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Título : Diseño puesta en marcha y monitoreo de reactores anaerobios escala laboratorio para el tratamiento de residuos orgánicos provenientes del mercado central de Tumbaco
Autor : Ochoa, Valeria (dir)
Castelo Rueda, María Paulina
Descriptores / Subjects : Biotecnología
Microbiología
Fecha de Publicación : 2012
Ciudad: Editorial : Quito: USFQ, 2012
Cita Sugerida : Tesis (Ingeniera en Procesos Biotecnológicos), Universidad San Francisco de Quito, Colegio de Ciencias Biológicas y Ambientales; Quito, Ecuador, 2012.
Resumen / Abstract: En el año 2010, el promedio diario de recolección de desechos en el Distrito Metropolitano de Quito fue de aproximadamente un millón y medio de kilos (1.500 t/día), de los cuales más del 60% fueron identificados como residuos orgánicos. El manejo indebido y la alta producción de los residuos orgánicos provocan graves problemas medioambientales y de salud, por lo tanto su manejo integral es cada día más importante teniendo en consideración el alto índice de generación de los mismos en el país. En el presente trabajo de investigación se diseñó y puso en marcha cuatro bioreactores anaerobios (R1, R2, R3, R4) de 4L en modo de operación semi - continuo para el tratamiento de residuos sólidos de frutas y vegetales (RFV) del mercado central de Tumbaco, con el objetivo de generar biogás. En el proceso de digestión se empleó un inóculo microbiano "EL" compuesto por 40% de lodos granulares provenientes del biodigestor de una planta de tratamiento de aguas de la ciudad de Quito y 90% (v/v) de estiércol vacuno disuelto. Los bioreactores (R) fueron sometidos a agitación constante y operados bajo condiciones anaerobias a una temperatura de 30+1º C. Éstos se alimentaron con diferentes porcentajes en peso de residuos de frutas y vegetales equivalentes a: R1: 5% (150 g), R2: 7.5% (225 g), R4: 10% (300 g) y R3: 12.5% (375 g). El tiempo total de operación de los bioreactores fue de 90 días, divididos en tres períodos correspondientes a las diferentes fechas de alimentación. La producción acumulada de metano se monitoreó diariamente, mientras que el pH, el porcentaje de remoción de la demanda química de oxígeno soluble (DQO), el contenido de sólidos volátiles (SV) y la concentración de nitrato fueron monitoreados periódicamente empleando métodos analíticos. Se identificó al bioreactor alimentado con 5% RFV como el de mejor desempeño en los tres períodos evaluados a lo largo de 90 días de funcionamiento. La producción total acumulada de metano fue de 2401.92 L CH4 kg SV-1 en condiciones de agitación constante, el porcentaje de remoción de sólidos totales fue de 84.6% y se obtuvo una alta tasa de remoción de DQO de 1.2. Debido a los riesgos ambientales y de salud humana que representa el manejo inadecuado de los desechos en el Ecuador, esta investigación aporta con información y soluciones técnicas que pueden ser aplicadas por las instituciones municipales, para un tratamiento eficiente de los desechos en las ciudades.
Descripción : In 2010, the whole production of solid wastes collected in Quito was estimated to be 1.500 tons per day. The organic fraction constitutes about 60% of the solid waste. The most common disposal way of solid waste in the country is the landfills, which causes serious health and environmental problems. The proper disposal of the solid wastes is of great importance, considering its high daily production. The present study was conducted to design and set-up four semi - continuous laboratory scale bioreactors (4 L capacity) for the treatment of fruit and vegetable wastes (FVW), coming from Tumbaco's central market, in order to obtain biogas. Microbial inoculum was composed of 40% granular sludge obtained from the bioreactor of a water treatment plant in Quito, and 90% (v/v) cow dung slurry. The operation parameters established for the bioreactors were constant agitation, anoxic environment and temperature of 30±1 º C. The bioreactors (R) were tested for mesophilic anaerobic degradation of FVW with an organic loading rate of R1: 5% (150 g), R2: 7.5% (225 g), R3: 10% (300 g) and R4: 12.5% (375 g). The biogas produced was measured daily, and the analysis of the samples taken from the effluent were carried out on a regular bases. For each bioreactor, the cummulative methane production, pH, the chemical oxygen demand (COD) removal, the total volatile solids content and the nitrate concentration were measured periodically. The bioreactors operated for 90 days, divided in three periods according to the FVW feeding dates. The highest cummulative methane production was achieved by the bioreactor fed with 5% FVW with a value of 2401.92 L CH4 kg SV-1 during 90 operation days. This bioreactor also achieved the highest COD removal rate (1.2) and 84.6% of total volatile solids subtraction. Due to the environmental and health risks caused by the poor disposal techniques in Ecuador, this research provides information and technology which can be applied by the municipal institutions, for an efficient waste disposal in the cities.
URI : http://repositorio.usfq.edu.ec/handle/23000/1575
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