Evaluación técnica ambiental de un reactor anaerobio de alta concentración de sólidos volátiles

Abstract

Resumen.- El presente proyecto de titulación pretende evaluar la viabilidadtécnica-ambiental de un reactor anaerobio de alta concentración de sólidos volátiles a temperatura ambiente del Distrito Metropolitano de Quito, por lo que está basado en dos tipos de investigación, la una comprendeun recuento bibliográfico relacionado con la digestión anaerobia de alta concentración de sólidos volátiles, los rellenos sanitarios y los principales tipos de reactores utilizados en los diferentes procesos de digestión. La segunda sección comprende una investigación de laboratorio, donde se describe el proceso de construcción de los 3 modelos de laboratorio (reactores anaerobios estáticos) y su acondicionamiento, teniendo listoslos reactores con los residuos orgánicos triturados y el inóculo, se ha procedido a monitorear las variaciones de humedad, pH, temperatura, y a realizar ensayos de sólidos totales, volátiles y fijos. Luego de haber monitoreado los reactores durante 6 meses aproximadamente, se logró obtener una relación de sólidos volátiles con respecto a los sólidos totales de 0,48; una eficiencia de remoción de sólidos volátiles de 44,91% y una producción de biogás de 1,17 m3. Además se determinó el tiempo necesario en que se llevaría a cabo la estabilización de la materia orgánica (SV/ST= 0,3-0,4) dando como resultado un periodo de 347 días aproximadamente. Se determinó que la temperatura es el factor de mayor influencia en el proceso de digestión anaerobia, ya que al permanecer en un rango de temperatura de 14°C a 30°C y un valor promedio de 21ºC ubica a los reactores en un rango psicrofílico, por lo que se consiguió una baja producción de biogás, haciendo inviable el proceso de digestión anaerobia en zonas andinas frías y templadas. Finalmente se recomienda la construcción de una infraestructura que genere un mayor calentamiento dentro de los reactores gracias a la energía almacenada, o en otro caso el uso de una fuente de energía eléctrica que permita un calentamiento adicional al interior de los reactores. Abstract.- This degree project pretends to evaluate the environmental and technical viability of an anaerobic reactor of high concentration of volatile solids working with the environmental temperature of the Distrito Metropolitano de Quito; that is the reason this project is based in two kinds of investigation. First, it is a compilation of information based on the bibliography which is related to the anaerobic digestion of high concentration of volatile solids, the landfills, and main kinds of reactors used in the different processes of digestion. The second chapter consist in a lab research where it is described the process of construction of the three laboratory models (anaerobic static reactors) and their conditioning. Once the reactors are ready with the ground organic leftovers and the inoculum, the next step was to give attention to the variations of humidity, pH, temperature, and run tests of total, volatile and non-volatile solids. After checking the reactors during approximately six months, it was achieved a relation of 0.48 between the volatile solids and the total solids; in addition, the efficiency in the removal of volatile solids is 44.91%, and the production of biogas is 1.17 m3. Moreover, it was determined the time that took the organic matter to stabilize (SV/ST= 0,3-0,4) equal to 347 days approximately. In addition, it was determined that temperature is the main influent aspect in the anaerobic digestion process, due to remain in a temperature range of 14 °C to 30°C and the average temperature was around 21 °C degrees it places the reactor in a psicrofilic range; as results, the production of gas was low and the anaerobic digestion is unsustainable in the cold and temperate Andean region. Finally, it is recommended the construction of structures that could generate more heat inside of the reactors because it is stored. Other solution could be the use of an electric source of energy that allows to keep warm the reactors.