EFECTO DE CENIZAS DE TERMOELÉCTRICA Y ESCORIAS DE ACERÍA COMO MICRONUTRIENTES EN LA DISGESTIÓN ANAEROBIA DE LODOS

Abstract

La presente memoria se enmarca en el proyecto FONDECYT ? Desarrollo y modeladomiento de una nueva metodología para tratamiento anaerobio de aguas residuales de lodos: Mejora de la hidrólisis y metanogénesis por la aplicación de micro ventilación y residuos sólidos oligoelementos como suplemento?, desarrollando un estudio de la digestión anaerobia de un sustrato complejo y de difícil degradación: lodo proveniente de un sistema de lodos activados que forma parte de una planta de tratamiento de industria avícola. Para optimizar el proceso se estudia la factibilidad del uso de cenizas de termoeléctrica y escorias de acería como residuo sólido oligoelemento, evaluando su efecto en el proceso anaerobio de una fase y en la fase hidrolítica de este. La primera etapa de la investigación consiste en determinar si existen una concentración y un diámetro de partícula óptimos de ambos residuos, que mejore los resultados del proceso de digestión anaerobia Para ello se realizan ensayos de biodegradabilidad batch, trabajando con mini reactores de 250 mL y 400 mL a 37?C de temperatura y tiempos de operación entre 20 y 30 días. Se determina que las cenizas de termoeléctrica, a una concentración de 100 mg/L y un diámetro de partícula en el rango de 0.8-1.2 mm, estimulan la actividad de bacterias metanogénicas llegando a incrementar la producción de metano en un 185%. Y la degradación de materia orgánica en un 91%. En el caso de las escorias de acería, su adición en concentraciones de 10 mg/L a 1000 mg/L no solo no estimula, sino que puede llegar a inhibir la actividad bacteriológica en la digestión anaerobia de lodos, por lo que no se aconseja su uso como aditivo y como fuente de elementos traza. La segunda etapa consiste en separar la etapa hidrolítica-acidogénica de la acetogénica-metanogénica, para optimizar el proceso de fermentación, encontrando un tiempo de retención hidráulica (TRH) óptimo que aumente la materia soluble del sistema. Se trabaja en dos reactores de tipo continuo de tanque agitado (CSTR) de 1.5 L de volumen efectivo a una temperatura de 37?C, agitación de 300 rpm y rangos de pH entre 6 y 7. Con el fin de determinar si la mejora de la digestión anaerobia causada por las cenizas es en la primera etapa se da en la etapa hidrolítica-acidogénica. Uno de los reactores se suplementa con ceniza en la concentración determinada anteriomente (100mg/L). Se trabaja con TRH de 6, 12, 18, 24, 30 y 36 horas, asociados a un rango de velocidad de carga orgánica (VCO) desde 8.3 a 50 gDQO/m3/d. En ambos casos se obtiene bajas tasas de hidrólisis y de degradación de sólidos suspendidos. A pesar de eso, se observan incrementos en la DQO soluble y en la concentración de ácidos grasos volátiles (AGV). En el reactor sin cenizas la mayor concentración de materia soluble es de 525 gDQOs/L y se alcanza a un TRH 18 horas, mientras que la mayor producción de AGV (principalmente ácido acético) se obtiene en el TRH 12 horas (198 mg/L), alcanzando un aumento de AGV de un 58.15%. En el reactor con cenizas la máxima concentración de materia soluble alcanzada es de 568 gDQOs/L para un TRH de 24 horas, y la máxima producción de AGV es de 211mg/L, en el TRH de 18 horas, logrando un aumento de AGV del 67.91% En cualquier caso, las bajas tasas de hidrólisis alcanzadas impiden comparar el funcionamiento de ambos resultados para extrapolarlo al funcionamiento de una planta en la industria. Si se obvia la presencia de cenizas, puede determinarse que el TRH óptimo es el de 18 horas, puesto que es en el que ambos reactores presentan resultados cercanos a los mejores.