Diseño puesta en marcha y monitoreo de reactores anaerobios escala laboratorio para el tratamiento de residuos orgánicos provenientes del mercado central de Tumbaco

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.