Balances de calor en un proceso de biodegradación de lodos activados por fermentación solida - Mendoza Weisskopf, Julia María (Universidad Autónoma Metropolitana, 1994)
El composteo es un proceso que se utiliza desde hace mucho tiempo para la disminución del volumen y estabilización de residuos sólidos orgánicos. La heterogeneidad en la composición de los materiales a compostear a dificultado el estudio y la caracterización, en particular del control de las condiciones de operación. Durante las primeras etapas de composteo, la temperatura, debida al calor endógeno, es la presión selectiva que determina las poblaciones microbianas que predominan durante todo el proceso. En este trabajo se diseña un sistema experimental modelo con el que se estudia la etapa inicial del composteo. El sistema experimental modelo, constituido por un material de composici6n conocida empacado en reactores cilíndricos de aireación forzada y temperatura ambiente controlada, permiti6 estudiar los cambios de las variables propias del sistema. Los principales constituyentes del material de estudio fueron: (i) bagacillo de caña de azúcar, utilizado como agente de volumen para proporcionar espacios vacíos favoreciendo el intercambio gaseoso y como agente absorbente de agua; (ii) medio de cultivo rico en sales y azúcares de fácil asimilación, para favorecer el crecimiento microbiano inicial y (iii) lodos activados como fuente de las diferentes poblaciones de microorganismos aerobios. Por la importancia del calor metabólico producido durante la etapa inicial, el sistema se caracteriza a través de los balances de calor entre el sistema y el medio que lo rodea. Se estudia el efecto del control de la temperatura diferencial del medio sobre las variables propias del proceso. Durante las primeras 150 horas de proceso la temperatura del medio aislante aumenta desde 35°C hasta 60°C, manteniéndose hasta por 100 horas. Como consecuencia de estas elevaciones de temperatura se observa una elevada evolución de amoníaco. En las tres primeras fases del proceso de biodegradación se obtuvo una pérdida aproximada de material a compostear del 30% y un consumo de carbono también del 30%, por lo que la mayor pérdida de material en el proceso es de la fuente de carbono que se transformó en dióxido de carbono; la mayor velocidad de disminución del material a compostear se observó en las primeras horas de la etapa termofilica, que correspondió al consumo de los azúcares solubles. Se realizaron balances de energía y se obtuvo que en los experimentos en que se utilizó un control de temperatura, se acumuló en mayor cantidad el calor metabólico, ya que la vía convectiva y latente de vaporización no fueron suficientes para remover todo el calor metabólico producido. En el experimento que no se usó el control diferencial de temperatura no se observó acumulación de calor, ya que el mecanismo por el que se perdió el calor metabólico fue el conductivo. El sistema propuesto reproduce el proceso de composteo con la ventaja que se puede estudiar mejor la interacción de las variables que intervienen llevando así un mejor control sobre el proceso. También se presenta una alternativa para el procesamiento de los lodos activados que se obtienen del procesamiento de las aguas residuales.