Degradación aerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y su transformación a Biogás - Martínez Valdez, Francisco Javier (Universidad Autónoma Metropolitana, 2016)
La degradación aerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos es la degradación de la materia orgánica por microorganismos en presencia de oxígeno. En consecuencia la tasa de aireaciónes uno de los factores más importantes en la degradación aerobia. Es este trabajo se analizó el efecto de la tasa de aireación sobre la degradación aerobia de residuos procedente s de establecimientos de venta de alimentos en la delegación Iztapalapa de la Ciudad de México y de una planta de compostaje industrial ubicada en Manresa, Cataluña (España) cercana a Barcelona. Se observó que el coeficiente respiratorio, el rendimiento respiratorio y el coeficiente de mantenimiento de oxígeno no asociado al crecimiento, aumentaron al disminuir la tasa de aireación. Así mismo, se apreció que bajas tasas de aireación pudieran afectar a la comunidad microbiana, diferenciándolas poblaciones presentes, especialmente en la tasa de aireación menor. Por otra parte, la degradación aerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU) se favoreció al incrementar la tasa de aireación (vkgm), en los dos tipos de residuos analizados (provenientes de establecimientos de alimentos e n Iztapalapa, Cd de México y de una planta de compostaje industrial en Manresa, Cataluña, España). La tasa de aireación menor ensayada favoreció procesos fermentativos sobre los oxidativos. Utilizando la tasa de aireación como criterio, se hizo el escalamiento exitoso de bioreactores de laboratorio (100g) a un bioreactor piloto con 15.81 kg de materia húmeda, lo que corresponde a un factor de escala de 158.1. Otros factores importantes en la degradación aerobia son: la adición de un consorcio microbiano y su nivel de adición, el pH inicial, la relación C/N y la temperatura. En ensayos con la FORSU proveniente de la venta de alimentos en Iztapalapa, se observó que la adición de un consorcio microbiano incrementó la tasa y la producción total de CO 2, siempre y cuando dicho consorcio microbiano se encuentre activo. S e de mostró que las mejores condiciones para la degradación aerobia de la FORSU en términos de la formación de CO 2, se encontraron a un pH inicial de 6, así como una relación C/N de 30 y con un nivel de adición de consorcio microbiano de 8 % (p:p) . Respecto a la temperatura , se demostró las mejores condiciones de mineralización se encontraron entre 30 – 35°C, la constante de mineralización y el coeficiente respiratorio aumentaron al disminuir la temperatura Po r otra parte, la degradación aerobia como pre - tratamiento a la digestión anaerobia de la FORSU proveniente de una planta de compostaje industrial en Manresa, Cataluña (España) se llevó a cabo en reactores ( 10 L ) con capacidad de 6 kg , utilizando un controlador de O 2 , el cual impedía que la concentración de oxígeno disminuyera por debajo de 12 % de oxígeno a la salida del reactor . Se observó que la mayor tasa de consumo de oxígeno se presentó alrededor del quinto día de proceso. A demás, algunas actividades enzimáticas (amilasas, celulasas y proteasas) de igual forma se incrementaron aproximadamente en el quinto día sin una perdida considerable de sólidos volátiles, por lo cual, se decidió seleccionar este día para detener el proceso aerobio y continuar con el proceso anaerobio. Posteriormente, se realizó de nuevo la degradación aerobia y se realizó a continuación la digestión anaerobia, con residuos orgánicos frescos adicionados de material pre - tratado. La digestión anaerobia, mostró que la mezcla de residuos sin pre - tratar más los residuos pre - tratados incrementó la tasa de producción y la producción total de metano en un 1 6 .7 % con respecto los residuos simulados. alcanzando valores de 60 1 ± 5 CH 4 (L std)* (kg SV) - 1 . L o cual demostró que los tratamientos aerobios pueden incrementar l constante de producción y la producción total de metano en la digestión anaerobia.; Aerobic degradation of organic fraction of municipal solid waste is the degradation of organic matter by microorganisms in the presence of oxygen. Consequently the aeration rate one of the most important factors in the aerobic degradation. I t was working the effect of aeration rate on the aerobic degradation of waste from establishments selling food in Iztapalapa, Mexico City and an industrial composting plant located in Manresa, Catalonia (Spain) were analyzed. Observed that the respiratory rate, respiratory yield and maintenance coefficient oxygen unassociated growth, increased by decreasing the aeration rate. Furthermore, it appreciated that low aeration rates may affect the microbial community, differentiating the populations present, especially in the lower aeration rate. Moreover, the aerobic degradation of organic fraction of municipal solid waste (OF MSW) is favored by increasing aeration rate (vkgm) in the two types of residues analyzed (from food establishments in Iztapalapa, Mexico City and industrial composting plant in Manresa, Catalonia, Spain). The aeration rate less favored tested on oxidative fermentation processes. Using as a criterion aeration rate, the scaling laboratory bioreactors (100g) a pilot bioreactor wet matter 15.81 kg, corresponding to a scale factor of 158.1 was successful. Other important factors in the aerobic degradation are the addition of a microbial consortium and its level of addition, the initial pH, the C/N ratio and temperature. In trials with OFMSW from the sale of food in Iztapalapa, observed that the addition of a microbial consortium increased the rate and total production of CO 2, if the microbial consortium is active. A n initial pH of 6 and a ratio C/N of 30 were found and an addition level of microbial consortium 8 % (w: w) were demonstrated like the best conditions for the aerobic degradation of the OF MSW in terms of formation of CO 2. The best mineralization conditions were found between 30 - 35 ° C. The constant respiratory rate increased with decreasing temperature. Moreover, aerobic degradation as pre - treatment for anaerobic digestion of OF MSW from an industrial composting plant in Manresa, Catalonia (Spain) was carried out in reactors (10 L) with capacity of 6 kg, using a n O 2 controller, which prevented the decrease oxygen concentration below 12% oxygen at the reactor outlet. Observed that the highest rate of oxygen consumption appeared around the fifth day process. In addition, some enzymatic activities (amylases, cellulases and proteases) similarly increased approximately on the fifth day without loss of volatile solids, and therefore, it was decided to select this day to stop the aerobic process and continuing the anaerobic process. Subsequently, again performed aerobic degradation and performed below the anaerobic digestion, with fresh organic waste added to pre - treated material. Anaerobic digestion showed that the mixture of waste without pre - treat more waste pre - treated increased production rate and the total production of methane 16.7% compared with the simulated waste, methane production was as high as 601 ± 5 CH 4 (L std) * (kg SV) - 1. I t showed that aerobic treatments could increase production constant and total methane production in anaerobic digestion