimización del proces o anaerobio en el tratam iento de aguas residuales fácilmente acidificables. En: XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, AIDIS, Cancún, México. 2002.
[6] De Vrieze J, Raport L, Willems B, Verbrugge S, Volcke E, Meers E, et al. Inoculum selection influences the biochemical methane potential of agro-industrial substrates. Microb. Biotechnol. 2015;8(5):776-86.
[7] ICONTEC. Norma Técnica Colombiana 5167. Productos para la Industria Agrícola, Productos Orgánicos Usados como Abonos o Fertilizantes y Enmiendas de Suelo. 2004. p. 32.
[8] APHA, Standard methods for examination of water and wastewater.A.W.W.A.a.W.E. Federation. Washington D.C., E.E. U.U. 2005.
[9] Torres Lozada P, Pérez Vidal A. Actividad Metanogénica Específica: Una herramienta de control y optimización de sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales. Revista EIDENAR. 2010;9:5-14.
[10]Sharma SK, Mishra IM, Sharma MP, Saini JS. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues. Biomass.1988;17(4):251-63.
[11] Pabón Pereira CP, Castañares G, van Lier JB. An OxiTop® protocol for screening plant material for its biochemical methane potential (BMP). Water Sci. Technol. 2012;66(7):1416- 23.
[12]Aquino SF. Influência das condições de incubação no teste de atividade metanogênica específica (AME) de lodos anaeróbios. Dissertação de Mestrado. Belo Horizonte, Brasil. Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais. 2007.
[13]Siefers AM. A novel and cost-effective hydrogen sulfide removal technology using tire derived rubber particles. Thesis Master. Iowa, E.E.U.U. Iowa State University. 2010.
[14]Parra Orobio BA,Torres Lozada P, Marmolejo Rebellón LF, Cárdenes Cleves LM, Vásquez Franco C, Torres López WA, Ordoñez Andrade JA. Efecto de la relación sustrato-inóculo sobre el potencial bioquímico de metano de biorresiduos de origen municipal. Ingeniería Investigación y Tecnología. 2015;16(4):515- 26.
[15]Field J. Arranque y operación de sistemas de flujo ascendente con manto de lodo UASB. Universidad del Valle, CVC y Universidad Agrícola de Wageningen. 1987.
[16]Liew LN, Shi J, Li Y. Methane production from solid-state anaerobic digestion of lignocellulosic biomass. Biomass Bioenergy. 2012;46:125-32.
[17]Li L, Kong X, Yang F, Li D, Yuan Z, Sun Y. Biogas production potential and kinetics of microwave and conventional thermal pretreatment of grass. Appl Biochem Biotechnol. 2012:166(5):1183-91.
[18] Juanga JP. Optimizing dry anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste (Thesis Master). Bangkok, Thailand: School of Environment, Resources and Development, Asian Institute of Technology; 2005.
[19] Sundberg C, Franke-Whittle IH, Kauppi S, Yu D, Romantschuk M, Insam H, Jönsson H. Characterisation of source-separated household waste intended for composting. Bioresour. Technol. 2011;102(3):2859-67.
[20] Khalid A, Muhammad A, Muzammil A, Mahmood T, Dawson L. The anaerobic digestion of solid organic waste. Waste Manage. 2011;31(8):1737-44.
[21]Parawira W, Murto M, Zvauya R, Mattiasson B. Anaerobic batch digestion of solid potato waste alone and in combination with sugar beet leaves. Renew. Energy. 2004;29(11):1811-23.
[22]Bolzonella D, Battistoni P, Susini C, Cecchi F. Anaerobic codigestion of waste activated sludge and OFMSW: The experiences of Viareggio and Treviso plants (Italy). Water Sci. Technol. 2006;53(8):203-11.
[23]Fernández M, Abalos A, Crombet S, Caballero H. Ensayos de biodegradabilidad anaerobia de aguas residuales generadas en una planta refinadora de aceite de soja. Interciencia. 2010;35(8):600-4.
[24]Lorenzo Acosta Y, Obaya Abreu MC. La digestión anaerobia. Aspectos teóricos. Parte I, ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. 2005;39(1):35-48.
[25]Cajigas Ceron AA, Pérez Vidal A, Torres Lozada P. Importancia del pH y la alcalinidad en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales del proceso de extracción de almidón de yuca. Scientia et Technica. 2005;1(27):243-8.
[26]Marín A, Osés M. Operación y mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales con el proceso de lodos activados. Comision Estatal Del Aguas De Jalisco. Disponible en: http://www.ceajalisco.gob.mx/publicaciones/ pdf/plantas_tratam_tomo1.pdf. Acceso 25 de octubre de 2015.
[27]Callaghan FJ, Wase DAJ, Thayanity K, Forster CF. Continuous co-digestion of cattle slurry with fruit and vegetable wastes and chicken manure. Biomass Bioenergy. 2002;22(1):71-7.
[28]Torres Lozada P, Cardoso A, Rojas O. Mejoramiento de la calidad de lodos anaerobios. Ingeniería y Competitividad. 2004;5(2):23-31.
[29]Suárez Marmolejo CL. Tratamiento de aguas residuales municipales en el valle del cauca (Tesis Pregrado). Cali, Colombia: Universidad del Valle; 2011.
[30] Jiménez EL, Mojica ML. Estudio de factibilidad de un reactor anaerobio de flujo a pistón a escala de laboratorio, en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del municipio de Tunja a una temperatura promedio de 14ºC. Tecnogestión. 2005;11:13-8.
[31]Chávez M, Mejías D, Masy RM, Escorihuela A, Chacín E, Fernández N. Evaluación de la biomasa en el lodo granular anaerobio en reactores por carga. Multiciencias. 2003;3(2):1-9.
[32]Quintero M. Estudio de consorcios microbioanos para la producción de biogás a partir de residuos de fique. (Tesis Maestría). Bucaramanga, Colombia: Universidad Industrial de Santander; 2011.
[33]Elbeshbishy E, Nakhla G, Hafez H. Biochemical methane potential (BMP) of food waste and primary sludge: Influence of inoculum preincubation and inoculum source. Bioresour. Technol. 2012;110:18-25.
[34]Donoso-Bravo A, Pérez-Elvira SI, FdzPolanco F. Application of simplified models for anaerobic biodegradability tests. Evaluation of pre-treatment processes. Chem. Eng. J. 2010;160(2):607-14.
[35] Yoon YM, Kim SH, Shin KS, Kim CH. Effects of substrate to inoculum ratio on the biochemical methane potential of piggery slaughterhouse wastes. Asian Austral J Anim. 2014;27(4):600-7.
[36]Blanco CD. Tratamiento biológico aerobioanaerobio-aerobio de residuos ganaderos para la obtención de biogás y compost. (Tesis Doctoral). León, España: Universidad de Leon; 2011.
[37]Raposo F, Banks CJ, Siegert I, Heaven S, Borja R. Influence of inoculum to substrate ratio on the biochemical methane potential of maize in batch tests. Process Biochem. 2006;41(6):1444-50.
[2] Andrade IM, Buitrón MG . Influencia del origen del inóculo en la prueba de biodegradabilidad anaerobia. En: XIII Congreso Nacional de la Federación Mexicana de Ingeniería Sanitaria y Ciencias Ambientales, Guanajuato. 2002.
[3] Raposo F, De La Rubia MA, FernándezCegrí V, Borja R. Anaerobic digestion of solid organic substrates in batch mode: An overview relating to methane yields and experimental procedures. Renew. Sustainable Energy Rev. 2012;16(1):861-77.
[4] Angelidaki I, Alves M, Bolzonella D, Borzacconi L, Campos JL, Guwy AJ, et al. Defining the biomethane potential (BMP) of solid organic wastes and energy crops: A proposed protocol for batch assays. Water Sci. Technol. 2009;59(5):927-34.
[5] Torres Lozada P, Rodríguez Victoria JA, Cajigas Cerón AA, Pérez Vidal A. La actividad metanogénica como herramienta para optimización del proces o anaerobio en el tratam iento de aguas residuales fácilmente acidificables. En: XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, AIDIS, Cancún, México. 2002.
[6] De Vrieze J, Raport L, Willems B, Verbrugge S, Volcke E, Meers E, et al. Inoculum selection influences the biochemical methane potential of agro-industrial substrates. Microb. Biotechnol. 2015;8(5):776-86.
[7] ICONTEC. Norma Técnica Colombiana 5167. Productos para la Industria Agrícola, Productos Orgánicos Usados como Abonos o Fertilizantes y Enmiendas de Suelo. 2004. p. 32.
[8] APHA, Standard methods for examination of water and wastewater.A.W.W.A.a.W.E. Federation. Washington D.C., E.E. U.U. 2005.
[9] Torres Lozada P, Pérez Vidal A. Actividad Metanogénica Específica: Una herramienta de control y optimización de sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales. Revista EIDENAR. 2010;9:5-14.
[10]Sharma SK, Mishra IM, Sharma MP, Saini JS. Effect of particle size on biogas generation from biomass residues. Biomass.1988;17(4):251-63.
[11] Pabón Pereira CP, Castañares G, van Lier JB. An OxiTop® protocol for screening plant material for its biochemical methane potential (BMP). Water Sci. Technol. 2012;66(7):1416- 23.
[12]Aquino SF. Influência das condições de incubação no teste de atividade metanogênica específica (AME) de lodos anaeróbios. Dissertação de Mestrado. Belo Horizonte, Brasil. Escola de Engenharia, Universidade Federal de Minas Gerais. 2007.
[13]Siefers AM. A novel and cost-effective hydrogen sulfide removal technology using tire derived rubber particles. Thesis Master. Iowa, E.E.U.U. Iowa State University. 2010.
[14]Parra Orobio BA,Torres Lozada P, Marmolejo Rebellón LF, Cárdenes Cleves LM, Vásquez Franco C, Torres López WA, Ordoñez Andrade JA. Efecto de la relación sustrato-inóculo sobre el potencial bioquímico de metano de biorresiduos de origen municipal. Ingeniería Investigación y Tecnología. 2015;16(4):515- 26.
[15]Field J. Arranque y operación de sistemas de flujo ascendente con manto de lodo UASB. Universidad del Valle, CVC y Universidad Agrícola de Wageningen. 1987.
[16]Liew LN, Shi J, Li Y. Methane production from solid-state anaerobic digestion of lignocellulosic biomass. Biomass Bioenergy. 2012;46:125-32.
[17]Li L, Kong X, Yang F, Li D, Yuan Z, Sun Y. Biogas production potential and kinetics of microwave and conventional thermal pretreatment of grass. Appl Biochem Biotechnol. 2012:166(5):1183-91.
[18] Juanga JP. Optimizing dry anaerobic digestion of organic fraction of municipal solid waste (Thesis Master). Bangkok, Thailand: School of Environment, Resources and Development, Asian Institute of Technology; 2005.
[19] Sundberg C, Franke-Whittle IH, Kauppi S, Yu D, Romantschuk M, Insam H, Jönsson H. Characterisation of source-separated household waste intended for composting. Bioresour. Technol. 2011;102(3):2859-67.
[20] Khalid A, Muhammad A, Muzammil A, Mahmood T, Dawson L. The anaerobic digestion of solid organic waste. Waste Manage. 2011;31(8):1737-44.
[21]Parawira W, Murto M, Zvauya R, Mattiasson B. Anaerobic batch digestion of solid potato waste alone and in combination with sugar beet leaves. Renew. Energy. 2004;29(11):1811-23.
[22]Bolzonella D, Battistoni P, Susini C, Cecchi F. Anaerobic codigestion of waste activated sludge and OFMSW: The experiences of Viareggio and Treviso plants (Italy). Water Sci. Technol. 2006;53(8):203-11.
[23]Fernández M, Abalos A, Crombet S, Caballero H. Ensayos de biodegradabilidad anaerobia de aguas residuales generadas en una planta refinadora de aceite de soja. Interciencia. 2010;35(8):600-4.
[24]Lorenzo Acosta Y, Obaya Abreu MC. La digestión anaerobia. Aspectos teóricos. Parte I, ICIDCA. Sobre los Derivados de la Caña de Azúcar. 2005;39(1):35-48.
[25]Cajigas Ceron AA, Pérez Vidal A, Torres Lozada P. Importancia del pH y la alcalinidad en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales del proceso de extracción de almidón de yuca. Scientia et Technica. 2005;1(27):243-8.
[26]Marín A, Osés M. Operación y mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales con el proceso de lodos activados. Comision Estatal Del Aguas De Jalisco. Disponible en: http://www.ceajalisco.gob.mx/publicaciones/ pdf/plantas_tratam_tomo1.pdf. Acceso 25 de octubre de 2015.
[27]Callaghan FJ, Wase DAJ, Thayanity K, Forster CF. Continuous co-digestion of cattle slurry with fruit and vegetable wastes and chicken manure. Biomass Bioenergy. 2002;22(1):71-7.
[28]Torres Lozada P, Cardoso A, Rojas O. Mejoramiento de la calidad de lodos anaerobios. Ingeniería y Competitividad. 2004;5(2):23-31.
[29]Suárez Marmolejo CL. Tratamiento de aguas residuales municipales en el valle del cauca (Tesis Pregrado). Cali, Colombia: Universidad del Valle; 2011.
[30] Jiménez EL, Mojica ML. Estudio de factibilidad de un reactor anaerobio de flujo a pistón a escala de laboratorio, en el tratamiento de las aguas residuales domésticas del municipio de Tunja a una temperatura promedio de 14ºC. Tecnogestión. 2005;11:13-8.
[31]Chávez M, Mejías D, Masy RM, Escorihuela A, Chacín E, Fernández N. Evaluación de la biomasa en el lodo granular anaerobio en reactores por carga. Multiciencias. 2003;3(2):1-9.
[32]Quintero M. Estudio de consorcios microbioanos para la producción de biogás a partir de residuos de fique. (Tesis Maestría). Bucaramanga, Colombia: Universidad Industrial de Santander; 2011.
[33]Elbeshbishy E, Nakhla G, Hafez H. Biochemical methane potential (BMP) of food waste and primary sludge: Influence of inoculum preincubation and inoculum source. Bioresour. Technol. 2012;110:18-25.
[34]Donoso-Bravo A, Pérez-Elvira SI, FdzPolanco F. Application of simplified models for anaerobic biodegradability tests. Evaluation of pre-treatment processes. Chem. Eng. J. 2010;160(2):607-14.
[35] Yoon YM, Kim SH, Shin KS, Kim CH. Effects of substrate to inoculum ratio on the biochemical methane potential of piggery slaughterhouse wastes. Asian Austral J Anim. 2014;27(4):600-7.
[36]Blanco CD. Tratamiento biológico aerobioanaerobio-aerobio de residuos ganaderos para la obtención de biogás y compost. (Tesis Doctoral). León, España: Universidad de Leon; 2011.
[37]Raposo F, Banks CJ, Siegert I, Heaven S, Borja R. Influence of inoculum to substrate ratio on the biochemical methane potential of maize in batch tests. Process Biochem. 2006;41(6):1444-50.