producción de biofertilizantes mediante biodigestión de excreta liquida de cerdo

8/13/2019 Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo

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Red de Revistas Cientficas de Amrica Latina, el Caribe, Espaa y Portugal

Sistema de Informacin Cientfica

Manuel de Jess Soria Fregoso, Ronald Ferrera Cerrato, Jorge Etchevers Barra, Gabriel Alcntar Gonzlez,Jos Trinidad Santos, Lizette Borges Gmez, Gaspar Pereyda Prez

Produccin de biofertilizantes mediante biodigestin de excreta liquida de cerdo

Terra Latinoamericana, vol. 19, nm. 4, octubre-diciembre, 2001, pp. 353-362,

Sociedad Mexicana de la Ciencia del Suelo, A.C.

Mxico

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Terra Latinoamericana,

ISSN (Versin impresa): 1870-9982

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PRODUCCION DE BIOFERTILIZANTES MEDIANTE BIODIGESTION D

EXCRETA LIQUIDA DE CERDOBiodigestion of Hog Slurry to Produce Biomanure

Manuel de Jess Soria Fregoso1, Ronald Ferrera-Cerrato2, Jorge Etchevers Barra2, GabrieAlcntar Gonzlez2, Jos Trinidad Santos2, Lizette Borges Gmez1y Gaspar Pereyda Prez

RESUMEN

Debido al incremento en el costo de los

fertilizantes qumicos y a la contaminacin que

algunos propician en el ambiente cuando se utilizanirracionalmente, es necesario encontrar nuevas

alternativas de fertilizacin, econmicas y mseficientes. Se considera como una alternativa viable lautilizacin de las fuentes orgnicas locales y

regionales que tradicionalmente se han subutilizado,

entre las que destacan las excretas lquidas de cerdo.

En Mxico, el estado de Yucatn ocupa el quintolugar en la produccin de cerdos; en 1997, se report

una poblacin de 1 114 135 cabezas (INEGI, 1997),

que producen aproximadamente 3600 t de excretasdiariamente que son arrojadas, en su mayora, a las

fosas o directamente al suelo propiciando serios

problemas de contaminacin. Con el objetivo de darleutilidad a las excretas lquidas y transformarlas de

aguas contaminantes a biofertilizantes, se realiz elpresente trabajo. Para ello se utiliz un biodigestor

tipo FAO, el cual consta de caja de entrada, caja desalida y polietileno tubular calibre 800. Las

dimensiones del tubular fueron de 1.25 m de dimetro

y 12 m de largo con una vlvula de salida del biogas yse construy una pila de proteccin hecha de bloques,

ste se carg con excreta lquida, la cual contena

1672mg L-1

de slidos sedimentables (SSed), 9 x 1011

UFC coliforme mL-1

de muestra, pH de 7.6,conductividad elctrica (CE) de 5.8 dS m

-1, demanda

qumica de oxgeno (DQO) 2640.8 mg L-1

y demanda

bioqumica de oxgeno (DBO) 543 mg L-1

. Elprototipo del digestor probado funcion

adecuadamente, ya que a cuatro das de ser

llenado, empez a aumentar el volumen hasta inflarse

1Instituto Tecnolgico Agropecuario No. 2. Conkal, Yucatn.

km 16.3 Ant. Carr. Mrida-Motul. Tel. 01 991 241 30.Fax 01 991 241 35. ([email protected])2Instituto de Recursos Naturales, Colegio de Postgraduados.56230 Montecillo, Estado de Mxico.

Recibido: Octubre de 2000. Aceptado: Septiembre de 2001.

Publicado en Terra 19: 353-362.

totalmente de biogas (metano), lo anterior indic

el proceso de digestin estaba funcionando al habincremento en temperatura hasta 56 C en la

termoflica, el tiempo de maduracin fue de 50 d

trmino de ste la concentracin del efluente f210 mg L

-1de SSed, 0 coliformes, pH de 7, 4 d

de CE, 1399 mg L-1de DQO y 172 mg L-1de DB

Palabras clave:Biodigestor, contaminacin, efl

SUMMARY

Increasing costs of chemical fertilizers and,

they are not properly used, pollution of underg

water and environment make it necessary to findcheaper and more efficient alternatives of fertiliz

Alternatives should not only provide nu

requirements to the crops but also improvphysical, chemical and biological characterist

the soil in a sustainable way. The use of locregional organic sources, which are traditionally

utilized such as liquid hog excreta, is consideviable alternative. In Mexico, the state of Yu

occupies fifth place in hog production. In

1 114 135 hogs (INEGI) produced approxim3600 t of manure, which was left mostly in la

and caverns, or directly on the soil, causing se

problems of pollution. This study was done to

use for this liquid manure and transform ibiofertilizer. A FAO-type biodigestor was used

consists of an entry box and exit box, an

800-calibre polyethylene tube 1.25 m in diamete12 m long with an escape valve for biog

protection tank was constructed with cinder b

and filled with hog slurry, which was previanalyzed: 1672 mg L

-1of sedimentable solids (S

9 x 1011

colony forming units (CFU) m L-1

of sa

pH 7.6, electric conductivity (EC) 5.8 dS m-1

, o

chemistry demand (OCD) 2640.8 mg L-1

, and obiochemistry demand (OBD) 543 mg L

-1.

prototype of the biodigestor tested worked adeq

after the fourth day of being charged. Volume increasing because of biogas (methane) produ


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TERRA VOLUMEN 19 NUMERO 4, 2001

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This indicated that the process of digestion was taking

place when the temperature rose to 56 C in thethermophylic stage. Time of maturation was 50 days;at the end of this period the effluent concentration was

210 mg L-1

(SSed), zero coliform bacteria, pH 7, 4 dS

m-1

of EC, 1399 mg L-1

OCD, and 172 mg L-1

OBD.

Index words: Digestor, contamination, effluents.

INTRODUCCION

Del total de granjas de cerdos, existentes en

Yucatn, se calcula que slo 15% tiene sistemas detratamiento de excretas y stas pertenecen a los

megaproyectos, es decir, a los productoreseconmicamente ms fuertes. Tambin existe grancantidad de pequeos productores que no dan

tratamiento alguno a las excretas y las arrojan a

pequeas fosas o incluso directamente a pozos o

partes bajas de la granja propiciando serios problemasde contaminacin por coliformes y nitratos en suelos y

acuferos (Vzquez y Manjarrez, 1993).

Las excretas contienen nutrimentos que loscultivos pueden utilizar, pero tambin poseen altas

concentraciones de coliformes fecales que producen

enfermedades infecciosas, capaces de causar hasta lamuerte en los humanos. Por ello, para utilizarlas como

fertilizantes, es necesario darles un tratamiento queelimine estos agentes infecciosos. Una forma de

hacerlo es mediante la biodigestin. Al usar unbiodigestor se utilizan los nutrimentos contenidos en

las excretas y, adems, se reduce la contaminacin

ambiental, ya que convierte las excretas que contienenmicroorganismos patgenos como bacterias,

protozoos, larvas, huevos, pupas de insectos, etc., en

residuos tiles y sin riesgo de transmisin de

enfermedades (McCaskey, 1990).En el estado de Yucatn, la actividad hortcola

siempre ha dependido de la aplicacin de estircoles

slidos, esto se debe a que los suelos predominantesson extremadamente pedregosos, delgados y

permeables que baja rpidamente la fertilidad original

cuando se les utiliza en forma continua. La utilizacinde estircoles es una forma de mantener la fertilidad

del suelo, ya que se ha demostrado que en suelos

pedregosos existe muy poca respuesta a la

fertilizacin qumica, cuando sta se hace en formatradicional (Soria et al., 1994), slo cuando se dosifica

en el agua de riego se han observado buenos

resultados (Soria et al., 2000). Sin embargo, cada dalos estircoles son ms escasos y costosos por lo que

se considera necesario buscar fuentes alternativ

abonos orgnicos. Una opcin viable consisutilizar la biomasa vegetal, que en el trpiabundante, y las excretas lquidas de cerdo

activadores microbianos.

La digestin anaerobia es un proceso comdesde el punto de vista microbiolgico; al

enmarcado en el ciclo anaerobio del carbon

posible en ausencia de oxgeno, transform

substancia orgnica en biomasa y compuinorgnicos en su mayora voltiles: CO2, NH3N2 y CH4(Soubes, 1994). Naturalmente ocurre

tracto digestivo de animales y debajo de estancadas o pantanos, pero tambin puede real

en depsitos cerrados hermticamente, llamdigestores. Estos se utilizan cuando se quiere ctodos los productos obtenidos de la descompo

anaerobia (gases y slidos), ya que al haber

interior un ambiente obscuro y sin aire se favor

medio ptimo para el cultivo intensivo de bacanaerobias (Salazar, 1993).

En esta condicin, cuando se acumulan polm

naturales orgnicos como protenas, carbohidcelulosa, etc., se produce un rpido consum

oxgeno, del nitrato y del sulfato por

microorganismos, producindose la metanogneestas condiciones, el nitrato se transforma en am

y el fsforo queda como fosfato. Tambin se relos iones frrico y mangnico, debido a la ausen

oxgeno.El mtodo bsico consiste en alimentar al di

con materiales orgnicos y agua, dejndolo

perodo de semanas o meses, a lo largo de los cen condiciones ambientales y qumicas favorab

proceso bioqumico y la accin bacterian

desarrollan simultnea y gradualm

descomponiendo la materia orgnica hasta prograndes burbujas que fuerzan su salida a la supe

donde se acumula el gas (Verstegui, 1980).

La digestin anaerobia, a partir de polmnaturales y en ausencia de compuestos inorgnic

realiza en tres etapas: 1) hidrlisis y fermentaci

la que la materia orgnica es descompuesta paccin de un grupo de bacterias hidro

anaerobias que hidrolizan las molculas solub

agua, como grasas, protenas y carbohidratos,

transforman en monmeros y compuestos sisolubles; 2) acetognesis y deshidrogenacin,

los alcoholes, cidos grasos y compuestos arom

se degradan produciendo cido actico, Chidrgeno que son los sustratos de las bac


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SORIAET AL. PRODUCCION DE BIOFERTILIZANTES MEDIANTE BIODIGESTION DE EXCRETA LIQUIDA DE CE

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metanognicas; 3) metanognica en la que se produce

metano a partir de CO2 e hidrgeno, a partir de laactividad de bacterias metanognicas (Marty, 1984).

La concentracin de hidrgeno juega un papel

fundamental en la regulacin del flujo del carbono en

la biodigestin. Los microorganismos que en formasecuencial intervienen en el proceso son: 1) bacterias

hidrolticas y fermentadoras; 2) bacterias

acetonognicas obligadas reductoras de protones de

hidrgeno (sintrficas); 3) bacterias sulfato reductoras(sintrficas facultativas) consumidoras de hidrgeno;

4) bacterias homoacetognicas; 5) bacterias

metanognicas; 6) bacterias desnitrificantes (Soubes,1994).

Para que las bacterias aseguren su ciclo biolgicoen el proceso de digestin anaerobia es necesario quese presenten en condiciones ptimas los siguientes

factores:

Temperatura. Las bacterias mesfilas completan suciclo biolgico en el mbito de 15 a 40

oC con una

temperatura ptima de 35oC. Las bacterias

termoflicas cumplen sus funciones en el mbito de

35 a 60oC con una temperatura ptima de 55

oC.

Hermetismo. Para que el proceso de digestin selleve a cabo en forma eficiente, el tanque de

fermentacin debe estar hermticamente cerrado.Presin. La presin subatmosfrica de 6 cm de agua

dentro del biodigestor se considera la presin ptima(Kennedy y Berg, 1982).

Tiempo de retencin.Es el tiempo promedio en quela materia orgnica es degradada por los

microorganismos. Se ha observado que a un tiempo

corto de retencin se produce mayor cantidad debiogas, pero un residuo de baja calidad fertilizante por

haber sido parcialmente digerido. Pero para tiempos

largos de retencin se obtendr un rendimiento bajo

de biogas, pero con un efluente (residuo) msdegradado y con excelentes caractersticas como

fuente de nutrimentos.

Relacin C/N. La relacin ptima de C/N es de 30:1,

cuando la relacin es muy estrecha (10:1) hay

prdidas de nitrgeno asimilable, lo cual reduce la

calidad del material digerido. Si la relacin es muy

amplia (40:1) se inhibe el crecimiento debido a falta

de nitrgeno.

Porcentaje de slidos. El porcentaje ptimo de

slidos en la mezcla a digerir es de 7 a 9 y se consigue

al diluir el material orgnico con agua.

pH.En digestores operados con estircol de bo

los valores ptimos de operacin oscilan entre 7.5 con lmites de 6.5 a 8.0 (Hayes et al., 1979).Agitacin.Esta prctica es importante para estaun mejor contacto de las bacterias con el substra

Ventajas de los Biodigestores

- Se optimiza el material orgnico utilizado, ya q

captan todos los productos y subproductos (galquidos con slidos disueltos) generados

degradacin, por lo cual existe poca prdid

elementos nutritivos, cosa que no sucede biodegradacin aerobia.

- Los residuos orgnicos obtenidos despus biodegradacin anaerobia (efluente) tienen mriqueza nutricional que los obtenidos e

biodegradacin aerobia (Noyola y Monroy, 1994

Desventajas de los Biodigestores

- El material orgnico obtenido de este tip

biodegradacin es lquido.- Al aplicarse en forma lquida en suelos perme

existe mucha prdida por lixiviacin de algunos

componentes.- Es necesario tener el suelo hmedo para ha

aplicacin del efluente porque si el suelo estexiste gran prdida de nitrgeno del efluent

volatilizacin (Feigin et al., 1991).

Tipos de Digestores

En forma general se clasifican, segn su mo

operacin, en los siguientes: de rgimen estacion

de Batch, de rgimen semicontinuo, horizonta

desplazamiento y de rgimen continuo.Los de rgimen estacionario son muy utili

para obtener fertilizante orgnico y consiste

tanques hermticos con una salida de gas. Se cuna sola vez y se descargan cuando han deja

generar gas (CEMAT, 1977).

Los de rgimen semicontinuo se constenterrados, se cargan por gravedad una vez al d

la parte superior flota una campana donde se alm

el gas (Vias, 1994).

Los horizontales de desplazamiento tambiconstruyen enterrados semejantes a un can

operan a rgimen semicontinuo, entrando la car


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356

un extremo del biodigestor y saliendo el efluente por

el extremo opuesto.Los de rgimen continuo se utilizan

principalmente para tratamiento de aguas negras; son

plantas muy grandes que emplean equipos para

proporcionar calefaccin y agitacin, stosgeneralmente son de tipo industrial (Mandujano,

1981).

La FAO propone un prototipo denominado:

Biodigestor plstico de flujo continuo, generador degas y bioabono a partir de aguas residuales servidas,

el cual es muy sencillo y econmico. Las principales

caractersticas de ste son: se hace con polietilenocalibre 8 resistente a la luz ultravioleta (LUV), tiene

capacidad para 9 m3 y el tiempo aproximado deretencin para la digestin anaerobia de la materiaorgnica diluida es de 30 a 40 das en zonas tropicales

con temperaturas promedio de 30oC (FAO, 1995).

Uso del Bioabono

Adems de generar gas combustible, la

fermentacin anaerobia de la materia orgnicaproduce un residuo orgnico de excelentes

propiedades fertilizantes, evitando en esta forma la

competencia que se podra presentar con elaprovechamiento tradicional de los residuos animales

y agrcolas con fines fertilizantes o comocombustibles. La composicin del bioabono en

promedio tiene 8.5% de materia orgnica, 2.6% denitrgeno, 1.5% de fsforo, 1.0% de potasio y un pH

de 7.5 (Botero y Thomas, 1987).

El bioabono slido o lquido no posee mal olor, adiferencia del estircol fresco, tampoco atrae moscas y

puede aplicarse directamente al campo en forma

lquida, en las cantidades recomendadas (McCaskey,

1990); o bien, el bioabono slido puede deshidratarsey almacenarse para usarlo posteriormente en el

entendido de que al deshidratarse puede haber

prdidas por volatilizacin hasta 60%, sobre todo denitrgeno (Day, 1987). De acuerdo con Mandujano

(1981), un metro cbico de bioabono producido y

aplicado diariamente, puede fertilizar ms de 2 ha detierra por ao y proporcionar hasta 200 kg N ha

-1de

los que estarn disponibles en el primer ao entre 60 y

70 kg. El bioabono no deja residuos txicos en el

suelo, eleva la calidad del mismo y puedeconsiderarse como un buen fertilizante que puede

competir o complementarse con los fertilizantes

qumicos.

Con el objeto de dar utilidad a la excreta l

de cerdo, en la produccin de biofertilizante y de eliminar a los patgenos (colifprincipalmente) que la excreta contiene, se eva

proceso de biodigestin anaerobia.

MATERIALES Y METODOS

Para la descontaminacin de la excreta, se u

el prototipo de biodigestor tipo FAO (1995) qude polietileno tubular y se construy con las sigu

caractersticas: 9 m3

de capacidad, la fosa tuvo

de longitud por 1.1 m de ancho arriba, 0.9 m de en el fondo y una profundidad de 1 m. Las pa

longitudinales de la fosa quedaron con un tal10%. El desnivel a lo largo del piso fue de 0.05biodigestor estaba provisto de una caja de entr

otra de salida.

La caja de entrada se hizo de 1 m de largo, 1

ancho y 1 m de profundidad, se construy con blde cemento y sus paredes interiores se cubriero

acabado pulido de cemento, de manera que se im

filtraciones de lquido al exterior. La caja separada de la fosa del biodigestor por un mu

bloques de 20 cm de ancho.

La caja de salida era de 50 cm de largo por 5de ancho y 75 cm de profundidad, del mismo ma

que el de la caja de entrada. Las cajas cumpfuncin de codos; la de salida regula el niv

lquido que se debe mantener dentro del biodigEn la Figura 1 se detallan las dimensiones de las

de entrada y salida.

Se extendi el tubular de polietileno calibrpigmentado, negro protegido con resina contr

ultravioleta (LUV) de 1.25 m de dimetro y 24

largo, sobre un piso seco, firme, sin piedras u o

que pudieran romperlo; luego se dobl a la mitacort en dos tubulares de 12 m de longitud cada

en cada extremo (del corte hacia el centro) se d

con un gis una lnea de 1 m de longitud, que sirvgua para amarrar los tubos que salen de las ca

entrada y salida. Un tubular se introdujo en el o

siguiente paso fue emparejar los tubulares siquedaran arrugas o pliegues entre ellos.

Centrado sobre el doblez en que se trazaro

dos lneas de 1 m y a la mitad de la longitu

tubular, se hizo una ranura de 1.9 cm (que perfodos capas del plstico), desde la parte interna d

tubulares. Por la ranura se introdujo el ex

roscado de un conector macho de PVC de 2.54 c


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Caja de entrada Caja de salida

Figura 1. Dimensiones de las cajas de entrada y salida.

dimetro, en el que previamente se coloc una

arandela acrlica de 19 cm de dimetro con unempaque de las bolsas. Una vez salida la rosca al

exterior de los tubulares, se le insert el otro empaquecon la arandela acrlica, luego se procedi a enroscar

la hembra sobre la rosca del macho de PVC de2.54 cm, dndole el mayor ajuste manual posible.

El exterior del adaptador hembra no roscado selimpi, all se peg un tubo de PVC de 20 cm delongitud y 2.54 cm de dimetro. En el extremo libre se

acopl un adaptador para manguera y se uni lamanguera de polietileno de 2.54 cm, que se asegur

con una abrazadera de cremallera. En la Figura 2 se

muestra la forma de conectar la salida de gas.

Con la estructura extendida sobre el piso y lasalida de gas en el centro y hacia arriba, se doblaronlos bordes longitudinales hacia la salida del gas. Los

extremos se doblaron hacia el centro en dobleces de1 m de ancho (Figura 3). La bolsa del biodigestor se

llev a la fosa, colocndola en el piso de la misma,

donde se desdobl hacia cada tubo.Con el extremo de cada tubo dentro de las salidas

de la bolsa, se hicieron pliegues regulares con el

plstico, que cubrieron el conducto en forma

uniforme. Con una abrazadera de platina de hierro con

ajuste de tornillo se fij con firmeza el plstico

caeras.Posteriormente, se procedi al llenado

biodigestor, labor que se hizo introducel estircol lquido fresco por la caja de en

A medida que el lquido subi de nivel dentr

biodigestor, se levant el plstico en la parte c

para evitar que el peso del fluido formara plientre el plstico y las paredes de la fosbiodigestor se llen hasta 70% de su capacidad

verific que no quedaran fugas de agua o gas duel llenado y funcionamiento (Figura 4).

Se analiz la excreta lquida antes (influente

trmino del proceso de biodigestin (efluente

determinaciones que se hicieron fueron: pHSSed, DQO, DBO, UFC coliformes, temperatu

P, K, Ca, Fe, Mg, Cu, Zn.

Los mtodos analticos utilizados para

determinacin se presentan en el Cuadro 1.

Medicin de Coliformes

La medicin de colonias coliformes se r

mediante el mtodo de recuento, que es a partir


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Figura 2. Sistema de salida del biogas.

Figura 3. Secuencia del procedimiento para doblar la bolsa.

dilucin seriada de la muestra y sembrada en placa, el

cual se describe a continuacin.

Medios de Cultivo

Se utiliz Agar de Eosina y Azul de Me(EAM). Es un medio de cultivo selectivo y difer

adecuado para la produccin de cidos por bac

fermentadoras de lactosa, permite el crecimiencolonias coliformes; consideradas como tpic

que tienen centro obscuro con o sin brillo metlic

colonias atpicas las que no tienen ncleo, de

rosa, mucoides y opacas, y como colonias negtodos los otros tipos.

Se pesaron 22.5 g del medio de c

deshidratado (EAM) y se agregaron en 600 magua destilada fra, dejndolo en reposo du

15 min, se puso a calentar con agitacin hasta q

disolvi totalmente, cuidando de no alcanz

temperatura de ebullicin. Despus se puesterilizar en autoclave a 121 C, durante 15 m

distribuy en volmenes de 12 mL aproximadam

en las cajas Petri de 15 x 100 mm. Luego solidificacin del medio, se envolvieron en

aluminio y se pusieron en refrigeracin a 10

siembra se realiz al da siguiente.


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Figura 4. Nivel de lquido dentro del biodigestor.

Preparacin de las Diluciones y Siembra

Las diluciones se prepararon en tubos de ensayode 12 mm x 120 mm, que contena un volumen de

9 mL de agua destilada y esterilizada, y a la que se leaadi 1 mL de muestra de excreta para la

preparacin de las diluciones 1:10 (10-1

), 1:100 (10-2

),

Cuadro 1. Parmetros evaluados y mtodos utilizados.

Parmetro Medio utilizado

pH Potencimetro. Lectura directa.

Conductividad elctrica Conductmetro. Lectura directa.

Conductmetro marca Corning90,el cual utiliza una solucin

estndar 1413 microsiemens m-1.

Demanda bioqumica de

oxgeno

Winkler modificado (CNA, 1996).

Demanda qumica deoxgeno

Reflujo abierto (CNA, 1996).

Slidos sedimentables Volumtrico (CNA, 1996).

Colonias coliformes Recuento en placa y siembra por

dilucin en medio Agar de Eosinacon Azul de Metileno

(Tchobanoglous y Schoeder,

1985).

Temperatura Lectura interna con termmetro de

reloj, marca ACME.

Nitrgeno total Kjeldahl (Bremner, 1965).

Fsforo total Digestin cida y lecturas con

espectrometra de ultravioleta

visible (AOAC, 1995).

Potasio, calcio, magnesio,

cobre, fierro y zinc

(totales)

Digestin cida, se leyeron en

espectrofotometra, de absorcin

atmica (AOAC, 1995).

Figura 5. Preparacin de la dilucin y siembra.

as sucesivamente hasta (10-11

). Despus se real

siembra de la muestra en las cajas Petri, previam

marcadas (Figura 5), al trmino de la siemb

pusieron a incubar durante 24 h a una temperatu

35 C.

La muestra de excreta se tom tanto

momento de llenar el digestor como al finali

proceso. La siembra se hizo al inicio de la dig

con diluciones de 1 x 10-1

hasta 1 x 10-11

con c

repeticiones por dilucin, al final de la digesti

hicieron diluciones 1 x 10-1

hasta 1 x 10-6

con c

repeticiones por dilucin.

Para el conteo de colonias coliformes se utili

contador Quebec.


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RESULTADOS Y DISCUSION

Anlisis Fsico, Qumico y Microbiolgico en laBiodigestin de la Excreta

El prototipo de biodigestor tipo FAO (1995) y deflujo continuo se llen de una sola carga total a 70%

de su capacidad, con excreta lquida de cerdo. El

tiempo de llenado del biodigestor fue de 45 min. El

experimento se realiz en el perodo marzo-abril de1998, la biodigestin de la excreta lquida tuvo un

tiempo de 50 das.

La temperatura es un parmetro importante en laoperacin del biodigestor anaerobio, debido a que

tiene que procurarse un crecimiento bacterianoadecuado y aumentarse la velocidad de las reaccionesbioqumicas que se dan en el proceso (Meja, 1996).

La excreta lquida utilizada tena una temperatura

inicial de 38 C en la fosa, despus de cuatro das de

haber sido cargado el biodigestor, la temperaturainterna se aument hasta 56 C, acelerndose el

proceso de fermentacin del biodigestor (etapa

termoflica). Las bacterias metanognicas comenzarona generar el biogas, que se acumul hasta inflarse la

bolsa. El biogas se liber (en este experimento la

produccin de biogas no se evalu), el cual se purgpara evitar que la presin rompiera la bolsa. La etapa

termoflica dur 10 das, luego se inici la etapamesoflica que dur 36 das y la temperatura se

descendi de 56 a 32 C, llegando a una estabilizacina 23 C, la medicin de la temperatura se realiz cada

24 horas.

Meja (1996) seal, que las caractersticas delsustrato suministrado al biodigestor anaerobio son de

gran importancia, ya que los requerimientos

nutrimentales de los microorganismos anaerobios son

especiales, debido a su lento metabolismo y a que laregeneracin de nuevas clulas tambin es muy baja,

la fijacin de los elementos nutritivos como el

nitrgeno y el fsforo es escasa, no as el consumo decarbono que es transformado a metano y a dixido de

carbono. En la biodigestin, el material orgnico se

separa y se precipita en forma natural depositndoselos lodos en el fondo. Los elementos nutricionales en

el material orgnico son utilizados por los

microorganismos para realizar sus procesos

metablicos. Cabe mencionar que el lodo no seanaliz por resultar poco prctico su manejo; sin

embargo, la parte lquida (efluente) s se evalu, por

ser la que se puede inyectar en sistemas de fertigacino aplicarla a los cultivos de manera foliar (Cuadro 2).

Cuadro2. Parmetros fsicos, qumicos y microbiolg

el influente y efluente del biodigestor anaerobio.

ParmetrosInfluente

(cargainicial)

Ef

(carga

Nitrgeno total (%) 0.1036 0

Fsforo total (mg L-1) 179

Potasio total (mg L-1) 263.9 3Calcio total (mg L-1) 56.6

Magnesio total (mg L-1) 109.3 Hierro total (mg L-1) 2.64 1

Cobre total (mg L-1) 1.3 0

Zinc total (mg L-1) 26.7 0

pH 7.6 CE (dS m-1) 5.8

DQO (mg L-1) 2640.8 1

DBO (mg L-1) 543 1SSed (mg L-1) 1672

UFC coliforme en 100 mL-1 9 x 1011

La calidad del efluente obtenido de la biodig

de la excreta vara de acuerdo con la cantidslidos sedimentables totales contenidos en es

que estos slidos son los que sirven de alimentomicroorganismos responsables de la biodigestiello, entre mayor sea la concentracin de s

totales, se tendr mayor contenido de nutrimen

el efluente (Botero y Thomas, 1987).

La tendencia de los parmetros analizad

inicio y al final del proceso mostr una reduccisu contenido con los siguientes porcentaje

44.02%, P 90.36%, Ca 66.95%, Mg 45.75%83.08%, Fe 56.07% y Zn 97.8%. El potasio

nico elemento que increment su contenid137.85%.

El olor ftido de la excreta se elimin por a

de los microorganismos presentes en el estirc

cerdo.

El rango ptimo del pH para lograr una meficiencia en la biodigestin es entre 6.6

(McCarty, 1964). La biodigestin, cuando ma

este rango de pH, es un indicador de queoperando correctamente. El equilibrio cido-bas

tiene lugar en la operacin de los biodigeanaerobios es muy importante por la presencia

diversos tipos de microorganismos que estn medio y que requieren ser neutralizados para re

el pH (Meja, 1996). El pH es un parmetro

importante en la disponibilidad de los nutrimentoeste experimento, el pH se mantuvo dentro d

rangos deseables para un proceso de biodigadecuado, ya que el pH del influente fue de 7.6redujo a 7.05 al trmino de la biodigestin (eflue


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La conductividad elctrica indica la concentracin

de sales minerales disueltas en el agua. Este parmetrotuvo un valor inicial de 5.8 dS m

-1 y se redujo en

29.65% al terminar el proceso con 4.08 dS m-1

, lo cual

indica que los microorganismos van consumiendo los

compuestos solubles del sustrato. La demandabioqumica de oxgeno es un parmetro que mide el

potencial contaminante de las aguas residuales, las

bacterias aerobias consumieron 68.3% del oxgeno

que utilizaron para degradar la materia orgnicabiodegradable. La demanda qumica de oxgeno

tambin es un indicador de contaminacin, que mide

la cantidad de oxgeno necesario para oxidar lamateria orgnica degradable, as como tambin los

restos de materiales fibrosos, ligninas y otros. LaDQO disminuy en 47.03%. Esto indica que laactividad de los microorganismos, as como las

condiciones del ambiente anaerobio, fueron

responsables de la degradacin, redujeron su actividad

y con ello el consumo de oxgeno.En lo referente a coliformes, stos se midieron al

inicio de la carga con un conteo de 9 x 1011

UFC mL-1

de muestra, los cuales quedaron en cero a 50 das, quefue el tiempo total de retencin de la excreta. Lo

anterior se corrobor en el efluente obtenido, el cual

careca de olor que es tambin un indicativo del gradode contaminacin de la excreta. Por lo que respecta a

los slidos sedimentables totales (SSed), una parte seprecipit al fondo del biodigestor y otra qued

suspendida en la parte lquida con 210 mg L-1

.

CONCLUSIONES

En los trabajos de biodigestin de la excreta

lquida, el tiempo de retencin de la excreta dentro del

digestor fue de 50 das. Este tiempo puede variar por

estar directamente influenciado por la temperatura, deesta manera el tiempo de retencin puede reducirse a

30 das si existen temperaturas ambientales muy altas,

y alargarse hasta 90 das si las temperaturaspermanecen bajas.

El contenido de nutrimentos obtenido del efluente

fue bajo, debido a que la cantidad de slidossedimentables en la excreta en el momento de cargar

el biodigestor estuvo por debajo de 2500 mg L-1

que

es la cantidad ptima.

Para lograr mayor eficiencia en el proceso debiodigestin y tener un abono ms rico en

nutrimentos, es necesario que la excreta lquida

contenga mnimo 12% de slidos totales 2500 mg L

-1de slidos sedimentables.

Los coliformes se eliminaron en 100% e

tiempo de 50 das, tomando en cuenta que la carhizo en el perodo de verano.

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