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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

TESIS DOCTORAL

OPTIMACIÓN DEL COMPOSTAJE DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS

EN PROCESO DE SERIE ANAEROBIO–AEROBIO

AUTOR

ANTÓNIO INÁCIO COMANDO SULUDA (Licenciado en Química) Universidad de Röstock

Alemania

MADRID (ESPAÑA), 2006

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID

ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

DEPARTAMENTO DE ORDENACIÓN DEL TERRITORIO,

URBANISMO Y MEDIO AMBIENTE

CÁTEDRA DE INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL

TESIS DOCTORAL OPTIMACIÓN DEL COMPOSTAJE

DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN PROCESO DE SERIE ANAEROBIO–AEROBIO

AUTOR

ANTÓNIO INÁCIO COMANDO SULUDA

DIRECTOR AURELIO HERNÁNDEZ MUÑOZ

TUTOR

AURELIO HERNÁNDEZ LEHMAN

MADRID (ESPAÑA), 2006

Tribunal nombrado por el Magnífico y Excelentísimo Señor Rector de la Universidad Politécnica de Madrid, el día …………………. de …................................ de 2006. Presidente ………………………………………………………………… Vocal ………………………………………………………………… Vocal ………………………………………………………………… Vocal ………………………………………………………………… Secretario ………………………………………………………………… Realizado el acto de defensa y lectura de la Tesis el día …………………. de …................................ de 2006, en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de la Universidad Politécnica de Madrid. Calificación …………………………………………………………………... PRESIDENTE VOCAL

VOCAL VOCAL

SECRETARIO

DEDICATORIA

A Madalena, mi madre, cuyo espíritu vive en mí

AGRADECIMIENTOS Agradezco a mis padres que me dieran la vida y el don de ser, y que me explicaran que la vida hay que lucharla para vivirla y ser merecedor de ella.

Recuerdo con cariño inmenso las ganas de mi padre de hacer de mí un buen pescador. Hoy lo soy, pero de otros mares y otro ríos. Gracias por ello, papá.

A mis abuelos, que me dieron el nombre y me hicieron así, les ofrezco su mirada en la mía. A ti, Memuna, hermosa esposa que ha sabido perdonar mi ausencia en momentos imprescindibles. Has estado siempre a mi lado con tu comprensión y amor. A mis hijos, por los que este esfuerzo vale la pena. Quiero ser mejor cada día por ustedes: Helio, Aila y Enia. Los nombro en el orden en que llegaron a mi vida. Sin ustedes, ésta no tendría continuidad ni presente. Gracias por sus llamadas, que me han dado la fuerza para vivir, estudiar y trabajar. A todos mis hermanos y a cada uno de los que forman parte de mi hermosa familia, para que podamos seguir entendiéndonos desde la madurez y el cariño. A D. Aurelio Hernández Muñoz, por su noble dirección en esta etapa de mi vida. Él no sólo me recibió y orientó a lo largo de todo el estudio, sino que en todo momento me dispensó su atención y afecto. Por eso, mi eterno agradecimiento. A D. Aurelio Hernández Lehman, gracias por aceptar ser mi tutor y guiarme a través del estudio. A la Agencia Española de Cooperación Internacional (AECI), gracias por su confianza y apoyo, plasmado en la beca de estudio que me ha concedido. A la Universidad Pedagógica de Mozambique, gracias por su confianza y por el soporte financiero que me ha prestado para la realización de esta Tesis. A la Universidad Politécnica de Madrid y en concreto a la Cátedra de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, por la buena acogida y disponibilidad material para la realización de los estudios de doctorado. A D. Manuel Gil, por sus sabios consejos y franca disponibilidad. A Dña. Isabel del Castillo, el agradecimiento por su apoyo desinteresado y amabilidad. A Dña. Julia, D. Iñaki y D. Enrique, mis agradecimientos por el apoyo que me han dado.

A Doña Julia Medina y a D. Oswaldo, sin cuya ayuda en el transporte y montaje no habría podido iniciarse este trabajo. A mis alumnos, en quienes mañana se reflejará el trabajo de hoy.

A mis profesores y a todos los que contribuyeron a mi formación, de distintas hablas y culturas, por enriquecerme con sus conocimientos y experiencias.

A Dña. María Luz y D. Vasco Francisco, en cuya casa he vivido y redactado todas estas páginas. Gracias por su afecto y acogida. Mucho agradeceré su amistad, y siempre he de recordar en esta etapa de mi vida en España a: A Dña. Rocío y D. Aníbal, que me dieron su afecto y compartieron conmigo su alegría. A Dña. María Luisa Martín, quien me ha ayudado en la corrección de estilo de este texto, orientándome en los giros y en la presentación más adecuada en el idioma español. Por ello, pensar en España, evocará en mi mente muchos de los buenos momentos vividos.

A mis amigos de Mozambique que, gracias a la vida, son muchos, y por no querer omitir ninguno, cuando lean estas líneas sabrán que son ellos a quienes me refiero. Gracias por su amistad.

ÍNDICE

OPTIMACIÓN DEL COMPOSTAJE DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN PROCESO EN SERIE ANAEROBIO–AEROBIO

ÍNDICE —XI—

ÍNDICE GENERAL Página 1. ANTECEDENTES

1.1. Presentación …………………………………………………………… 3 1.2. Aprobación del proyecto de Tesis Doctoral ………………………… 6

2. INTRODUCCIÓN Y OBJETO……………………………………………… 11 3. SITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA

3.1. Generalidades sobre residuos sólidos urbanos (RSU) ……… 17 3.1.1. Los residuos y los ciudadanos ……………………………….. 17 3.1.2. Constituyentes de los RSU ……………………………………. 18 3.1.3. Problemas de los residuos ……………………………………. 19

3.2. Operaciones unitarias en la gestión de RSU y problemas emergentes …………………………………………………………….

26

3.2.1. Presentación ……………………………………………………. 26 3.2.2. Depósito en contenedor ……………………………………….. 26 3.2.3. Recogida y transporte …………………………………………. 27

3.3. Tratamiento de RSU en Mozambique …………………………….. 31 3.4. Producción de residuos en la Unión Europea …………………. 33 3.5. Normativa sobre residuos y compost ……………………………. 36 3.6. Lodos de depuradoras de aguas residuales ……………………. 39

3.6.1. Problemas generados por los lodos …………………………. 39 3.6.2. Aplicación de los lodos y su impacto ………………………… 40

3.7. Tratamiento de RSU …………………………………………………. 43 3.8. Situación actual de la digestión anaerobia de residuos .....….. 44

3.8.1. Digestión anerobia de sólidos …………………………...….… 44 3.8.2. Importancia de la digestión anaerobia ……………………….. 45 3.8.3. Factores que influyen en la digestión anaerobia ………….... 46 3.8.4. Tipos de digestión anaerobia según la concentración de

fracción orgánica ……………………………………………..…...

49 3.8.5. Métodos de digestión anaerobia ......…………………………. 52

3.9. Uso de biodigestores anaerobios en el tratamiento de RSU fluidificado ……………………………………………….

56

3.10. Desarrollo bacteriano en sólidos y ciclo biológico ……...... 60 3.11. Compostaje aerobio de RSU …………………………………… 66

3.11.1. Ventajas del compostaje aerobio .....………………………. 67 3.11.2. Desventajas del compostaje aerobio .....………………….. 68 3.11.3. Aspectos condicionantes del compostaje aerobio .……… 66 3.11.4. Tipos de compostaje ............ …………………………........ 69 3.11.5. Proceso de fabricación de compost …..…………………… 70 3.11.6. Factores que influyen en el compostaje aerobio ………… 72 3.11.7. Evolución térmica del compostaje aerobio …………….…. 77 3.11.8. Características del compost ………………………………... 78 3.11.9. Compost como abono y acondicionador de suelos ……… 81 3.11.10. Usos del compost en UE y España………………………… 83

3.12. Frontera de conocimiento y líneas de investigación............ 85

ÍNDICE —XII—


3.12.1. Aspectos por resolver e hipótesis planteadas ……………. 85 3.12.2. Objetivos definitivos de la innvestigación ……………….... 85

4. METODOLOGÍA

4.1. Métodos de digestión y sus parámetros de control …………... 91 4.1.1. Digestión anerobia ………………...…………………………… 91 4.1.2. Digestión aerobia ………………..……………………………... 92

4.2. Descripción de los digestores …………………………………….. 94 4.2.1. Digestor anerobio de etapa única …………………….……… 94 4.2.2. Digestor anerobio de primera fase …………………….……... 94 4.2.3. Digestor anerobio de segunda fase …………………….…..... 94 4.2.4. Digestores aerobios ……………………………….…………... 95

4.3. Material de laboratorio ………………………...……………………. 98 4.4. Técnicas analíticas ………………………………………..…………. 100

4.4.1. Caracterización de los residuosy la calidad de la materia prima………………………………………………………………...

100

4.4.2. Análisis físico–químico de las muestras …………….………. 104 4.5. Descripción de los ensayos ……………………………………….. 119

4.5.1. Ensayo de digestión anerobia de etapa única mesofílica …. 119 4.5.2. Ensayo de digestión anerobia de primera fase mesofílica ... 125 4.5.3. Ensayo de digestión anerobia de segunda fase mesofílica .. 129 4.5.4. Ensayo de compostaje aerobio …………...………………….. 134

5. RESULTADOS

5.1. Digestión anaerobia de etapa única mesofílica …………...…… 144 5.2. Digestión anaerobia de primera fase mesofílica………………... 160 5.3. Digestión anaerobia de segunda fase mesofílica………………. 175 5.4. Digestión aerobia ………....…………………………………………. 191

5.4.1. Influencia de la insuflación del aire ………………...………… 191 5.4.2. Grupo I …………………………………………………………... 196 5.4.3. Grupo II …………………………………..……………………... 208 5.4.4. Grupo III ……………………………………….………………... 220 5.4.5. Grupo IV …………………………………….…………………... 232 5.4.6. Grupo V ……………..…………………………………………... 238

6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

6.1. Digestión anaerobia de etapa única mesofílica ………………… 251 6.2. Digestión anaerobia de primera fase mesofílica ……………….. 262 6.3. Digestión anaerobia de segunda fase mesofílica ………....…… 272 6.4. Digestión aerobia …………………………………………………….. 284

6.4.1. Influencia de la insuflación del aire …………………………... 284 6.4.2. Grupo I …………………………………………………………... 288 6.4.3. Grupo II …………………………………..……………………... 298 6.4.4. Grupo III ……………………………………….………………... 307 6.4.5. Grupo IV …………………………………….…………………... 316 6.4.6. Grupo V ……………..…………………………………………... 321

7. CONCLUSIONES

ÍNDICE —XIII—


7.1. Respecto a la digestión anaerobia …………………………..…….... 332 7.1.1. Digestión anaerobia de etapa única ..…………..……………. 332 7.1.2. Digestión anaerobia de 1ª fase ..………………..…..………... 333 7.1.3. Digestión anaerobia de 2ª fase ..……………………..…..…... 334 7.1.4. Comparación de los tres procesos de digestión anaerobia .. 336

7.2. Respecto a la digestión aerobia ……….……………………..…….... 337 7.3. Conclusiones generales ………………………………………………. 340

8. RESUMEN Y RECOMENDACIONES ………………………...…………. 342 9. BIBLIOGRAFÍA …………………………………………………………….. 349 10. ANEXOS …………………………………………………………………….. 358

ÍNDICE —XIV—


ÍNDICE DE TABLAS PáginaSITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA Tabla 3.1 Principales virus y sus correspondientes enfermedades …..............................................

23

Tabla 3.2 Principales bacterias y sus correspondientes enfermedades …..…………

24

Tabla 3.3 Tipos de protozoos y sus correspondientes enfermedades ……………….

24

Tabla 3.4 Tipos de helmintos y sus correspondientes enfermedades ...……………..

24

Tabla 3.5 Rendimiento del proceso de digestión anaerobia de RSU seleccionados por diferentes métodos ...............................................................………….

30 Tabla 3.6 Los impactos ambientales que provocan los diversos métodos de tratamiento de los residuos en el medios ……………………………………

34 Tabla 3.7 Generación de residuos sólidos urbanos en España 1990–2002 ………...

35

Tabla 3.8: Principales microorganismos patógenos presentes en lodos ………………….……..

40

Tabla 3.9 Contaminantes orgánicos en compost….…………………………..………..

42

Tabla 3.10 Solución a adoptar y alternativa de tratamiento …………………...…………………...

42

Tabla 3.11 Procesos de transformación utilizados en gestión de RSU ……………..…

43

Tabla 3.12 Rangos de temperatura en fermentación anaeróbica .....………………...

47

Tabla 3.13 Efectos del pH en la producción de biogás ………………………………….

49

Tabla 3.14

ÍNDICE —XV—


Consideraciones en el diseño de la digestión anaerobia húmeda de RSU …...................................................................................................

51

Tabla 3.15 Consideraciones en el diseño de la digestión anaerobia seca de RSU ….

52

Tabla 3.16: Principales reacciones de la metanogénesis ……..………...... 55 Tabla 3.17 Nutrientes en los residuos de algunos cultivos ….………………………….

67

Tabla 3.18 Proceso general de producción de compost ……………………………...…

69

Tabla 3.19 Porcentaje de Nitrógeno y relación C/N en distintos componentes de residuos ………………………………………………………………………….

76 Tabla 3.20 Características y clasificación del compost de RSU ………………………..

79

Tabla 3.21 Plantas de compostaje en España …………………………………………...

84

METODOLOGÍA Tabla 4.1 Aparatos e instrumentos para análisis laboratoriales ………………………

98

Tabla 4.2 Características de la fracción orgánica de residuos de comedor …………

103

Tabla 4.3 Parámetros analizados en la digestión anaerobia y el compostaje aerobio …………………………………………….…………………………….

104 Tabla 4.4 Valores límites en la digestión anaerobia …………………………………....

119

Tabla 4.5 Alimentación del digestor de etapa única (1A) ...……………………………

124

Tabla 4.6 Alimentación del digestor de 1ª fase (1B) …………………………………..

128

Tabla 4.7 Alimentación del digestor de 2ª fase (2B) ……………………………………

133

ÍNDICE —XVI—


Tabla 4.8 Componentes del Grupo I ……………………………………………………..

137

Tabla 4.9 Componentes del Grupo II …………………………………………………….

138

Tabla 4.10 Componentes del Grupo III ……………………………………………………

139

Tabla 4.11 Componentes del Grupo IV ……………………………………………………

139

Tabla 4.12 Componentes del Grupo V …………………………………………………….

140

RESULTADOS Tabla 5.1 Determinación de temperatura y pH ………………………………………….

144

Tabla 5.2 Determinación de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc ……………

146

Tabla 5.3 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el influente del digestor de etapa única ……………………………..

148 Tabla 5.4 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de etapa única ………………………………………………………..

150 Tabla 5.5 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el efluente del digestor de etapa única ……………………………..

153 Tabla 5.6 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de etapa única ………………………………………………………..

155 Tabla: 5.7 Valores acumulados y eliminados de sólidos volátiles del digestor de etapa única …………………………………………………………………..

158 Tabla 5.8: Producción de biogás en el digestor de etapa única ……………………….

159

Tabla 5.9 Determinación de temperatura y pH en el digestor de 1ª fase ……………

160

ÍNDICE —XVII—


Tabla 5.10 Determinación de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el efluente del digestor de 1ª fase ……………………………………………….

162 Tabla 5.11 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el influente del digestor de 1ª fase …………………………………..

164 Tabla 5.12 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de 1ª fase ……………………………………………………………..

166 Tabla 5.13 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de 1ª fase ……………………………………………………………..

168 Tabla 5.14 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el efluente del digestor de 1ª fase …………………………………...

171

Tabla 5.15 Valores acumulados y eliminacidos de sólidos volátiles del digestor de 1ª fase …………………………………………………………………………..

174 Tabla 5.16 Determinación de temperatura y pH en el digestor de 2ª fase ………..…..

175

Tabla 5.17 Determinación de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el digestor de 2ª fase ……..………………………………………………………

177 Tabla 5.18 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el influente del digestor de 2ª fase …………………….…………….

179 Tabla 5.19 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de 2ª fase ……………………………………………………………..

181 Tabla 5.20 Determinación de humedad, materia seca y sólidos totales, volátiles y fijos en el efluente del digestor de 2ª fase …………………………………...

184 Tabla 5.21 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de 2ª fase ……………………………………………………………..

186

ÍNDICE —XVIII—


Tabla 5.22 Valores acumulados y eliminados de sólidos volátiles del digestor de 2ª fase ………………………………………………………….………………..

189 Tabla 5.23 Producción de biogás en el digestor de 2ª fase …………………………….

190

Tabla 5.24 Determinación del cambio de temperatura en el digestor aerobio 1 .....….

191

Tabla 5.25 Determinación del cambio de temperatura en el digestor aerobio 6 ……..

192

Tabla 5.26 Determinación del cambio de temperatura en el digestor aerobio 9 ……..

193

Tabla 5.27 Determinación del cambio de temperatura en el digestor aerobio 16 …....

194

Tabla 5.28 Determinación del cambio de temperatura en el digestor aerobio 17 ……

195

Tabla 5.29 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 1 …………………..

196

Tabla 5.30 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 1 ........

197

Tabla 5.31 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 1…………………………………………………………….

198 Tabla 5.32 Composición del compost en el digestor aerobio 1…………………………

198

Tabla 5.33 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 2 …….……………..

199

Tabla 5.34 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 2 …….

200

Tabla 5.35 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 2 ……………………………………………………………

200 Tabla 5.36 Composición del compost en el digestor aerobio 2 ………………...………

201

ÍNDICE —XIX—


Tabla 5.37 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 3 …………………...

202

Tabla 5.38: Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 3 …….

203

Tabla 5.39: Evolución de la materia orgánica en el digestor aerobio 3 …..

203 Tabla 5.40 Composición del compost en el digestor aerobio 3 …………………..........

204


205


206


206 Tabla 5.44 Composición del compost en el digestor aerobio 4 …………………..........

207


208

Tabla 5.46 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 5 ….…

209


209 Tabla 5.48 Composición del compost en el digestor aerobio 5 ….………………….….

210

Tabla 5.49 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 6 ………………...…

211


212

Tabla 5.51 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 6 ….………………………………………………………..

212

ÍNDICE —XX—


Tabla 5.52 Composición del compost en el digestor aerobio 6 ….……………………..

213

Tabla 5.53 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 7 ….………………..

214


215

Tabla 5.55 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 7 ….………………………………………………………..

215 Tabla 5.56: Composición del compost en el digestor aerobio 7 ….………. 216 Tabla 5.57 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 8 ….………….…....

217


218

Tabla 5.59 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 8 ….………………………………………....……………..

218 Tabla 5.60 Composición del compost en el digestor aerobio 8 ………..……………….

219

Tabla 5.61 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 9 ………………..….

220


221

Tabla 5.63 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 9 ………………………………………………………..….

221 Tabla 5.64: Composición del compost en el digestor aerobio 9 ………………..……….

222

Tabla 5.65 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 10 ……………..….

223

Tabla 5.66 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 10 ….

224

ÍNDICE —XXI—


Tabla 5.67 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 10 ……………………………………………………..….

224 Tabla 5.68 Composición del compost en el digestor aerobio 10 ……………..……….

225

Tabla 5.69 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 11 ………………….

226

Tabla 5.70 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 11 ......

227

Tabla 5.71 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 11 .................................................................................

227

Tabla 5.72 Composición del compost en el digestor aerobio 11 .................................

228

Tabla 5.73 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 12 ..........................

229


230

Tabla 5.75 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 12 ………………………………………………………….

230 Tabla 5.76 Composición del compost en el digestor aerobio 12 ……………………….

231

Tabla 5.77 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 13 ………………….

232

Tabla 5.78 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 13 …..

233

Tabla 5.79 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 13 ………………………………………………………….

233

Tabla 5.80 Composición del compost en el digestor aerobio 13 ……………………….

234

Tabla 5.81 Determinación de la temperatura en el digestor aerobio 14 ……………....

235

ÍNDICE —XXII—



236

Tabla 5.83 Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 14 ………………………………………………………….

236 Tabla 5.84 Composición del compost en el digestor aerobio 14 ……………...............

237

Tabla 5.85 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 15 ………………....

238

Tabla 5.86 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 15 .….

239

Tabla 5.87 Determinación de lmateria orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 15 .……

239

Tabla 5.88 Composición del compost en el digestor aerobio 15 .………………………

240

Tabla 5.89 Determinación de la temperatura en el digestor aerobio 16 .……………...

241

Tabla 5.90 Determinación de humedad y materia seca en el digestor aerobio 16 .….

242

Tabla 5.91 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 16 .…………………………………………………….…...

242 Tabla 5.92 Composición del compost en el digestor aerobio 16 .……………..............

243

Tabla 5.93 Determinación de temperatura en el digestor aerobio 17 .………………...

244


245

Tabla 5.95 Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 17 .…………………………………………………….…...

245 Tabla 5.96 Composición del compost en el digestor aerobio 17 ………………..……...

246

ÍNDICE —XXIII—


DISCUSIÓN DE RESULTADOS Tabla 6.1 Resultados de la digestión anaerobia de etapa única ……………………...

261

Tabla 6.2 Resultados de la digestión anaerobia de 1ª fase ……………………..…….

272

Tabla 6.3 Resultados en la digestión anaerobia de 2ª fase ……......................……..

283

Tabla 6.4 Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo I ………….…

296

Tabla 6.5 Composición del compost de los digestores aerobios del grupo I ………...…

297

Tabla 6.6 Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo II ………..….

306

Tabla 6.7 Composición del compost de los digestores aerobios del grupo II ……….

307

Tabla 6.8 Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo III …………..

315

Tabla 6.9 Composición del compost de los digestores aerobios del grupo III ………

315

Tabla 6.10 Parámetros de control de los de los digestores aerobios del grupo IV …………

320

Tabla 6.11 Composición del compost de los digestores aerobios del grupo IV ………

320

Tabla 6.12 Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo V ………...…

327

Tabla 6.13 Composición del compost de los digestores aerobios del grupo V ……….

327

ÍNDICE —XXIV—


CONCLUSIONES Tabla 7.1 Nitrógeno Total y relación C/N de los residuos compostados …………….

337

Tabla 7.2 Proporción de las mezclas para cada grupo de digestores aerobios ….....

337

Tabla 7.3 Calidad del compost obtenido en la digestión aerobia ……………………..

338

RESUMEN Y RECOMENDACIONES Tabla 8.1 Caracteristicas del compost resultante de la digestión aerobia de la foRSU ……………………………………………………………

346

ÍNDICE —XXV—


ÍNDICE DE GRÁFICOS PáginaSITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA Gráfico 3.1 Evolución de la generación de RSU 1990–2002 ...……………………...….

35

Gráfico 3.2 Curva típica de crecimiento bacteriano ......………………………………….

63

Gráfico 3.3 Crecimiento relativo de microorganismos en el curso de la estabilización de un residuo orgánico en medio liquido ...…………………………………..

63 RESULTADOS Gráfico 5.1 Evolución de humedad y materia seca en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………………...

148 Gráfico 5.2 Evolución de los ST, SV y SF en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única ...………………………………...……………………………...

149 Gráfico 5.3 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única ………………………...………….…….

151 Gráfico 5.4 Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única ………..………………………………….

153 Gráfico 5.5 Evolución de los ST, SV y SF en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única ..………………………………………………….....................

154 Gráfico 5.6 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única …………………………………...……....

156 Gráfico 5.7 Evolución de la humedad y materia seca en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª fase …………………………..………………………………

164 Gráfico 5.8 Evolución de los ST, SV y SF en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………………………………………………..

165

ÍNDICE —XXVI—


Gráfico 5.9 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª fase …………………………………………………

167 Gráfico 5.10 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de la 1ª fase ……………………………………………………………………..

169 Gráfico 5.11 Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (1Be) del digestor anaerobio de 1ª fase …………………………………………………

171 Gráfico 5.12 Evolución de los ST, SV y SF en el efluente (1Be) del digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………………………………………………

172 Gráfico 5.13 Evolución de la humedad y materia seca en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase …………………………………………….……………..

179

Gráfico 5.14 Evolución de los ST, SV y SF en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase …………………….………………………………………………….

180 Gráfico 5.15 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………..………….

182 Gráfico 5.16 Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª fase ………………………………….....................

184 Gráfico 5.17 Evolución de los ST, SV y SF en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª fase ………………………………………………………………………

185 Gráfico 5.18 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª fase …………………………………………………

187 DISCUSIÓN DE RESULTADOS Gráfico 6.1 Evolución de la temperatura y el pH en el digestor anaerobio de etapa única ………………………………..……………………………………...……

252

ÍNDICE —XXVII—


Gráfico 6.2 Evolución de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………

253 Gráfico 6.3 Evolución de la humedad en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ………………………………………………………................

254 Gráfico 6.4 Evolución de la materia seca en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………………...

254 Gáfico 6.5 Evolución de los sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única …………………………………………………..….

255

Gráfico 6.6 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………………...

256 Gráfico 6.7 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados (R+i–e) en el digestor anaerobio de etapa única .......

257 Gráfico 6.8 Kg/L/día de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaerobio de etapa única ………………………………………..…………….

257 Gráfico 6.9 Evolución de los sólidos fijos en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ……...................................................................

258 Gráfico 6.10 Evolución de la materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………………...

259 Gráfico 6.11 Evolución de la materia inorgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única ……………………………………………………...

259 Gráfico 6.12 Producción de biogás en el digestor anaerobio de etapa única ……..……

260

Gráfico 6.13 Composición del biogás en el digestor anaerobio de etapa única ……..…

261

Gráfico 6.14 Evolución de la temperatura y el pH en el digestor anaerobio de 1ª fase ..

262

ÍNDICE —XXVIII—


Gráfico 6.15 Evolución de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………….………………………..

263 Gráfico 6.16 Evolución de la humedad en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………...…………………………...………..

264 Gráfico 6.17 Evolución de materia seca en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………….………………………..

265 Gráfico 6.18 Evolución de los sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………….………………………..

266 Gráfico 6.19 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ………………………………….………………………..

267 Gráfico 6.20 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados (R+i–e) en el digestor anaerobio de 1ª fase ………....

267 Gráfico: 6.21 Kg/L/día de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaerobio de 1ª fase ……………………………………………..…………….

268 Gráfico 6.22 Evolución de los sólidos fijos en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ……………………………………………..…………….

269 Gráfico 6.23 Evolución de la materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ……………………………………………..…………….

270 Gráfico 6.24 Evolución de la materia inorgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase ……………………………………………..…………….

271 Gráfico 6.25 Evolución de la temperatura y del pH en el digestor anaerobio de 2ª fase ………………………………………………………………………..

272 Gráfico 6.26 Evolución de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el digestor anaerobio de 2ª fase …………………………………………………..………

274

ÍNDICE —XXIX—


Gráfico 6.27 Evolución de la humedad en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………..…………………………………………

275 Gráfico 6.28 Evolución de la materia seca en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase …………………………………………………...………

275 Gráfico 6.29 Evolución de los sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………………..……………

276 Gráfico 6.30 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………..……………………

277 Gráfico 6.31 Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados (R+i–e) en el digestor anaerobio de 2ª fase ………....

278 Gráfico 6.32 Kg/L/día de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………………..…………….

278 Gráfico 6.33 Evolución de los sólidos fijos en el influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………………..…………….

279 Gráfico 6.34 Evolución de la materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ……………………………………………………..……

280 Gráfico 6.35 Evolución de la materia inorgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase ………………………………………………...…………

281 Gráfico 6.36: Producción de biogás en el digestor anaerobio de 2ª fase ………………...

282

Gráfico 6.37 Composición del biogás en el digestor anaerobio de 2ª fase ………..…...

283

Gráfico 6.38 Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 1 ...…

285

ÍNDICE —XXX—


Gráfico 6.39 Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 6 ..….

285

Gráfico 6.40 Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 9 ……

286

Gráfico 6.41 Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 16 …..

286

Gráfico 6.42 Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 17 …..

287

Gráfico 6.43 Evolución de la temperatura del digestor aerobio 1

288

Gráfico 6.44: Evolución de la humedad y de materia seca en el digestor aerobio 1 ……

289

Gráfico 6.45 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 1 ....

290

Gráfico 6.46 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 2 ………...……………

290

Gráfico 6.47 Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 2 ……….

292


292

Gráfico 6.49 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 3 …………...…………

292

Gráfico 6.50: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 3 ……….

293


294

Gráfico 6.52: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 4 …………...…………

294

Gráfico 6.53 Evolución de la humedad y materia en el digestor aerobio 4 ……...……...

295


296

ÍNDICE —XXXI—


Gráfico 6.55 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 5 ……………………

298


299

Gráfico 6.57 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 5 …

300

Gráfico 6.58 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 6 …………..…………

300


301


302

Gráfico 6.61 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 7 ……………...………

302


303


304

Gráfico 6.64 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 8 …………………...…

304

Gráfico 6.65: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 8 ……….

305

Gráfico 6.66 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 8 …

306

Gráfico 6.67 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 9 ………………….......

307


308


309

Gráfico 6.70 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 10 …………………….

309

ÍNDICE —XXXII—


Gráfico 6.71 Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 10 ……...

310

Gráfico 6.72 Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 10 ..

310

Gráfico 6.73 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 11 ………………..…...

311

Gráfico 6.74 Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 11 ....…..

312

Gráfico 6.75 Evolución de la materia orgánica en el digestor aerobio 11 ……………….

312


313


314


314


316


317


317


318

Gráfico 6.83 Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 14 …...…

319


319

Gráfico 6.85 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 15 ……………….……

321


322

ÍNDICE —XXXIII—



322

Gráfico 6.88 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 16 …………….………

323


324


324

Gráfico 6.91 Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 17 …………….………

325


326


326

ÍNDICE —XXXIV—


ÍNDICE DE FIGURAS Página SITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA Figura 3.1 Reacciones de descomposición de la materia orgánica de RSU que genera olores malolientes ……………………………………………………..

22 Figura 3.2 Camión compactador de carga trasera para la recogida de RSU ………..

27

Figura 3.3 Diferentes tipos de contenedores de RSU …………………………………..

28

Figura 3.4 Vertedero de Munhava Matope en Beira (Mozambique). Vista 1 …………

31

Figura 3.5 Vertedero de Munhava Matope en Beira (Mozambique). Vista 2 …………

32

Figura 3.5 Ciclo aerobio en la descomposición de la materia orgánica ……………….

64

Figura 3.6 Ciclo anaerobio en la descomposición de la materia orgánica ……………

65

METODOLOGÍA Figura 4.1 Esquema del digestor anaerobio de etapa única mesofílica ………………

94

Figura 4.2 Esquema del digestor anaerobio de 2ª fase mesofílica …………………….

95

Figura 4.3 Conjunto de digestores utilizados en la digestión anaerobia ………………

95

Figura 4.4 Conexión entre soplantes y tubos conductores del aire ……………………

96

Figura 4.5 Soplantes de aire para los digestores aerobios ……………………………..

97

Figura 4.6 Conjunto de digestores aerobios ……………………………………………...

97

ÍNDICE —XXXV—


Figura 4.7 pHmetro utilizado ……………………………………………………………….

99

Figura 4.8 Residuos de comedor antes de la separación de las fracciones ………….

100

Figura 4.9 Fracción orgánica de residuos después de la separación …………………

100

Figura 4.10 Trituradora y proceso de trituración de residuos ……………………………

101

Figura 4.11 Tamiz de 0,5 cm para la separación de partículas de residuos triturados…………………………………………………………….…………...

101 Figura 4.12 Balanza para pesar residuos ………………………………………………….

102

Figura 4.13 Residuos procedentes de comedor destinados al compostaje ……………

136

Figura 4.14 Césped fresco procedente de jardín destinado al compostaje …………….

136

Figura 4.15 Césped seco, obtenido a partir del fresco, destinado al compostaje ……..

136

Figura 4.16 Hojas de árboles secas destinadas al compostaje ………………………….

137

Figura 4.17 Multímetro digital con cable conductor de termopar tipo K ………………...

134

Figura 4.18 Esquema de los componentes de la instalación de los digestores aerobios …..................................................................................................

135

CAPÍTULO 1. ANTECEDENTES


ANTECEDENTES —3—

1.1. PRESENTACIÓN Curriculum vitae António Inácio Comando Suluda, nacido el 10 de mayo de 1963 en Quelimane (Mozambique). Ha cursado los estudios primarios, de 1970 a 1976, en la Escuela Primaria de Mirremene, en Quelimane (Mozambique). De 1977 a 1982 obtiene una beca de estudios de los Gobiernos de Mozambique y de Cuba para realizar los estudios secundarios en la Escuela Secundaria Básca en el Campo nº 34 (ESBEC #34) Eduardo Mondlane y en la ESBEC #36 Samora Machel en Cuba. En agosto de 1982 regresa a Mozambique, y desde 1983 realiza el Curso de Formación de Profesores de Química y Biología en la Facultad de Educación de la Universidad Eduardo Mondlane en Mozambique. De 1985 a 1987 trabaja como profesor de Química y Biología en el Centro de Formación de Maestros para la Enseñanza Primaria en Nicoadala (Mozambique). De 1987 a 1992 le fue concedida una beca de estudio por el Gobierno de Alemania para cursar los estudios universitarios de Licenciatura para la Enseñanza de Química, en la Universidad de Rostock (Alemania); siendo graduado con el título de Profesor Licenciado en Química. Para la culminación de los estudios de licenciatura y obtención del correspondiente título, realizó el trabajo de investigación denominado: “Investigación de reacciones complejas de algunos éteres macrocíclicos de carbonilos hidratados del 4–formil–benzo–18–crone–6 con 2,3–diamino–2,3–dimetilbutano hidrocloruro.” De 1993 a 1994 trabaja como profesor de Química Analítica en el Instituto Industrial de Maputo (Mozambique). Desde 1994 hasta 2002 trabaja en la Universidad Pedagógica en la Ciudad de Beira (Mozambique), donde ejerce la actividad docente en Química Analítica y Química Técnica.



Otros cursos realizados

• Participó en los cursos de capacitación en la Universidad Pedagógica (Beira):

Metodología de investigación científica, con la duración de 60 horas, en

mayo de 1999. Curso de gestión de procesos pedagógicos, con la duración de 60

horas, en julio de 2001.

• Participó en cursos de capacitación promovidos por el Ministerio de Medio Ambiente de Mozambique (MICOA) y por el Centro Nacional de Tecnologías Limpias de Brasil (CNTL):

Curso de monitoría ambiental para proyectos industriales, con la duración

de 40 horas, en abril de 2002.

Curso de evaluación ambiental para proyectos turísticos y costeros, con la duración de 40 horas, en mayo de 2002.

Curso de auditoría ambiental, con la duración de 40 horas, en junio de

2002. De 1999 a septiembre de 2002, ha ejercido la función de Jefe de Departamento de Química y Biología en la Universidad Pedagógica, en Beira (Mozambique).

Cursos de post–graduación

En septiembre de 2002 viene a España para realizar los estudios de Doctorado en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos (ETSICCP), en la Cátedra de Ingeniería Sanitaria y Ambiental, de la Universidad Politécnica de Madrid.

El primero año lectivo, 2002/2003, ha realizado, obteniendo un total de 21 créditos, los cursos de:

Gestión de Residuos Sólidos Urbanos (6 créditos). Legislación Ambiental. Impactos ambientales y Auditoria (6 créditos). Evaluación de Impacto Ambiental (3 créditos). Vertederos Sanitariamente controlados (3 créditos). Recuperación de Suelos (3 créditos).

El segundo año lectivo, 2003/2004, ha realizado el trabajo de investigación para la obtención de la Suficiencia Investigadora, titulado: “Procesos anaerobios en el compostaje de residuos” (12 créditos).



Nivel de idiomas Hablado Escrito Lectura Portugués lengua materna alto alto Castellano alto alto alto Alemán alto alto alto Inglés medio medio alto Chuabo (lengua local) alto alto alto



1.2. APROBACIÓN DEL PROYECTO DE TESIS DOCTORAL 1. TÍTULO DE LA TESIS “Optimación del compostaje de residuos sólidos urbanos en proceso en serie anaerobio–aerobio”. Bajo la dirección de:

Director: D. Aurelio Hernández Muñoz, Prof. Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos. Tutor: D. Aurelio Hernández Lehman, Prof. Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y Puertos.

2. JUSTIFICACIÓN DEL TEMA DEL PROYECTO De acuerdo con los temas estudiados en el primer año del Curso de Doctorado, el proceso de compostaje es uno de los métodos tratamiento de los residuos sólidos urbanos. Dicho tratamiento tiene como finalidad el aprovechamiento del compost y del biogás resultante de la transformación bioquímica de los componentes biodegradables de los residuos orgánicos. Al proponer este tema como trabajo de investigación para la Tesis Doctoral, se consideró la importancia que tiene el proceso de compostaje, que contribuye a la reducción de los residuos urbanos de rápida biodegradación, demostrándose como uno de los métodos adecuados. Un método que da relieve a la mejora del medio ambiente, estimula el empleo y sirve de guía práctica del proceso a una escala óptima, por su coste relativamente económico, para su utilización en países subdesarrollados. Entre estos, Mozambique, que considera la agricultura su base de desarrollo, pero que tiene poca capacidad para producir abonos químicos aptos para la misma. Dado que los residuos sólidos suponen un problema que afecta a todas las grandes ciudades y en especial a las mozambiqueñas, existe una enorme preocupación tanto de los gestores municipales, como de los ciudadanos sobre cómo llevar a cabo la deposición de dichos residuos de manera controlada y sanitariamente. Esto tiene por objeto prevenir enfermedades, impedir la contaminación del suelo, las aguas y el aire, mejorar las condiciones de confort y seguridad de los habitantes, y cubrir la demanda de producción de compost para suelo agrícola. La baja adquisición de abonos y fertilizantes industriales por carencias financieras de los campesinos exige un compost de bajo coste y sin peligrosidad ambiental en su aplicación. Este hecho hace que el tema sea atractivo para



diferentes países, como es el caso de Mozambique, y conveniente su implementación.

Por otro lado, el trabajo previo de suficiencia investigadora ha proporcionado abundante información bibliográfica y la experiencia de trabajo práctico del proceso de digestión anaerobia y de compostaje.

La materia orgánica procedente de los residuos sólidos urbanos destinada al proceso de compostaje puede aportar sustancias contaminantes, las cuales, a su vez, contaminarán el compost producido. Por ello, es imprescindible la búsqueda de caminos y técnicas eficaces para la obtención de un compost de buena calidad para la agricultura y seguro para el medioambiente. La calidad del compost procedente de los residuos sólidos urbanos constituye uno de los temas de actualidad. Su aceptación por la sociedad, su valor económico y la competitividad frente a otros fertilizantes, así como la metodología de producción de compost libre de tóxicos y de adecuada aportación de nutrientes, etc., son algunas de las cuestiones más debatidas y de mayor impacto. El compost procedente de los residuos sólidos urbanos resulta idóneo para contrarrestar las pérdidas de materia orgánica de los suelos y sirve como enmienda orgánica para la fertilización de suelos degradados. 3. OBJETIVOS PREVIOS DE LA INVESTIGACIÓN

• Definir teóricamente los procesos de compostaje.

• Determinar experimentalmente los parámetros que influyen en los procesos de compostaje anaerobio y aerobio.

• Definir y comprobar los condicionantes y parámetros de digestión en serie anaerobia–aerobia.

• Analizar las características del compost obtenido en relación con su aplicación agrícola.

4. MEDIOS NECESARIOS

• Medios bibliográficos.

• Laboratorio de ingeniería sanitaria (ETSI de Caminos Canales y Puertos) dotado para los análisis.

• Materias primas para sostener la investigación práctica: lodos de

depuradora, residuos de comidas y de jardinería.



5. PLANIFICACIÓN DE ACTIVIDADES

Nº DE ORDEN

ACTIVIDADES A DESARROLLAR

PERÍODO DE EJECUCIÓN

1

Situación bibliográfica

• Búsqueda de bibliografía

• Determinación de los objetivos definitivos

• Redacción de los fundamentos teóricos

Octubre, 2004 –

Julio, 2005

2

Investigación experimental

• Determinación de los procedimientos metodológicos

• Realización de los ensayos

Agosto, 2005 –

Julio, 2006

3

Elaboración del informe final

• Obtención de resultados

• Análisis de los resultados

• Redacción de la Tesis y presentación del informe final

Agosto, 2006 –

Septiembre, 2006

Tiempo total previsto para la ejecución de las actividades 24 meses

6. ÍNDICE PRELIMINAR DE LA TESIS

1. Antecedentes. 2. Generalidades sobre los procesos de compostaje anaerobio y aerobio. 3. Objetivos iniciales. 4. Investigación bibliográfica. 5. Objetivos definitivos. 6. Metodología de investigación. 7. Desarrollo de la investigación experimental. 8. Obtención de resultados. 9. Análisis de resultados. 10. Conclusiones y recomendaciones. 11. Propuestas de nuevas líneas de investigación. 12. Anejo bibliográfico.

7. BIBLIOGRAFÍA PREVIA • Alonso Alonso, C., Martínez Nieto, e. y Morena Olías, J. de la Manual para

la Gestión de los Residuos Urbanos. Ed. El Consultor. Madrid 909 p. Madrid (2003).



• Bueno, J. L., Sastre, H. y Lavin, A. G. Degradación del suelo y tratamiento de residuos. En: Contaminación e Ingeniería Ambiental. Oviedo-España (1997), p. 436.

• Delgado Noriega, J. L. Sistema de tratamiento de RSU: fabricación de

compost, incineración y vertederos. En: II Segunda jornadas COTEC sobre Medio Ambiente–Residuos Urbanos e Industriales. Tecnologías y oportunidades empresariales. Madrid (1991), p.195–219.

• Esteban Turzo, P. Residuos Ganaderos. En II Congreso Nacional–

Recuperación de Recursos de los residuos. Tecnologías. Soria-España (1984). p. 325–358.

• Ferreiro chao, A., Martínez Martínez, J., Martínez Merino, M. y M. del

Campo, G. Inventario de residuos industriales. En II jornada COTEC sobre Medio Ambiente-Madrid. p. 80–142. Madrid (1991).

• García, E. H. Y Toro, M. S. Fundamentos del manejo de residuos urbanos.

Colegio de Ingenieros de Caminos; Canales y Puertos. Madrid-España (2000), 756 p.

• Hernández, M. A. Gestión administrativa y empresarial de residuos.

Economía. En: Residuos Urbanos e Industriales. II jornada COTEC sobre Medio Ambiente. Madrid p.143–165. Madrid (1991).

• Hernández, M. A. Depuración y desinfección de aguas residuales. Ed.

Colégio de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos. Quinta edición Revisada y Ampliada. Madrid, 1149 p. Madrid (2001).

• Mata A., Juan y Sans M., Carmen. Estudios a nivel de investigación y

desarrollo en digestión anaerobia de residuos sólidos urbanos. Depto. de Ingeniería Química y Metalurgia–Univ. de Barcelona. En Revista Técnica de Medio Ambiente. Enero–Febrero 1992. Edita: Mancomunidad de la Comarca de Pamplona. Barcelona (1992).

• Mendoza Roca, J. A., Montañés Sanjuán, M. T. y Palomares Gimeno, A. E.

Ciencia y tecnología del Medio Ambiente. Ed. Servicios de Publicaciones– Valencia (1998), 241 p.

• Obeng, L. A. y Wright, F. W. The co–composting of domestic solid and

human wastes. En: Integrated Resource Recover. Ed. UNDP Project Management Report Nº 7. Washington DC (1987), 101 p.

• OTERO, DANIEL GÓMEZ, 2003. Reutilización de residuos orgánicos

mediante compostaje. www. [email protected]

mailto:[email protected]



• Sáez O. A. Optimización de los métodos para mejorar la calidad del compost de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos. En Tesis Doctorales. ETSI de Caminos, Canales y Puertos (UPM). Madrid (2000).

• SINAI (Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial) Y CNTL (Centro

Nacional de Tecnologías Limpas, 2002. Manual de Curso de Monitoramento Ambiental nas Empresas. Volumen I. Ed. SINAI Y CNTL. Brasil, 109 p.

• Soánez Calvo, M. “Residuos Urbanos”. En: Residuos–Problemas,

Descripción, Manejo, Aprovechamiento y Destrucción. Ediciones Mundi–Prensa. Madrid (2000), p.75–101

• Tchobanoglous, G., Theisen, H y Vagil, S. A. Gestión Integral de Residuos

Sólidos. McGraw–Hill/Interamericana de España S.A. (1996), 1107 p. • www.Google.com. TECNOCIENCIA–DICIEMBRE, 2002. Residuos.

Diciembre/2004. P. 1–6 . • Vecino, J. B., Pérez, J. D. y Simarro, C. N., 1999. Presente y futuro de la

recogida de los residuos urbanos. Ed. Ilustre. Córdoba. 191 p. • Vigil Nuñez, F. El compost en España: Presente y Futuro. En: Conferencia

presentada a las Jornadas Internacionales sobres el Compost: Madrid 22–26 de enero de 1980. Madrid (1980).

CAPÍTULO 2. INTRODUCCIÓN Y OBJETO


INTRODUCCIÓN Y OBJETO —11—

El tema de los residuos es uno de los mayores ingredientes de cualquier política medioambiental, vista ésta en sus diferentes perspectivas e indudablemente, también, en la económica.

En la actualidad, la gestión de residuos se presenta de manera armonizada entre las distintas políticas nacionales, gracias a unas normas internacionales que promueven soluciones adecuadas al problema global. Se trata así de garantizar tratamientos análogos en los diferentes países, que impliquen, a su vez, similares costes de gestión, sistemas de control y soluciones tecnológicas. Todo esto porque vivimos en un mundo global en el que, si un extremo de este mundo es afectado por un problema ambiental, éste afectará con toda probabilidad también al otro extremo. Es decir, que los efectos de un cambio ambiental, generado en una parte del planeta, se dejarán sentir en distintos lugares del mismo.

Desde su origen, el hombre se ha servido de la naturaleza para sobrevivir y

la ha utilizado como lugar de depósito de los residuos procedentes de su actividad. En un principio, la propia naturaleza era la encargada de eliminar esos residuos, pasando a ser asimilables. A medida que el hombre, la sociedad, se ha ido desarrollando, los residuos producidos han sido cada vez más difíciles de eliminar, tanto por la cantidad generada, como por su composición (García y Toro, 2000).

La necesidad de bienes materiales o el aumento de consumo, causado por

el incremento de la población mundial u otras exigencias de calidad de vida, ha dado origen a la implantación de numerosas fábricas de estos bienes en reducidos espacios de terreno y, en muchos casos, en absoluta integración con las áreas urbanas, a fin de reducir costes de distribución. Tal panorama ha hecho crecer espectacularmente la producción de residuos y su concentración superficial, con la consiguiente agresión a los diferentes receptores (Chao, et al., 1991).

Estos problemas se agudizan cuando las sustancias contaminantes tóxicas existentes en los residuos que han impregnado un terreno, provocan efectos perjudiciales en las aguas, los cultivos, la flora, la fauna, los ambientes inferiores de las viviendas, la atmósfera y, consecuentemente, la salud de los hombres.

Hernández, (1991), argumenta que el crecimiento demográfico, la

concentración en grandes núcleos urbanos, el paso de la actividad rural, agrícola y ganadera a otras actividades productivas, el consumismo, la explotación incontrolada de recursos naturales, la eliminación de elementos superfluos de escasos usos y otros de rápido envejecimiento, el uso de envases sin retorno, etc., son elementos contribuyentes a los problemas de residuos.

Los niveles actuales de producción de residuos impiden, en la mayoría de los casos, que sus efectos puedan ser absorbidos por la naturaleza. En especial, los nuevos productos sintéticos incrementan la agresividad física, química y biológica hacia el medio ambiente. El desconocimiento de su comportamiento en el medio natural y de los posibles efectos mutágenos, componen un mosaico de



máxima peligrosidad y hace que el hombre deba tomar otras alternativas de tratamiento de esos residuos.

Diversos investigadores medioambientalitas han analizado los factores

desencadenantes de la superproducción de los Residuos Sólidos Urbanos (RSU):

• Existencia de sociedades eminentemente consumidoras. • Incremento de la calidad de vida. • Aumento de la población y de su esperanza de vida media. • Concentración de la población en grandes núcleos urbanos.

Estos investigadores defienden que la solución al problema planteado por

los RSU no se encuentra en una actuación sobre los factores sociales anteriormente citados, sino en los propios residuos; admitiendo que, aunque se puede limitar la generación de residuos de un modo sensible, ésta es inevitable, ya que está íntimamente ligada al avance de la civilización.

Las actuaciones más inmediatas deben encaminarse en las direcciones siguientes (Delgado, 1991):

• Incrementar la utilidad del RSU. • Reducir el volumen del no–reutilizable. • Eliminar la toxicidad del no–reutilizable.

El compostaje se encuadra en uno de los sistemas de tratamiento de

residuos sólidos urbanos, industriales, agrícolas y ganaderos que permiten dar valor a los residuos de fácil biodegradabilidad, como son los restos vegetales o animales (fecales de ganados vacunos, porcinos, aves, etc.).

La fabricación de compost o compostaje se puede considerar un proceso

específico de reciclaje, ya que recupera la fracción biodegradable de la fracción orgánica de los RSU para su posterior utilización como fertilizante o corrector de suelos.

La práctica del compostaje parte de una concepción sistémica de utilización

de los residuos, convirtiéndose en un método de recuperación y aprovechamiento de desechos orgánicos biodegradables.

Los sistemas de tratamiento de residuos son esenciales en el control de la

contaminación ambiental, y cada vez se hace más necesario que sean sistemas cuya optimización tecnológica sea lo más similar posible a los procesos que ocurren cotidianamente en la naturaleza.

Los sistemas de tratamiento de residuos mediante compostaje tienen dos

modalidades. Una, el proceso de compostaje aerobio, que abarca desde los procesos más simples (caseros o domésticos) hasta los industriales (plantas de compostaje), logrando una estabilización completa del material residual (bio–compost). Otra, el compostaje anaerobio, que se realiza mediante el auxilio de



complejos digestores (las plantas de bio–compost y biogás). Éstos procesos se basan en la digestión de la materia orgánica biodegradable.

El estudio de los residuos y de su gestión es de gran importancia en la actualidad, no sólo por los problemas que los residuos producen en la salud del hombre y de su impacto negativo en el medio ambiente, sino porque constituyen también una fuente de recuperación y obtención de materia prima para la industria del plástico, del papel, de la metalurgia, para la agricultura, para la recuperación de suelos degradados, etc.

En el presente trabajo se investigan los residuos sólidos urbanos y, concretamente, la fracción orgánica, que son aquellas partes de los residuos que en algún momento tuvieron vida, formaron parte de un ser vivo o derivan de los procesos de transformación de combustibles fósiles, los cuales pueden ser putrescibles o biodegradables.

En la actualidad, constituye también una preocupación la búsqueda de sistemas de gestión de residuos que contemplen el aprovechamiento y la valorización de los desechos urbanos, ampliando las cadenas de reciclaje, recuperación y reutilización de materiales orgánicos e inorgánicos.

Contando con un gran apoyo ciudadano, las nuevas técnicas y prácticas de gestión de residuos sólidos urbanos basadas en la prevención, recogida selectiva en origen, compostaje de la fracción orgánica biodegradable y reciclaje de gran parte del resto de los materiales, son los grandes retos y metas que llevarán a la convivencia armoniosa entre el hombre y el medio ambiente. De capital importancia es que las tecnologías de tratamiento de desechos deben ser accesibles a todos los países del mundo, porque vivimos en un mundo global de problemas ambientales globales. Por eso, las prácticas de buena convivencia entre el hombre y la naturaleza deben ser responsabilidad de todos los pueblos.

El compostaje pasa entonces a ser parte de este manejo alternativo, en el que se hace indispensable la integración de la comunidad en esta actividad, ya sea como valorizadora de los desechos sólidos orgánicos, como consumidora del compost elaborado o como beneficiaria de la reducción de la parte putrescible de los desechos (Fundación Natura, 1998).

Hay razones suficientes para incrementar la tecnología del compostaje para la recuperación de la materia orgánica. Por un lado está el índice porcentual elevado de la presencia de materia orgánica en los residuos urbanos, que constituye la materia prima para el proceso de compostaje. Por otro, este alto nivel de generación de materia orgánica biodegradable exige un tratamiento adecuado para reducir la contaminación generada por los malos olores, gases, lixiviados y reproducción de vectores de enfermedades (roedores y insectos). Por último, el compost producido se aprovecha para la recuperación de suelos deteriorados y carentes de nutrientes, mejorando de este modo la calidad de la producción y productividad agrícola, y como alimento para animales domésticos (ganado vacuno, porcino y aves).



El tratamiento de la fracción orgánica biodegradable de los residuos sólidos urbanos mediante compostaje anaerobio seguido de aerobio, es el objeto de esta investigación.

A partir de este enunciado, los objetivos iniciales del estudio se podrían concretar en:

1. La investigación de la calidad de la materia orgánica y de las condiciones del proceso de digestión anaerobia seguida de aerobia, a partir de residuos sólidos urbanos.

2. La búsqueda de un modelo y sus condiciones para la optimización del

proceso de compostaje de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos.

Por último, y como objetivos complementarios de la Tesis, cabe señalar

los siguientes:

1. La adquisición de conocimientos y el desarrollo de las habilidades consecuentes con el fin de aplicar éstos en el desarrollo tecnológico de países en desarrollo.

2. La difusión de estos conocimientos a los profesionales de esos países en

desarrollo.

3. El aprendizaje inherente al diseño y desarrollo de toda investigación científica.

4. La aplicación tecnológica práctica de todo ello.

CAPÍTULO 3. SITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA


–17 –

3.1. GENERALIDADES SOBRE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS 3.1.1. LOS RESIDUOS Y LOS CIUDADANOS El primer problema de los residuos sólidos (RSU), a lo largo de la historia, según Tchobanoglous (1998) y García y Toro (2000), ha sido su eliminación, pues su presencia es más evidente que la de otro tipo de residuos y su proximidad al hombre resulta aún más molesta. La sociedad solucionó este problema quitándolo de la vista, arrojándolo a las afueras de las ciudades, a los cauces de los ríos o al mar, u ocultándolo mediante enterramiento. Todos los residuos sólidos pueden ser llevados a vertederos, pero ocupan mucho terreno y contaminan suelos y aguas. Incinerarlos tampoco es la solución mejor, pues emiten contaminantes atmosféricos y se producen cenizas y escorias muy tóxicas. La generación de residuos sólidos urbanos (RSU) tiene una triple repercusión medioambiental: contaminación, desperdicio de recursos y necesidad de espacios a su disposición. Los RSU, al ser acumulados o abandonados de una forma incontrolada, crean una evidente problemática ambiental, ya que al no tomar las medidas preventivas oportunas contaminan los medios receptores (aire, suelo y agua), afectando de una forma importante al paisaje, con la consiguiente depreciación del terreno y deterioro del entorno. El crecimiento acelerado de la población en los últimos años, así como el proceso de industrialización han aumentado de tal forma la generación de residuos, que las soluciones utilizadas hasta entonces resultan inviables. Por eso, la búsqueda de nuevas soluciones comprometidas con la salud y el medioambiente han favorecido y acelerado muchas investigaciones técnico–científicas en los últimos años a fin de resolver los problemas que producen los residuos. Los residuos urbanos comprenden todos los residuos que provienen de actividades de animales humanas, que normalmente se encuentran en estado sólido y que son desechados como inútiles o superfluos. Y se entiende genéricamente como tales aquellos producidos por cualquier actividad en núcleos de población o en su zona de influencia, es decir, residuos generados en ámbito domiciliario (Alonso A. et al., 2003). La Ley 10/1998 de 21 de abril, de Residuos define Residuos Sólidos Urbanos como “los generados en los domicilios particulares, comercios, oficinas y servicios, así como todos aquellos que no tengan la calificación de peligrosos e que por su naturaleza o composición puedan asimilarse a los producidos en los anteriores lugares o actividades”.


SITUACIÓN BIBLIOGRÁFICA —18—

Son considerados también RSU los siguientes:

• Residuos procedentes de la limpieza de vías públicas, zonas verdes, áreas recreativas y playas.

• Animales domésticos muertos, muebles, enseres y vehículos abandonados.

• Residuos y escombros procedentes de las obras menores de construcción y reparación domiciliaria.

La gestión de residuos contempla el conjunto de acciones necesarias como su recogida, traslado a los centros de tratamiento y la ejecución de las operaciones finales para recuperarlos y reintegrarlos como materias primas en los circuitos productivos o eliminarlos. Dentro del marco de la Ley 10/1998 de 21 de abril se define la Gestión de Residuos como: “el conjunto de acciones encaminadas a buscar soluciones válidas a los problemas que éstos plantean a toda comunidad, teniendo en cuenta los aspectos legales, económicos, medio ambientales de ordenación del territorio y de aceptación pública”. La gestión de residuos está compuesta por el conjunto de actividades encaminadas a dar a los mismos un destino más adecuado de acuerdo con sus características e importancia, con el fin de proteger la salud humana, los recursos naturales y el medio ambiente. Se entiende como fases de gestión: la generación, la presentación (prerrecogida), la recogida, el almacenamiento, el transporte, la valorización, el tratamiento y/o eliminación de los residuos, incluida la vigilancia de estas actividades y de los lugares de depósito de vertidos después de su cierre (Tchobanoglous et al. 1998; Mendoza et. al, 1998). 3.1.2. CONSTITUYENTES DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Los RSU están constituidos por materiales muy heterogéneos, lo que lleva a la necesidad de agruparlos en categorías de cierta homogeneidad. Según Mendoza et al. (1998), los tres grandes grupos son: Inertes: metales, vidrio, tierra, escorias, cenizas. Fermentables: compuestos orgánicos que pueden sufrir procesos de putrefacción. Combustibles: papel, catón, plásticos, madera, gomas, cueros, textiles, etc. Químicamente estos residuos pueden clasificarse de acuerdo con sus componentes en:

• Grasas, aceites, resinas, terpenos. • Carbohidratos: azúcares, almidón, hemicelulosa, celulosa, poliurónidos. • Ácidos orgánicos.



• Aldehidos, cetonas, alcoholes. • Lignina. • Compuestos cíclicos: fenoles, quinonas, taninos. • Alcaloides y bases orgánicas. • Proteínas, aminoácidos, aminas y otros compuestos nitrogenados. • Enzimas, hormonas, vitaminas, pigmentos, sustancias antibióticas. • Constituyentes minerales: fosfatos, sulfatos, carbonatos, halogenados,

nitratos, sales de potasio, sodio, calcio, magnesio y micro–elementos. 3.1.3. PROBLEMAS DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS Cada vez se generan más residuos de composición físico–química ajena a los materiales existentes en la naturaleza. A su peligrosidad, conocida unas veces y desconocida otras, se añade su no–biodegradabilidad y desconocimiento también de cuál puede ser su comportamiento futuro, así como de la duración de su peligrosidad. Todo ello muy por encima quizás de nuestra capacidad técnico–científica, la que se corresponde con nuestra propia civilización, como sucede en el caso de algunos residuos radiactivos. Los residuos sólidos pueden contener diferentes desechos. Unos de procedencia humana, como pañales, pañuelos o restos de comida contaminada. Otros de procedencia industrial, como detergentes, restos de medicamentos, pilas etc. O incluso de procedencia animal, como heces. A su vez, estos residuos pueden ser vehículos de microorganismos patógenos, los cuales, al producirse su adaptación al medio acabarían desarrollando su capacidad de resistencia. Todo esto hace que los residuos sólidos sean focos de contaminación capaces de transmitir, de forma directa o indirecta, ciertas enfermedades infecciosas a la población receptora. La problemática que plantean los RSU como consecuencia de su incremento y de sus implicaciones en la contaminación ambiental, así como el agotamiento de los recursos naturales, hace que sea esencial la búsqueda de caminos para su gestión correcta desde el punto de vista ambiental y socio–sanitario. La relación entre salud pública y gestión de residuos es evidente. Cuando esta gestión, en cualquiera de sus fases (almacenamiento, recogida, evacuación y deposición final) es inapropiada, el efecto negativo sobre la salud se magnifica. Esto se puede ver claramente en aquellos paises que no disponen de los medios suficientes, financieros o de otro tipo, para la adquisición de contenedores, el mantenimiento de medios de transporte o el soporte de toda una gama de necesidades relacionadas con esa gestión de residuos. Las autoridades de salud pública, según el (SINAI) y el Centro Nacional de Tecnologías Limpias (CNTL) de Brasil (2002), han demostrado que las ratas, moscas, cucarachas, pulgas y otros transmisores de enfermedades se reproducen en contenedores de basuras inadecuados, en acúmulos urbanos y suburbanos o en vertederos incontrolados. Y que muchas enfermedades



humanas están relacionadas con la gestión incorrecta de residuos sólidos. Cabe destacar tres aspectos importantes de esta problemática ambiental de los RSU: Los riesgos sanitarios, es decir, los posibles riesgos de contraer o transmitir enfermedades o lesiones a través del contacto con los residuos si no se recogen y eliminan adecuadamente.

La producción de olores desagradables y riesgos para la salud de las personas por los depósitos incontrolados de basuras, debido a la presencia de roedores, insectos y otros agentes portadores de enfermedades.

Los impactos negativos sobre los cuerpos de agua del entorno que los depósitos de RSU y vertederos incontrolados producen, ya que los líquidos lixiviados pueden alcanzar y contaminar fuentes superficiales o subterráneas de agua potable o de riego agrícola, así como cuerpos de agua de interés para la acuicultura y el turismo.

El deterioro del entorno que producen las grandes acumulaciones de RSU dispersas en el territorio de forma incontrolada. Se producen molestias a las personas que viven en las proximidades por la presencia de polvo, papeles y plásticos que se extienden por los alrededores al ser transportados por el viento.

De forma resumida, se puede decir que el principal problema sanitario derivado de los residuos sólidos urbanos es la contaminación del medio (suelo, agua y aire), del cual según García y Toro (2000) se destacan

1. La producción de olores. 2. La contaminación atmosférica por emisiones gaseosas. 3. La contaminación biótica del agua, por patógenos. 4. La contaminación química del agua. 5. La contaminación del suelo, por disposición de las basuras.

Producción de olores Fenómenos ecológicos, tales como la contaminación del aire y del agua, han sido atribuidos también a la gestión inapropiada de los residuos sólidos (Tchobanoglous et al. 1998), por ejemplo: los olores de los residuos pueden desarrollarse cuando son almacenados durante largos períodos de tiempo in situ entre recogidas, en las estaciones de transferencia y en vertederos incontrolados o en vertederos pocos seguros y este fenómeno es más acelerados en los territorios de climas cálidos. Estos olores se producen por la descomposición anaerobia de reducción de materia orgánica que contiene sulfatos (SO4

2–) en sulfuros (S2–). El lixiviado de basureros y vertederos incontrolados o mal diseñados han contaminado las aguas superficiales y subterráneas.



La descomposición anaerobia y la putrefacción de la fracción orgánica biodegradable de los residuos (García y Toro, 2000) causan la generación de cantidades enormes de compuestos que producen malos olores. Entre estos compuestos se destacan:

• Sulfuros de hidrógeno H2S: olor a huevo podrido.

• Sulfuros orgánicos (CH3)2S, CH3SSCH3: olor a coles podridas.

• Mercaptanos CH3SH, CH3(CH2)2SH: olor a mofeta.

• Aminas CH3NH2, (CH3)3N: olor a pescado podrido.

• Diaminas NH2(CH2)NH2, NH2(CH2)5NH2: olor a carne en mal estado.

• Escatos C8H5NHCH3: olor fecal.

• Amoniaco NH3: olor amoniacal.

• Indol.

• Gases de hidrocarburos, como aldehídos, cetonas, parafinas, aromáticos, ácidos carboxílicos, ésteres y sustancias terpenoides.

Los malos olores generan atrofia del olfato, provocan incomodidad y afectan

al bienestar.

A consecuencia de estos contaminantes aparecen enfermedades que afectan a plantas y animales, provocando la desertificación y el desaparecimiento de especies. Aparecen también enfermedades que afectan a los humanos, como: deficiencias respiratorias, cáncer e inmunodeficiencia. Así mismo, se favorecen las alteraciones de los factores climáticos y, como consecuencia, de los propios climas, provocándose las lluvias ácidas y el efecto invernadero o calentamiento global de la tierra.



Figura 3.1: Reacciones de descomposición de la materia orgánica de RSU que genera olores malolientes. Nota: (1) Reacción de reducción de sulfato por ácido láctico y subsiguiente formación de sulfuro. (2) Reacción de reducción de sulfato en sulfuro. (3) Reacción de formación de ácido sulfhídrico. (4) Reacción de formación de sulfuros metálicos (Fe, Cd, Hg, Zn, Cr, etc.) que son arrastrados los lixiviados de las basuras. (5) Reacción de descomposición de metionina y formación de metilmercaptano y ácido aminobutírico. (6) Reacción de hidrólisis de mercaptano y formación de ácido sulfhídrico.

Otros contaminantes producidos por las basuras serían:

• Monóxido de carbono: CO.

• Óxidos de nitrógeno: N2O, NO, NO2.

• Ácido Nitroso: HNO2 y ácido nítrico: HNO3.

• Dióxidos de azufre: SO2.

• Ozono: O3.

• Amoníaco: NH3.

• Metano: CH4.

• Sulfuro de hidrogeno: H2S(g) y ácido sulfhídrico – H2S(l).



• Compuestos orgánicos volátiles: CFC, PCB5.

• Metales pesados tóxicos en los gases y cenizas: Pb, Cd, Hg.

• Gases clorado y fluorados (Dioxinas y furanos).

Proliferación de vectores La disposición inadecuada de los residuos o mal tratamiento de estos, crea condiciones para la proliferación masiva de vectores y de patógenos y da como consecuencia la producción de epidemias con efectos devastadoras en la población. Los vectores se comportan como vehículos que permiten el paso de los agentes productores de enfermedades hacia el ser humano. Los principales vectores relacionados con los residuos son:

• Insectos: mosca, cucaracha, escarabajos y pulga.

• Roedores: ratas y ratones.

• Aves: gaviota, cuervo, paloma, gallina, pato, etc.

• Animales: perros, gatos, cerdo, etc. Los grupos de patógenos capaces de desarrollar enfermedades infecciosas y sus respectivas enfermedades (García y Toro, 2000), son:

Virus Enfermedades Poliovirus Parálisis y meningitis Hepatitis A Hepatitis A Hepatitis B Hepatitis B Coxsackiesvirus Meningitis, afecciones respiratorias, parálisis y fiebresReovirus Enfermedades respiratorias

Tabla 3.1: Principales virus y sus correspondientes enfermedades.

Los virus se encuentran en heces fecales de origen animal o humano, esputos, mucosidades, alimentos en mal estado y residuos hospitalarios. A partir de aquí proliferan en un huésped (animales que se alimentan de las basuras o persona que manipula los residuos sin cumplir las normas de seguridad).



Bacterias Enfermedades Escherichia coli Diarrea Salmonella tiphi Fiebre tifoidea Shiguella sp. Disentería bacilar Vibrio cholerae Cólera Yersinia entorocolítica Gastroenteritis Campilobacter sp. Gastroenteritis Mycobacterium tuberculosis Tuberculosis Bacillus anthracis Ántrax Leptospira sp. Leptospirosis

Tabla 3.2: Principales bacterias y sus correspondientes enfermedades (García y Toro, 2000).

La presencia de bacterias en los residuos sólidos está relacionada con la presencia de materia orgánica. Su procedencia es semejante a la viral.

Protozoos Enfermedades Entamoeba hystolytica Disentería amebiana Giardia lamblia Giardiasis Acanthamoeba castellani Meningoencefalitis Balantidium Disentiría y úlcera intestinal Cryptosporidium Diarrea, náuseas y pérdida de peso

Tabla 3.3: Tipos de protozoos y sus correspondientes enfermedades (García y Toro, 2000). La procedencia de los protozoos en los residuos se debe a la disposición en estos de excretas animales y humanas y de alimentos contaminados.

Helmintos Enfermedades Ascaris lumbricoides Ascaridiasis Taenia saginata Teniasis Taenia solium Teniasis Hyminolepis nana Himinolepiasis Trichiuris trichiura Trichiuriasis Ancylostoma duodenal Anquilostomiasis

Tabla 3.4: Tipos de helmintos y sus correspondientes enfermedades (García y Toro, 2000).

Los helmintos presentan en su mayoría un ciclo de vida largo con diferentes morfologías, implicando en muchos casos el paso de un huésped a otro. Su procedencia en los residuos es variada.



La presencia de hongos en residuos es muy diversa y su capacidad de proliferación es elevada debido a las condiciones favorables de humedad y presencia de materia orgánica, así como a su gran adaptación en condiciones variables de pH (2–9) siendo el óptimo el pH=5,6 (Tchoganoglous et al., 1998). Es decir, son muy resistentes a los factores ambientales y muy resistentes en el medio. Por presentar una gama de adaptabilidad en el medio ambiente, los hongos pueden degradar una amplia variedad de compuestos orgánicos existentes en los residuos. Suelen tener formas infecciosas (esporas) para los seres humanos y son utilizados por las industrias farmacéuticas para la producción de compuestos valiosos, como ácidos orgánicos (cítrico, glucónico), diversos antibióticos (penicilina, griseofulvina) y enzimas (celulosa, proteasa y amilasa). Contaminación Química Es frecuente la contaminación directa aunque sus manifestaciones sean de tipo no puntuales cuando se realiza una mala manipulación de los residuos sólidos urbanos, fundamentalmente, cuando se mezclan los residuos tóxicos y peligrosos con el resto de los residuos urbanos durante la disposición in situ, en contenedores, en la recolección, así como en el depósito de vertidos. La contaminación indirecta que es más frecuente parte de la existencia de contaminantes en los residuos sólidos (García y Toro, 2000). La humedad, fermentación y putrefacción de la parte orgánica genera condiciones de solubilización de diversos componentes de los residuos produciendo lixiviados con una carga de sales o compuestos orgánicos e inorgánicos que contienen metales pesados tóxicos. Estos contaminantes al mezclarse con el suelo o aguas del subsuelo y aguas superficiales van a contaminar a los organismos acuáticos y plantas. De esta forma esta contaminación llega a los eslabones más alto de la cadena trófica como el hombre que se sitúa en el vértice de la pirámide de alimentación. Los contaminantes químicos procedentes de los residuos que pueden afectar a la calidad de compost son: fosfatos, nitratos provenientes de detergentes y pesticidas, sólidos en suspensión, grasas y aceites, fenoles, metales pesados (Fe, Cd, Pb, Cu, Zn, Ag, Mn, Ni, Hg y Cr). Estos metales pueden acumularse sobre los suelos al ser poco móviles o poco solubles y poder retenerse por fenómeno de intercambio iónico y llegar a las masas acuosas subterráneas y superficiales.



3.2. OPERACIONES UNITARIAS EN LA GESTIÓN DE RESIDUO SÓLIDOS URBANOS Y PROBLEMAS EMERGENTES 3.2.1. FASE DE PRESENTACIÓN En la fase de presentación se llevan a cabo un conjunto de operaciones que van desde la generación del residuo hasta el momento de traslado hacia el contenedor público. Normalmente son operaciones que consisten en la separación de las fracciones de los residuos o no, trituración de los residuos o no, el depósito en bolsas o cubos, el almacenamiento en situ y el traslado hacia depósito público o contenedor. Estas acciones son llevadas a cabo normalmente por el productor de residuo en el domicilio, oficina, jardín, parque, fábrica, etc. y la a calidad de estos residuos puede ser afectado por la contaminación química principalmente y patogénica a partir de su lugar de generación.

Thobanoglous (Thobanoglous et al., 1998) ha afirmado que las mezclas de diferentes fracciones de residuos se pueden contaminar entre sí y alterar las características y calidad de los residuos. La trituración de la fracción biodegradable y la compactación acondiciona la fermentación y producción de lixiviados que incrementa la solubilización de las partes solubles de los residuos y consecuentemente la contaminación de los residuos. El almacenamiento de los residuos, principalmente la fracción de rápida biodegradabilidad mezclada con otras secas en situ en período extenso produce la descomposición biológica (fermentación, putrefacción), absorción de fluidos y contaminación de los componentes de los residuos alterando así la calidad de los mismos. Las operaciones (manipulación y separación, el almacenamiento y procesamiento) de los RSU en origen tienen un efecto importante sobre las características de los residuos, sobre los subsecuentes elementos funcionales, sobre la salud pública, sobre las actitudes públicas sobre los residuos y sobre el uso de los productos procedentes de los residuos. 3.2.2. DEPÓSITO EN CONTENEDOR Los contenedores para el depósito de los residuos varían según las características y tipos de residuos a recoger, tipo de sistema de recogida utilizado, de la frecuencia de la recogida y del espacio disponible para poner los contenedores (Thobanoglous et al.,1998). El estado del contenedor puede influir en la buena conservación o deterioración de los residuos. Se ha demostrado que contenedores descubiertos o rotos son susceptibles a la penetración de aguas de lluvias o nieve, así como son focos de atracción para animales e insectos y emisión de malos olores. De hecho



en estos contenedores se inicia la biodegradación y contaminación de los residuos. Se puede observar que durante un largo período de almacenamiento de residuos en los contenedores, aunque sean de buen estado, los residuos pueden sufrir la descomposición que es acelerada por la acción del calor que se acumula dentro del mismo principalmente en tiempos o climas calidos y por consiguiente, los residuos sólidos absorben los fluidos transpirados y los lixiviados. Este fenómeno contribuye a la disolución de las sales y como resultado final es la contaminación de las diversas fracciones de residuos. 3.2.3. RECOGIDA Y TRANSPORTE

Figura 3.2: Camión compactador de carga trasera para la recogida de RSU.

Los residuos pueden ser recogidos por diversos medios de transporte: vehículos de tracción animal, tractores y camiones de variados mecanismos de transporte. Se puede considerar y destacar que los vehículos con sistemas de compactación pueden contribuir a incrementar la contaminación de los residuos, ya que los residuos sometidos a presiones durante la compactación incrementan su humedad, y el movimiento de los residuos en esta fase facilita su mezcla. En los restantes tipos de vehículos se pueden generar malos olores, gases y lixiviados que atraen insectos, que son vectores de enfermedades.



Según Vecino (Vecino et al.,1999), se pueden diferenciar tres tipos de sitemas:

1) Recogida en masa, vertedero e incineración En España, los residuos son depositados en contenedores. La recogida es realizada diariamente en camiones que suelen compactar. Una vez recolectados, los residuos son transportados al vertedero o a la incineración.

2) Recogida en masa triaje / compostaje Es un sistema que se basa en la recogida en masa como el anterior, pero con la diferencia de que los residuos van primero para una planta de pretratamiento donde se separan los materiales inorgánicos y se selecciona la materia orgánica para compostaje o digestión anaerobia. El material rechazado aquí se lleva al vertedero o a la incineración. Este sistema presenta inconvenientes con respecto a la normativa sobre la calidad de compost, que deja de ser aplicable para fines agrícolas debido a la presencia de materiales no orgánicos y a que sobrepasa los límites de contaminantes. Esta contaminación, sin duda ninguna, es originada por la mezcla de distintas fracciones de residuos en el origen o en los contenedores, por la acción de compactación durante la recogida y por la mala optimización en la selección de las fracciones en la planta de selección de residuos.

3) Recogida selectiva

Figura 3.3: Diferentes tipos de contenedores de RSU.

1– Para papel y cartón. 2– Para vidrio. 3– Para plásticos, latas y bricks. 4– Para el resto de residuos.



Se puede considerar que, para disminuir la contaminación de los residuos sólidos es necesario la intensificación y la masificación de la recogida selectiva de los residuos en su origen, el depósito de los residuos en contenedores específicos y el transporte de los mismos en vehículos específicos.

La recogida selectiva en la ciudad de Madrid incluye:

• Recogida de papel.

• Recogida de vidrio.

• Recogida de pilas.

• Recogida de medicamentos.

• Recogida de poda y jardinería.

• Recogida de textil.

• Recogida de envases. Este modelo se basa en la recogida de los residuos en dos contenedores: orgánico e inorgánico (Vecino et al., 1999). Los residuos son clasificados y separados por los ciudadanos en dos fracciones: húmeda y seca. Cada una de estas fracciones se deposita en su correspondiente contenedor identificado con diferentes colores. Sáez (2000) en su tesis doctoral muestra que la relación del contenido de contaminantes como los metales pesados en los residuos y subsecuentemente en el compost varia según el tipo de recogida. Se destaca un mayor contenido de metales pesados en compost procedente de los residuos medianamente seleccionados con respeto a los seleccionados en el origen. El riesgo de contaminación con metales pesados tóxicos en compost aún es nulo en caso de compostar solo la materia orgánica. Mediante el proceso de separación previa de las fracciones de los residuos en el origen y depósito en contenedores específicos se puede esperar una calidad envases limpios de cualquier basura que pueda contaminarlos y se consigue un residuos orgánico biodegradable relativamente libre de contaminantes químicos o por otros materiales no biodegradables y por consiguiente una producción de compost libre de contaminantes. Mata A. y Sans M. (1992) estudiando los factores que afectan a la digestión anaerobia de la fracción orgánica de RSU procedentes de la selección mecánica (SM), selección en origen (SO) y recogida en origen (RO), obtuvieron los siguientes resultados de rendimiento:



Sistema de selección de la foRSU

Sustrato (m3 CH4 / Kg SV

SM– foRSU 0,158 – 0,366 SO– foRSU 0,445 – 0,486 RO– foRSU 0,371– 0,401

Tabla 3.5: Rendimiento del proceso de digestión anaerobia de RSU seleccionados por diferentes métodos (Mata y Sans, 1992).

A la vista de estos resultados, llegaron, entre otras, a las conclusiones

siguientes: La composición de la fracción de alimentación, la calidad de los residuos sólidos urbanos y el porcentaje de la fracción orgánica (putrescible, papel, cartón etc.) afectan el rendimiento del proceso de digestión y, consecuentemente, la producción de metano. Cualquier trabajo de digestión de residuos se debe observar la estrategia de selección de los residuos a digerir. La estrategia de selección en origen de la fracción orgánica da mayor rendimiento en producción de metano con respeto a otras dos estrategias. Como medidas a adoptar para resolver la problemática de rendimiento de los digestores así como para la producción de compost de buena calidad, estos investigadores han propuesto cuatro medidas:

• Educación ambiental: educar a los ciudadanos generadores de residuos a adoptar y habituar el proceso de selección en origen.

• Aumentar la selección manual.

• Eliminar definitivamente las trituradoras de residuos al inicio de proceso de

selección en la planta.

• Optimizar la separación de vidrio, pilas, baterías de celulares, metales, cartón, papel, etc.



3.3. TRATAMIENTO DE RSU EN MOZAMBIQUE El proceso de recogida de residuos urbanos predominante en Mozambique es de recogida unitaria. En la ciudad, los residuos son depositados en contenedores de diferentes tamaños variando desde 100 litros hasta 3 toneladas de capacidad y en la mayoría sin tapas. Los residuos permanecen normalmente 2 días y en algunas zonas hasta 4 días sin recogerlas, quedándose súper llenos, lo que obliga a la población depositar los residuos al suelo. Estos contenedores permiten la entrada de agua de lluvias, rápida reproducción de moscas y entrada de animales, producción de malos olores. En los barrios suburbanos la basura es depositada en tambores de 100 a 200 litros. Estos se llenan con mucha rapidez haciendo que la población deposite los residuos directamente al suelo criando montañas de basura que a es imprescindible grúa para recoger a los camiones. En la ciudad, el transporte de basura se realiza mediante camiones de compactación, sin compactación o mediante tractores, mientras que en los barios suburbanos es más frecuente el uso de tractores. Los residuos son transportados directamente a los vertederos a cielo abierto, sin previa selección de las fracciones suburbanos lo que conlleva a un desperdicio de los recursos recuperables. Estos vertederos se encuentran normalmente localizados a escasos metros de los barrios, y constituye una fuente de proliferación de vectores de enfermedades, de malos olores, contamina el agua y suelo, etc., atrae a las personas principalmente niños que buscan alternativas de ssupervivencia, etc.

Figura 3.4: Vertedero de Munhava Matope en Beira (Mozambique). Vista 1. A la izquierda, niños buscadores de objetos útiles en el vertedero; a la derecha, camión descargando basura.

Periódicamente se fumigan los vertederos con insecticidas para desminuir los vectores. Y como alternativa para la eliminación de la basura, las autoridades municipales queman la basura en el propio vertedero como forma de desminuir su acumulación eliminando al mismo tiempo muchos de los roedores, insectos y sus larvas. La mayor parte de este residuo está constituido por la fracción orgánica



húmeda de fácil biodegradación, este proceso se acelera aún más por la temperatura elevada que predomina en el país, la cual alcanza en verano entre 32 a 42ºC. Utilizando estos residuos para la producción de compost, seria sin duda ninguna más benéfica y rentable, pues el compost es un acondicionador de suelos agrícolas. La mayor parte de este residuo constituye buena fuente o materia prima para el proceso de compostaje, razón por la cual merece abordar en este estudio.

Figura 3.5: Vertedero de Munhava Matope en Beira (Mozambique). Vista 2. A la izquierda, basura recién descargada; a la derecha, quema de basura.

La existencia de un vertedero a cielo abierto dentro de la ciudad o en su cercanía y muy próximo a los residentes contribuye para la deterioración del medio ambiente y constituye una de las fuentes de generación de vectores que provoca enfermedades, malos olores, es fuente de polución atmosférica y contaminante de suelo y aguas subterráneas.



3.4. PRODUCCIÓN DE RESIDUOS EN LA UE Y EN ESPAÑA Diversos autores en materia de gestión de residuos sólidos han referido que la cantidad de los residuos producidos por una colectividad varía en función de varios parámetros destacando los siguientes:

• Nivel de vida de la población.

• Modo de vida de la población.

• Época del año.

• El movimiento poblacional en diferentes períodos del año.

• Clima o estaciones climáticas. Las nuevas tendencias de comercialización de mercancías (p. ej. en envases no renovables). En la Unión Europea (Alonso et al., 2003), se produjeron en el año de 1995 en torno a 1.300 millones de toneladas de residuos totales (excluyendo los residuos de agricultura y forestales) de los cuales unos 185 millones de toneladas, (aproximadamente un 14%) corresponde a los residuos municipales, de los cuales se destacan los lodos de depuración, residuos de pequeñas construcciones y demoliciones, residuos biodegradables, aceites y residuos de centrales térmicas de carbono. Los residuos urbanos generados por habitante en hasta entonces, variaban en función de los países, y oscilaban entre 310 Kg y 580 Kg. La revista Tecnociencia de diciembre, 2002, relaciona datos de Europe´s Environment Agence en lo que entre otros se destaca: La cantidad total de residuos generados cada año en Europa asciende aproximadamente a 2.000 millones de toneladas. Más de 40 millones de toneladas son residuos peligrosos. Las principales fuentes de residuos son: agricultura, construcción, actividad minera y zonas urbanas. Los residuos agrarios son los más importantes en términos cuantitativos. Los industriales son los que provocan las más graves repercusiones sobre el medio ambiente. La mayor parte de los residuos urbanos se eliminan en vertederos, solución que sigue siendo la menos costosa de todas, a pesar de que en la actualidad algunos países europeos aplican cánones de vertido. Cada vez se es más conciente de la necesidad de prevenir y reducir los residuos, así como del reciclado en países con sistemas avanzados de gestión.



En general, el compostaje es una posibilidad a la que se recurre con demasiada poca frecuencia. Los principales problemas que provocan los diversificados sistemas de tratamiento de los residuos sobre el medio Se muestran en la siguiente tabla:

MEDIO

VERTEDERO

COMPOSTAJE

INCINERACIÓN

RECICLADO

TRANSPORTE

AIRE

Emisión de CH4 y CO2; Olores

Emisión de CO2; Olores

Emisión de SO2, NOx, HCL, HF, COVDM, CO, CO2, N2O, Dioxinas , Dibenzofuranos; Metales pesados (Zn, Pb, Cu, As)

Emisión de polvo

Emisión de polvo y gases malolientes; Derrame accidental de sustancias peligrosas

AGUA

Lixiviados de sales, Metales pesados, Compuestos orgánicos persistentes y biodegradables a la capa freática

Disposición de sustancias peligrosas en aguas superficiales

Vertido de aguas residuales

Riesgo de contaminación de las aguas de superficie y subterráneas por derrames accidentales

SUELOS

Acumulación de sustancias peligrosas e el suelo

Depósito de escorias, cenizas y chatarra en vertederos

Depósito de residuos finales en vertederos

Riesgo de contaminación del suelo por derrames accidentales

PAISAJES

Ocupación de suelo, impide otros usos

Ocupación de suelo, impide otros usos

Impacto visual; impide otros usos

Impacto visual Tráfico

ECOSISTEMAS

Contaminación y acumulación de sustancias en la cadena trófica

Contaminación y acumulación de sustancias en la cadena trófica

Riesgo de contaminación del suelo por derrames accidentales

ZONAS URBANAS

Exposición a sustancias peligrosas

Exposición a sustancias peligrosas

Ruido

Riesgos de exposición a sustancias peligrosas por derrames accidentales

Tabla 3.6: Los impactos ambientales que provocan los diversos métodos de tratamiento de los residuos en el medio (Revista Tecnociencia, Diciembre, 2002). Hasta el año 2002 cada ciudadano español generaba por término medio 1,34 kg de residuos sólidos al día, 487,70 kg por persona y año y una producción de residuos domésticos estimados en 20.465.614 Tm/año. Estos residuos domésticos van a los vertederos e incineradoras, plantas de compostaje y para reciclaje. La tabla y el gráfico siguientes demuestran la evolución de la generación de los residuos entre los años 1990 y 2002.



GENERACIÓN DE RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS EN ESPAÑA Año 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 Kg/hab/día Kg/hab/año Población tn/año

0,88 322,02 38.851.322 12.545.952

0,92 330 38.885.580 12.821.450

0,99 357 38.885.580 13.827.655

0,99 362 39.433.942 14.255.923

0,99 363 39.433.942 14.296.302

1,04 378,20 39.433.942 14.914.235

1,06 388 39.433.942 15.307.652

Año 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2002/1990 Kg/hab/día Kg/hab/año Población tn/año

1,19 443,43 39.669.394 17.178.736

1,20 436,58 39.669.394 17.418.169

1,26 459,17 39.669.394 18.376.532

1,30 474,17 40.202.160 18.925.109

1,29 470,80 40.847.371 19.124.750

1,34 487,70 41.837.894 20.465.614

51,8% 51,0% 7,7% 63,1%

Tabla 3.7: Generación de residuos sólidos urbanos en España, 1990–2002 (Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental. Ministerio de Medio Ambiente. España, 2005).

GrÁfico 3.1: Evolución de la generación de RSU en España, 1990–2002. (Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental. Ministerio de Medio Ambiente. España, 2005). Buena parte de estos RSU, el 60 por ciento del volumen y el 33 por ciento del peso de la bolsa de basura, la constituyen envases y embalajes, en su mayoría de un solo uso, normalmente fabricados a partir de materias primas no renovables, o que aun siendo renovables se están explotando a un ritmo superior al de su generación (p. ej., la madera para la fabricación de celulosa), y difícilmente reciclables una vez utilizados. A lo anterior tenemos que añadir que en el hogar también se producen residuos derivados de pinturas, disolventes, insecticidas, productos de limpieza, etc., considerados residuos peligrosos porque suponen un riesgo importante para la salud o el medio ambiente, pese a que solo representan un pequeño porcentaje de los RSU.



3.5. NORMATIVAS SOBRE RESIDUOS Y COMPOST La generación de los residuos es imparables en todos los países del mundo por el aumento de la población y el nivel económico ya que se está aumentando los nacimientos que incrementan el crecimiento poblacional, así como diariamente se implantan infraestructuras económicas y sociales, estos hechos constituyen fuentes generadores de residuos. Los problemas de los residuos viene abordado desde el punto de vista de su gestión. En la Comunidad Europea viene plasmada por: La Directiva 75/442/CEE, de de 15 de julio (DOCE nº L194/47 de 25 de julio de 1975), relativa a los residuos, modificada posteriormente por la Directiva 91/156/CEE, de 18 de marzo (DOCE nº L78/32 de 26 de marzo de 1991), relativa a los residuos y por la Decisión 96/350/CE de la Comisión. Para el aprovechamiento de residuos para la obtención de de compost libre de contaminantes es imprescindible optimizar los procesos de depósito y recogida de las distintas fracciones que constituyen los residuos para un posterior tratamiento, así como aparta todos los condicionalismos que pueda favorecer la contaminación de residuos por metales tóxicos y peligrosos, se han elaborado varias normativas reguladoras que entre otras se destacan: – Directiva 91/157/CEE, de 18 de marzo, relativa a las pilas y acumuladores que contienen materias peligrosas, (DOCE nº 78/38 de 26 de marzo de 1991). – Directiva del Consejo de la U. E. 91/689, del 12 de diciembre, relativa a los residuos peligrosos, disposición que deroga la anterior Directiva 78/319. – Directiva, 94/ 62/CE, relativa a los Envases y Residuos de Envases. – Decisión del consejo de la U. E. 94/904, de 22 de diciembre por la que se aprueba la lista comunitaria de residuos peligrosos. – Directiva 96/61/CE, relativa a la Prevención y Control Integrados de la Contaminación (IPPC). – Directiva 1999/31/CE del Consejo, de 26 de abril, relativa al Vertido de residuos.



Para el Estado Español se puede destacar: – Ley 20/1986, de 14 de mayo, Básica de Residuos Tóxicos y Peligrosos, ya derogada. – Real Decreto 833/1988, de 20 de julio, por el que se aprueba el Reglamento para la ejecución de la Ley de 20/1986, Básica de Residuos Tóxicos y Peligrosos (B.O.E. nº 182 de 30 de julio de 1988), parcialmente derogado. – Real Decreto 1078/1993, de 2 de julio, por el que se aprueba el Reglamento sobre clasificación, envasado y etiquetado de preparados peligrosos. – Ley 11/1997, de 24 de abril, de Envases y Residuos de Envases. – Ley 10/1998, de 21 de abril, de Residuos, da la capacidad de gobierno para estalecer normas sobre productores de residuos así como obliga de someter a autorización administrativa las instalaciones de valoración y poner condiciones a los productos reciclados. – Resolución de la Secretaria General del Medio Ambiente, de 13 de enero de 2000, por la que se dispone la publicación de Acuerdo de Consejo de Ministros, de 7 de enero de 2000, por el que se aprueba la elaboración del Plan Nacional de Residuos Urbanos 2000–2006 (BOE nº 28 de febrero de 2000). Este plan tiene por objeto principal reducir la producción de los residuos generada por consumidores y propone el establecimiento de los mejores sistemas de gestión, ambientalmente correctos adecuados a las destintas fracciones de residuos generados a través de los sistemas de reciclado y valorización idónea, combatir el aumento de las basuras domésticas (3% anual), paliar los fallos principales del actual sistema de gestión de residuos urbanos, (Alonso, 2003). En el año 2000 se comenzó la elaboración del Documento sobre la normativa de compost en el cual se ha recomendado para la mejoría de la definición del compost y del compostaje en la Orden de 98 de fertilizantes y afines. Se incluye también la indicación de la materia prima que puedan ser compostadas y las condiciones de las mismas, el aumento de contenido de materia orgánica, definición de los parámetros para la estabilidad del compost, limite de la cuantía y tamaño de impurezas y el establecimiento de varias categorías de compost y de sus respectivas características agronómicas. de esto habría que añadir los procedimiento para el proceso de compostaje y requisitos técnicos de las instalaciones, el control analítico y métodos de análisis y etiquetado. La Normativa de Aplicación del compost está regulada por el Real Decreto 1310/90 del MAPA sobre la utilización de lodos tratados en la agricultura y por la Orden de 28 de mayo de 1998 de MAPA sobre Fertilizantes y afines, modificado por Orden de 2 de noviembre de 1999. En la misma Normativa se regula el



contenido de metales pesados admisibles en el compost y en los suelos donde se van a aplicar, así como contaminación fecal y la presencia de salmonella. Ya que las fuentes generadoras de residuos así como las consecuencias de los impactos resultantes se manifiestan sobre los ambientes abióticos y bióticos localizados en las Comunidades, hace que estos residuos constituyan agregados familiares de lo cotidiano en las Comunidades Autónomas y Municipales y en ultimo caso, del hogar . Para evitar y minimizar los impactos que producen los residuos se han creado a su vez en estas Comunidades, las normativas reguladoras ya expuestas de las actividades de gestión de los residuos que incentivan entre otros aspectos a la: Prevención de la generación.

• Reducción, reciclado y reutilización de los residuos.

• Optimización en la eliminación definitiva de residuos.

• Mayor control de las actividades generadoras de residuos, de su gestión y tratamiento.



3.6. LODOS DE LAS DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES 3.6.1. PROBLEMAS GENERADOS POR LOS LODOS Las características físico–químicas del lodo vienen dadas a partir de su proceso de formación. El lodo tiende a acumular una serie de metales y compuestos orgánicos. Esta propiedad es una ventaja, cuando se considera la calidad del agua residual tratada, pero hace que la calidad del lodo contenga fundamentalmente cuatro grupos de contaminantes: Metales pesados:

Principalmente zinc, cobre, níquel, cadmio, plomo, mercurio y cromo. Su potencial de acumulación en los tejidos humanos y su biomagnificación en la cadena alimentaría suscitan preocupaciones, tanto medio ambientales como sanitarias. Los metales están siempre presentes, a concentraciones bajas, en las aguas residuales domésticas, pero las concentraciones preocupantes son sobre todo las que se encuentran en las aguas residuales industriales.

Nutrientes importantes de las plantas:

Nitrógeno y fósforo. Su peligrosidad radica en su potencial de eutrofización para las aguas subterráneas y superficiales. Sin embargo, se pueden considerar como fertilizantes valiosos, y su principal valor para la agricultura reside en sus propiedades fertilizantes. En las áreas sensibles identificadas, la directiva sobre aguas residuales exige un tratamiento terciario de éstas (eliminación de los nutrientes). Estos tratamientos también producen lodos, siempre con alto contenido en nutrientes y de distinta naturaleza según el proceso utilizado.

Contaminantes orgánicos:

Los plaguicidas, los disolventes industriales, los colorantes, los plastificantes, los agentes tensioactivos y muchas otras moléculas orgánicas complejas, generalmente con poca solubilidad en agua y elevada capacidad de adsorción, tienden a acumularse en los lodos. Incluso están presentes en los lodos residuales de hidrocarburos aromáticos policíclicos, procedentes de la combustión de los combustibles fósiles. Todos ellos son motivo de preocupación por sus efectos potenciales sobre el medio ambiente y, en particular, sobre la salud humana. Una característica específica de este tipo de contaminantes, en comparación con los dos anteriores, es su (variado) potencial de biodegradación lento, pero significativo. Por tanto, los sistemas biológicos de tratamiento de aguas residuales, con tiempos de residencia más largos, tendrán una mayor capacidad de biodegradar estos compuestos indeseables. La biodegradación también puede ocurrir después de esparcir los lodos en la tierra o durante el compostaje.



Agentes patógenos:

Los agentes patógenos más importantes que existen en el agua y que se han encontrado en los lodos son las bacterias (como la Salmonella), los virus (sobre todo, enterovirus), los protozoos, los trematodos, los cestodos y los nematodos. Como resultado, para que cualquier vertido de los lodos sea seguro se precisa la eliminación, o al menos una inactivación suficiente, de estos agentes patógenos. A este fin, se pueden aplicar a los lodos una serie de tratamientos, como la pasteurización, la digestión aerobia o anaerobia, el compostaje, la estabilización con cal, el almacenamiento en estado líquido y la desecación y el almacenamiento en seco.

Microorganismos patógenos y enfermedades

Grupo Género Enfermedad Salmonella Tifus, paratifus, enteritis Shigella Disenteria, paradisenteria Escherichia Enteritis (origen patógeno) Vibrio Cólera, paracólera, enteritis Clostridium Gangrena, tétano, botulismo Leptospira Leptospirosis

Bacterias

Mycobacterium Tuberculosis, tuberculosis atípica Poliovirus Poliomielitis, enteritis Coxackievirus A Dolores de cabeza y musculares Coxackievirus B Náuseas, meningitis Echovirus Diarreas, hepatitis Adenovirus

Fiebre, infecciones respiratorias, enteritis, conjuntivitis, afecciones nerviosas.

Rotavirus Gastroenteritis infantil Reovirus Gripe, diarreas, virus

Virus

Hepatitis virus A Hepatitis aguada o crónicas Entamoeba Disentería amebiana

Protozoos Giardia Amebiasis o disentería amebiana Trematodos Schistosona Equistosomiasis Cestodos Taenia Teniasis, isticercosis

Ascaris Ascaridiasis Nematodos Ancylostoma Anquilostomiasis

Tabla 3.8: Principales microorganismos patógenos presentes en lodos (Hernández, 1998). 3.6.2. APLICACIÓN DE LODOS Y SU IMPACTO La situación actual de producción de lodos llevará a una solución comprendida entre las dos alternativas extremas siguientes: Los lodos como un producto no deseado que sólo presenta problemas. La situación actual social, técnica y económica, exige la reutilización de los lodos, buscando su uso posterior como abono, o bien buscando su potencial energético.



No debe olvidarse que, bien de forma natural o artificial, son los millones de microorganismos existentes en los lodos con su actividad metabólica los que garantizan los ciclos esenciales de nitrógeno y carbono, dentro de unas condiciones de presión y temperatura, y de unas características en las aguas, que no impidan la acción enzimática. Dentro de los criterios de valoración, deben establecerse los condicionantes técnicos que permitan contrastar la idoneidad de la solución adoptada. Se establecerán limitaciones tales como:

Limitaciones técnicas de tratamiento o eliminación

Limitaciones del vertido y tratamiento, en relación con las condiciones ambientales.

Limitaciones sociales y políticas de su aceptación como abono para

agricultura.

Limitaciones en la disposición en vertederos controlados.

Limitaciones de vertido de lodos a cauces superficiales o al mar.

Condiciones de los lodos para su digestión anaerobia junto con otros residuos orgánicos.

Limitaciones de los lodos para su compostaje aerobio con los residuos

sólidos urbanos.

Condiciones de los lodos para su estabilización aerobia.

Limitaciones en el proceso de deshidratación, según técnicas, usos, y las posibilidades de transporte.

Limitaciones a la combustión del fango por tener un grado elevado de

humedad.

Los condicionantes del suelo al lodo previsto como abono, con utilización esporádica o continuada.

En determinados tipos de compost y de lodos de depuradoras de aguas

residuales se han encontrado contaminantes orgánicos como los que se reflejan en la tabla que sigue (Sáez, 2000).



Contaminantes orgánicos En compost En lodos

PCB–28– tetraclorobifenilo PCB–52– Pentaclorobifenilo PCB–101– pentaclorobifenilo PCB– 118– hexaclorobifenilo PCB–153– hexaclorobifenilo PCB– 180– heptaclorobifenilo Fluoranteno Benzo (k) fluoranteno Benzo (b9) fluoranteno Benzo (a) pireno Indeno (1,2,3–cd) pireno Benzo (ghi) perileno Nonilfenol Tolueno

Σ PCB (7 unidades) Σ PAH (6 unidades) Nonifenol Tolueno

Tabla 3.9: Contaminantes orgánicos en compost. (Compost procedentes de residuos mezclados sin separar y con algún grado de separación, y en lodos de depuradoras), (Sáez O., 2000). Según Hernández (Hernández, 2001), las políticas de tratamiento de RSU quedan plasmadas en las siguientes soluciones alternativas:

• Recuperación mediante reciclaje de materiales. • Disposición final sin ninguna intención de recuperación.

En la tabla siguiente se muestran los métodos principales de tratamiento y eliminación de los lodos procedentes de las aguas residuales y de su depuración, que se puede traducir en: recuperación y eliminación definitiva.

Solución a adoptar

Alterntiva de tratamiento Utilización en agricultura como abono Digestión aerobia

Digestión anaerobia Tratamiento conjunto de fango y foRSU Digestión anaerobia

Digestión aerobia Recuperación de terrenos agotados Digestión aerobia

Digestión anaerobia Recuperación de energía eléctrica, mecánica y calorífica

Incineración

Recuperación de biogás (CH4) Digestión anaerobia

RECUPERACIÓN

Compostaje Sin digestión Vertido al mar

Sin digestión Digestión aerobia Digestión anaerobia

ELIMINACIÓN DEFINITIVA SIN RECUPERACIÓN Vertido a un cauce superficial, relleno de

terrenos o escombreras Digestión aerobia Digestión anaerobia Sin digestión

Tabla 3.10: Solución a adoptar y alternativa de tratamiento. (Adaptado de Hernández, 2001).



3.7. TRATAMIENTO DE RSU En la tabla siguiente se indican de una forma general los tratamientos a los que se someten los residuos en la actualidad. Proceso de transformación

Método de transformación

Productos principales de la transformación

Separación de componentes

Separación manual y/o mecánica

Componentes individuales encontrados en los residuos urbanos no seleccionados

Reducción de volumen

Aplicación de energía en forma de fuerza o presión

Reducción del volumen de los residuos originales

Físico

Reducción de tamaño

Aplicación de energía en forma de trituración

Alteración de la forma y reducción de tamaño de los componentes residuales originales

Combustión Oxidación térmica Dióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2) y otros productos de oxidación

Pirólisis

Destilación destructiva

Una corriente de gas que contiene una variedad de gases, alquitrán y/o aceite y un combustible carbonoso

Químico

Gasificación Combustión con defecto de aire

Un gas de bajo poder calorífico, un combustible que contiene carbono e inertes originalmente en el combustible, y aceite pirolítico

Aerobio

Conversión biológica aerobia y Vermicompostaje

Compost (material húmico utilizado como acondicionador de suelo)

Digestión anaerobia (baja o alto contenido en sólidos)

Conversión biológica anaerobia

Metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), trazas de otros gases, humus o fangos digeridos.

Biológico

Compostaje anaerobio

Conversión biológica anaerobia

Metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), residuos digeridos.

Tabla 3.11: Procesos de transformación utilizados en la gestión de RSU (Adaptada de Tchobanoglous, et al. 1998).



3.8. SITUACIÓN ACTUAL DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA DE RESIDUOS 3.8.1. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE SÓLIDOS Paralelamente a la producción de compost por vía aerobia, se desarrolla tecnologías de aprovechamiento de los residuos orgánicos por vía anaerobia con finalidad de producción de compost y/o compost y biogás. El compostaje anaerobio, es un proceso de digestión anaerobia en que se somete la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos, residuos agrícolas y ganaderos así como los residuos sólidos industriales asimilables a urbanos a un proceso de degradación si presencia de oxigeno. Son responsables para el proceso de degradación, una serie de familias de bacterias (hidrolíticas, acetogénicas y metanogénicas) que determinan las distintas fases de este proceso. En el proceso de digestión anaerobia, (López et al., 1980) el oxígeno tomado por los microorganismos proviene de las materia orgánica existentes en las basuras. Al no existir oxigeno suficiente para completar el proceso, la oxidación anaerobia de las mismas dará lugar a amoniaco, ácido sulfhídrico, metano y dioxido de carbono. Comúnmente se practican dos tipos de vías de digestión anaerobia para los residuos sólidos urbanos con fines de producción de biogás para aprovechamiento energético: la producción de biogás en los vertederos y la producción de biogás en reactores controlados. El proceso de digestión en reactores se realiza fundamentalmente en unos tanques de diferentes formas y estructuras denominados biodigestores anaerobios, que a través de la digestión, no solo se obtiene el compost, sino otro producto denominado biogás que después de su purificación se logra el gas metano que se utiliza como fuente energética para calefacción, generación de corriente eléctrica. La digestión anaerobia controlada en los sistemas de reactores tiene la ventaja del control de los parámetros operacionales que durante el proceso de digestión juega una de las claves que asegura y acelera la actividad microbiana de forma que la digestión de la fracción biodegradable de los residuos pueda ocurrir en un período corto (7 a 60 días) dependiendo de la tecnología aplicada (Baere et al., 1994). Para la optimización del proceso de tratamiento de residuos por medio de digestión anaerobia y compostaje aerobio (Turzo, 1984), es interesante la eliminación en primer lugar, por los componentes de carácter no biodegradable o por ser de difícil transformación como algunos restos de animales (pelos, huesos, cuernos), maderas, plásticos. Esta labor puede ser realizada por proceso físico de separación como por separación manual o mecánico (tamizado o centrifugación).



El Tiempo de retención depende del volumen de materias orgánicas a digerir, así como de su mayor o menor degradabilidad. En general la transformación anaerobia según Tchoganoglous et al. (1998), se puede describir mediante la siguiente ecuación.

3.8.2. IMPORTANCIA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA Cuando se propone la digestión anaerobia de los residuos sólidos urbanos, solo se trata una fracción de estos residuos, los orgánicos de fácil biodegradación, liberando un biogás con un contenido elevado de metano. El efluente del biodigestor es un lodo fluido que está constituido por fracción orgánica que no alcanzó una degradación completa. Por eso se utilizan actualmente plantas de biogás para diversos fines entre ellos para la producción de compost que se aplica para el enriquecimiento de suelos pobres en nutrientes, aprovechamiento energético, como alimento para los animales y como control de la polución. El Biogás

El biogás resultante de la degradación de la fracción orgánica presenta un contenido elevado de metano, fuente energética que se emplea para el uso doméstico, industrias, iluminación, combustible para vehículos ecológicos, generación de corriente eléctrica, etc. El efluente líquido

Después de comprobar que no contiene contaminantes peligrosos, como metales pesados, este efluente es utilizado para el riego agrícola por presentar gran cantidad de nutrientes. Después de secado puede ser utilizado para el crecimiento del plancton, que es el alimento fundamental de los peces. También puede servir como material posible en la obtención de pulpa, cuando los residuos de cosechas son también digeridos en la planta de biogás. A su vez, este efluente está siendo utilizado en lombricultura, donde normalmente se emplea sólo o mezclado con residuos sólidos, como paja de arroz, maíz, etc.



El lodo

El efluente semisólido, que se denomina lodo, aporta gran cantidad de nutrientes y microorganismos. Se emplea como material para abonado de suelos, síntesis de vitaminas de complejo B, particularmente la vitamina B12 que es muy importante para el factor de crecimiento para los animales. También se pueden utilizar estos lodos, después de determinar su pureza y secarlos, como alimentos para cerdos, vacunos y aves de corral. Control de polución

La planta de biogás ha sido utilizada para el control de la polución en un gran numero de países, pues el gran volumen de estiércol animal, residuos agrícolas y urbanos, aguas albañales y otros desperdicios orgánicos que se producen diariamente, ha creado una polución ambiental que necesita soluciones. El uso de las plantas de biogás para el tratamiento de residuales se basa en este concepto de prevención de la contaminación ambiental. 3.8.3. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DIGESTIÓN ANAEROBIA Como todo proceso biológico, la digestión anaerobia debe ser controlada, ya que existen diversos factores que influyen considerablemente en el éxito de la misma. Un desequilibrio en alguno de estos factores puede provocar la ruptura del equilibrio entre las comunidades microbianas y por consiguiente el no funcionamiento del biodigestor de forma adecuado y por consecuencia ocurre un inadecuado tratamiento de los residuales. Entre los factores de mayor importancia que influyen en el proceso de digestión anaerobia se destacan: Temperatura, Relación C/N, pH, población microbiana y su crecimiento, metales pesados y antibióticos, oxígeno. Temperatura La temperatura no afecta a la producción absoluta de biogás, que depende de las características del sustrato. Valero (Valero, 1987), afirma que la temperatura afecta directamente la velocidad de producción de ácidos en el interior del digestor e incluso al rendimiento del proceso. A medida que aumenta la temperatura, también aumenta la actividad metabólica de las bacterias, requiriéndose menor tiempo de retención para que se complete el proceso de fermentación. Si el tiempo de retención es demasiado corto, las bacterias son desalojadas del biodigestor más rápidamente de lo que pueden reproducirse, frenandose así el proceso. El intervalo de temperaturas en que se encuentran las bacterias anaerobias en la naturaleza es desde 0 a 97 ºC aunque existen tres rangos de temperaturas



en donde el crecimiento de la biomasa bacteriana específica encargada de la producción de biogás es máximo. Se ha comprobado que la velocidad de reacción para los microorganismos (las bacterias) aumentan con la temperatura, doblando cada 10 ºC de aumento, hasta alcanzar la temperatura limite (Metcalf–Eddy, 1977). En la tabla siguiente se pueden apreciar los diferentes rangos de temperatura para la digestión anaeróbica.

Rango de temperatura (ºC) Tiempo de retención (días) Fermentación Mínimo Óptimo Máximo

Sicrofílica 4–10 15–18 25–30 >100 Mesofílica 15–20 28–33 35–45 30–60 Termofílica 25–45 50–60 75–80 10–16

Tabla 3.12: Rangos de temperatura en fermentación anaeróbica (Instituto de Investigación. Porcina, 2003). La temperatura condiciona la cantidad de energía neta producida o consumida por el sistema, por eso influye en el pH, la alcalinidad, la presión parcial de dióxido de carbono (Lema y Méndez, 1988). Temperatura sicrofílica: varía entre 4º C hasta 30ºC. El máximo rendimiento para este rango de temperaturas se logra entre 15 y 18º C. Con temperaturas inferiores a 15ºC la producción del gas es independiente de la misma y el rendimiento es bajo. Temperatura mesofílica: se da en un intervalo entre 15 y 45 ºC, con un óptimo entre 28 y 33ºC. Se ha comprobado que en este intervalo, la producción de gas aumenta un 1% por cada grado que se eleve la temperatura. No obstante, Muñoz Valero (1987) enfatiza que analizando el balance energético de una instalación y para optimizar la energía neta producida en los digestores, el óptimo mesofílico se sitúa entre 25 y 30 ºC. Temperatura termofílica: se sitúa entre 25 y 80 ºC, con un óptimo productivo alrededor de los 50–60 ºC. A temperaturas superiores a éstas, el balance energético se vuelve desfavorable, ya que el sistema de digestión es más sensible a pequeñas variaciones de temperaturas y el proceso de control del digestor es complejo. La digestión termofílica presenta ventajas en la eliminación de gérmenes patógenos y esporas, por realizarse a una mayor velocidad y porque el proceso requiere un volumen de digestor más reducido. El efecto de la temperatura y el rendimiento mesofílico y termofílico en la digestión anaeróbica totalmente mezclada de los residuos sólidos municipales han sido estudiados por diversos autores y casi todos ellos llegaron a conclusión



de que la digestión termofílica (50 a 65º C) posibilita mayores regímenes de carga, obteniendo también rendimientos de conversión más altos. Baere (Baere et al., 1994) logró una producción media de gas de 50% en condiciones termofílicas comparado con el trabajo mesofílico en un tiempo de retención de 30 días; Este tiempo de retención ofrece la oportunidad de medir el efecto de la temperatura en condiciones de extrema degradación. Este comparó las condiciones mesofílicas y termofílicas con distintos tiempos de retención. Los resultados indicaron que la operación termofílica era el 60% más eficiente que la mesofílica con un tiempo de retención de 30 días. Al disminuir los tiempos de retención, esta diferencia de rendimiento aumenta hasta 200% con un tiempo de retención de tres días. Relación C/N Los materiales de fermentación están compuestos en su mayor parte por carbono (C) y nitrógeno (N). Si el contenido de este último es muy alto, la reproducción de las bacterias se inhibe debido al valor elevado de alcalinidad. Lo ideal es una relación C/N de 20:1 a 30:1. Relaciones C/N menores, por ejemplo 8:1, inhiben la actividad bacteriana por excesivo contenido de amonio. La concentración de amoníaco en el material de fermentación debe ser menor de 2000 mg/L. Los porcentajes más favorables de sólidos totales en el medio de fermentación interior deben estar entre 5 y 10%, ya que valores de 15% en adelante tienden a inhibir el proceso. Para una planta batch se pueden tener porcentajes de hasta el 25%. Los metales pesados, los antibióticos e igualmente los detergentes, son productos que inhiben el proceso de producción de biogás. No deben existir en el biodigestor condiciones que faciliten la entrada de oxígeno ni presencia de compuestos que se oxiden y liberen oxígeno, como por ejemplo, los nitratos; pues las bacterias metanogénicas demandan condiciones de estricta anaerobiosis. pH Se debe controlar el pH del sistema, pues una disminución del mismo puede traer como resultado la inhibición del crecimiento de las bacterias metanogénicas. Ello hace que disminuya la producción de metano y aumente el contenido de dióxido de carbono y se produzcan olores desagradables por el aumento del contenido de sulfuro de hidrógeno. De manera general el pH se mantiene bastante estable a pesar de la producción de ácidos por las bacterias ya que en el medio fermentativo se generan sustancias tampones que garantizan un rango de pH adecuado. Además, la velocidad de formación de ácido depende de la velocidad de la conversión a biogás. Se acepta generalmente que los valores



óptimos del pH oscilen entre 7,0 y 8,5. La tabla 3.13 muestra los efectos del pH en la producción de biogás.

El pH de una solución es, así mismo un factor clave en el crecimiento de los microorganismos. La mayoría de estos no pueden tolerar niveles de pH superior a 9,5 o por debajo de 4. Por lo general el pH óptimo para el crecimiento se encuentra entre 6,5 a 7,5 (Metcalf–Eddy, 1995).

Valor de pH Efecto

7,0 –7,2 Óptimo

≥ 6,2

Retarda la acidificación

≤ 7,6 Retarda la amonización

Tabla 3.13: Efectos del pH en la producción de biogás (Metcalf–Eddy, 1995). Se debe tener en cuenta que el uso excesivo de desinfectantes en los establos, al igual que los antibióticos en los animales, puede provocar inhibiciones y alteraciones en el crecimiento de las bacterias metanogénicas; pues trazas de estos antibióticos pasan a las heces y son arrastrados por el agua junto con restos considerables de desinfectantes. Población microbiana y su crecimiento Debe existir una proporción óptima de ambas poblaciones bacterianas, metanogénicas y no metanogénicas, lo cual se garantiza con un previo inóculo, que consiste en un líquido iniciador, que fermente no más de 21 días, ejemplo: un inóculo no menos de un 20% de estiércol. Este inóculo desarrolla suficientes sustancias tampones para mantener los valores deseados de pH y genera sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles que cubren casi totalmente las altas demandas de las condiciones anaeróbicas por las bacterias metanogénicas. 3.8.4. TIPOS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA SEGÚN LA CONCENTRACIÓN

DE LA FRACCIÓN ORGÁNICA En el proceso de tratamiento de residuos por vías biológicas se conoce dos fenómenos que conllevan a la transformación de materia orgánica: la fermentación, proceso que transforma la biomasa en energía almacenable en base al uso de microorganismos, mayoritariamente levaduras y la digestión, proceso que transforma la biomasa en energía almacenable en base de uso de microorganismos, mayoritariamente bacterias.



La fermentación tiene lugar en presencia de una atmósfera oxigenada y producen alcohol como producto final. Si la digestión tiene lugar en ausencia de oxigeno produce metano como producto final. Las temperaturas del proceso tiene un rango de 20 a 35º C en mesofílico (óptimo), entre 50 y 65 ºC en la termofílica (óptimo). El proceso de digestión requiere materia prima con gran cantidad de agua, por ello la mayoría de la biomasa empleada para la digestión está constituido por elementos acuosos con materias en solución y/o en suspensión. Sin embargo pueden tratarse los residuos en estado sólido (o próximos a ellos) como es el caso de gallinazas o de residuos de verduras que tiene un 70–80% de humedad. Se realiza previamente una mezcla con agua para obtener unas suspensiones bombeables. El biogás producido es una mezcla de gases cuya composición depende del método de digestión seleccionado y de la naturaleza de la materia sometida al proceso. Normalmente el biogás contiene metano un 50 a 70%, entre 30 y el 50% de CO2 y pequeñas cantidades de nitrógeno e hidrógeno, así como trazas de H2S. Casi todos los componentes de la materia orgánica (hidratos de carbono, lípidos y proteínas) pueden ser digeridos anaerobiamente por las bacterias. La lignina sin embargo no es digerible; no existe esperanza de producir metano a partir de maderas usando este método, a no ser que se encuentre bacterias o microorganismos capaces que puedan romper su estructura y sobrevivir en el medio anaerobio. Las principales fuentes de biomasa residual empleadas en la digestión son los efluentes de origen animal y vegetal. Por ejemplo el biogás obtenido suele ser 80 m3 por tonelada húmeda de estiércol de ganado vacuno, 250 m3 por tonelada húmeda de cerdos y hasta 360 m3 por tonelada húmeda de gallinas (Instituto de Investigación Porcina, 2003). Dependiendo de la concentración en sólidos del sustrato inicial se pueden diferenciar dos tipos de procesos anaerobios: la digestión anaerobia húmeda y la digestión anaerobia seca.

• Digestión anaerobia húmeda

Es la digestión anaerobia de sólidos en baja concentración de fracción orgánica de RSU. El contenido del sustrato es inferior al 10% del total, siendo el resto agua. Presenta las siguientes ventajas: la posibilidad de separar los residuos por proceso de sedimentación es fácil, los residuos remanecentes presentan menor toxidad, el tiempo de retención es menor y se puede realizar este proceso en una dos etapas.



Las características de este proceso se resumen en la siguiente tabla:

COMPONENTES DE RESIDUOS

OBSERVACIONES

Tamaño del material

Los residuos a digerir se deben triturar hasta un tamaño que no interfiera en el eficaz funcionamiento del mecanismo bombeo y mezcla

Equipamiento de mezclado

Se recomienda mezclado mecánico para evitar acumulación de capas de impurezas y para lograr resultados óptimos

Porcentaje de residuos sólidos mezclados con fangos

Aunque se han utilizado cantidades de residuos que varían desde 50 a más de 90%, la mezcla del 60% es la proporción razonable características de los fangos

Tiempo medio de retención hidráulica

El tiempo mínimo está entre 3 a 4 días. Se puede utilizar 10 a 20 días para el diseño o basar el diseño en resultados estudios pilotos

Tasa de carga

De 0,6 al 1,6Kg/m3/día. Actualmente se han detectado tasas aún más altas

Concentración de sólidos

De 8 al 10% (de 4 al 8% es el típico)

Temperatura

De 30 a 38ºC para un reactor mesofílico y entre 55 al 60ºC para un reactor termofílico

Destrucción de sólidos volátiles biodegradables (SVD)

Depende de la naturaleza de los residuos sólidos. Puede variar desde 60 al 80%; el 70% se puede utilizar con propósito de estimación

Sólidos totales destruidos

Varían desde 40 al 60% según la cantidad del material inerte originalmente presente

Producción de gas De 0,5 a 0,75 m3/Kg de sólidos volátiles destruidos (CH4=55%, CO2=45%)

Tabla 3.14: Consideraciones en el diseño de la digestión anaerobia húmeda de RSU (Tchobanoglous et al., 1998).

• Digestión anaerobia seca

Es la digestión anaerobia de sólidos en alta concentración de fracción orgánica de RSU. El contenido del sustrato sólido está entre un 20% y un 35% del total. Este proceso requiere poca agua respecto al anterior y el aprovechamiento de la capacidad del digestor es total.

El efecto de la alta concentración de sólidos puede afectar muchos

parámetros ambientales sobre la población microbiana tornando de este modo más severo que el proceso de baja concentración. Entre estos efectos se destaca: la toxidad del amoniaco que puede afectar las bacterias metanogénicas, provocando la inestabilidad del sistema y consecuentemente origina una baja productividad del metano. Este problema se minimiza haciendo un ajuste correcto en la relación de relación de C/N en la alimentación de entrada.



La siguiente tabla presenta las características importantes de este tipo de digestión.

COMPONENTES DE RESIDUOS OBSERVACIONES Tamaño del material

Los residuos a digerir se deben triturar hasta un tamaño que no interfiera en el eficaz funcionamiento del mecanismo alimentación y de descarga del reactor

Equipamiento de mezclado

El equipamiento de mezclado dependerá del tipo de reactor que se utilice

Porcentaje de residuos sólidos mezclados con fangos

Depende de las características de los fangos

Tiempo de retención Se utiliza 20 a 30 días o basarse en diseños de otros estudios pilotos

Tasa de carga basada en sólidos volátiles biodegradables (SVB)

De 6 a 7 Kg/m3/día o un poco más

Concentración de sólidos Del 20 al 35% (del 22 al 28% es el típico) Temperatura

De 30 a 38 ºC para un reactor mesofílico y entre 55 al 60 ºC para un reactor termofílico

Destrucción de sólidos volátiles biodegradables (SVD)

Varían desde 90 al 98% según el tiempo bruto de retención y la tasa de carga de sólidos volátiles biodegradables

Sólidos totales destruidos Varían según el contenido de lignina de las alimentaciones

Producción de gas

De 0,625 a 1,0 m3/Kg de sólidos volátiles biodegradables destruidos (CH4=50%, CO2=50%)

Tabla 3.15: Consideraciones enn el diseño de la digestión anaerobia seca de RSU (Tchobanoglous et al., 1998). 3.8.5. MÉTODOS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA Digestión de etapa única (mono–etapa) Es un proceso de digestión en la que todas las fases de digestión de la fracción orgánica biodegradable (liquefacción hidrólisis, ácidogénesis y la metanogénesis) ocurren en un único digestor”. Digestión en dos etapas Las dos etapas están constituidas por dos depósitos denominados digestores. El primer digestor se alimenta con un contenido de mezcla completa fresca que normalmente es agitado por hélice se trabaja en rango mesofílico. En esta etapa transcurre la digestión primaria. El segundo digestor se alimenta a través del fango de la primaria. En esta conocida como digestión secundaria, ocurre la separación del fango digerido y el sobrenadante. Para acomodar las



condiciones de digestión, se utiliza el proceso de recirculación de los fangos a través de bombas de control de fluxo. Digestión en fases La licuefacción y acidificación del residuo se realiza en un primer reactor (reactor de licuefacción–acidificación), en tanto que la metanogénesis tiene lugar en un segundo reactor. La conversión de residuos en ácidos volátiles se puede lograr mejor en el primer reactor con un tiempo de retención de 3 días y la conversión de estos ácidos volátiles en metano se logra mejor en el segundo reactor metanogénico con un tiempo de retención de 5 días. El tiempo total de digestión es considerablemente inferior a 12 días considerando como óptimo para una digestión convencional de mezcla total de dos etapas que alcanza hasta 28 días. Hernández, (Hernández, 2001) afirma que Gujer y Zehland distinguen hasta seis etapas en el proceso de digestión en fases, mientras que Harper y Pohland identifican en este proceso nueve etapas que son las siguientes:

1. Hidrólisis de polímeros orgánicos a monómeros.

2. Conversión de monómeros orgánicos a hidrógeno, bicarbonato y ácido acético, propiónico y butírico. Además se producen otros productos orgánicos como etanol y ácido láctico.

3. Producción de H2, HCO3

– y CH3COO– por oxidación de productos orgánicos reducidos, realizados por bacterias acetogénicas productoras obligadas de H2.

4. Respiración acetogénica de bicarbonato por homoacetógenos.

5. Respiración acetogénica de bicarbonato y acetato por oxidación de

productos orgánicos reducidos, llevadas a cabo por bacterias nitrato reductoras y sulfato reductoras.

6. Oxidación de acetato a bicarbonato por el mismo tipo de bacterias

anteriores.

7. Oxidación de hidrógeno por el mismo tipo de bacterias.

8. Fermentación metanogénica acetoclástica.

9. Respiración metánica de bicarbonato. La Cátedra de Ingenieria Sanitaria y Medioambiental de la ETS de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos tiene patentada la investigación de la digestión anaerobia de dos fases, en la que la fase de licuefacción e hidrólisis



ácida ocurre en un reactor y la fase de metanogénesis se procesa en otro segundo reactor, es decir, los sustratos de digestor de la primera fase sirve de alimentación al segundo reactor. El proceso de digestión anaerobia de la fracción orgánica biodegradable requiere la acción conjunta de diversas poblaciones bacterianas cuya acción se desarrolla en siguientes fases (Turzo, 1984; Muñoz Valero, 1987 y Tchoganoglous et al, 1996): Primero: Los polímeros insolubles complejos son convertidos en polímeros solubles, este proceso se denomina licuefacción–hidrólisis. Hidrólisis: las moléculas complejas del sustrato (lípidos glúcidos, proteínas, etc.) son transformados en moléculas más simples; La materia orgánica sufre transformaciones mediadas por microorganismos anaerobios y enzimas. Como resultado, los compuestos de masas mayores (polímeros orgánicos, y los lípidos) se degradan en compuestos (ácidos grasos, monosacáridos, aminoácidos y otros compuestos relacionados) aptos para ser usados como fuente de energía y construcción de tejidos celulares de las bacterias existentes y de las que se forman posteriormente. Esta fase es limitante, puesto que algunos residuos son resistentes a la acción bacteriana, como ocurre con los compuestos lignocelulósicos. Las bacterias hidroliticas o fermentativas provocan una licuefacción de la materia orgánica compleja transformando en moléculas orgánicas simples y solubles (los carbohidratos se convierten en azucares simples, las grasas en ácidos grasos y glicerina y las proteínas se desdoblan en polipéptidos y aminoácidos y se libera también CO2 y H2. Segundo: Los polímeros solubles se descomponen para formar principalmente ácidos grasos volátiles de cadena corta (acidificación). En la acidogénesis se procesa la conversión de los compuestos resultantes del primer paso a compuestos intermedios de masas moleculares más baja a través de la acción de bacterias anaerobias facultativas y obligadas (acidógenos). Los compuestos formados en las fases de hidrólisis son transformados en ácidos grasos (acético, propiónicos, butírico), alcoholes (metanol, etanol) gas carbónico e hidrógeno. En la acetogénesis las bacterias homoacetogénicas se encargan de sintetizar acetato usando para ello hidrógeno, dioxido de carbono y ácido fórmico o hidrolizando componentes policarbonados en ácido acético, es decir, se forman los precursores del gas metano como el ácido acético, ácido fórmico, gas carbónico y anhídrido carbónico que también se forman en las fases anteriores. Tercero: Los componentes formados en la segunda etapa van a formar después el sustrato de las asociaciones metanogénicas (metanogénesis). La metanogénesis es la fase donde se realiza la síntesis de metano fundamentalmente a partir de ácido acético o generados a partir de hidrógeno (H2) y gas carbónico (CO2) por acción de las bacterias anaerobias estrictas (las



bacterias metanogénicas). Las bacterias más importantes de este grupo son las que utilizan hidrógeno y ácido acético, las cuales presentan la tasa de crecimiento más lenta del proceso. El proceso ocurre según las siguientes ecuaciones de reacciones:

Reacciones y sustratos de la metanogénesis Energía (∆G = Kj×mol–1)

(1) 4H2 + CO2 ––––––––––––––› CH4 + 2H2O –139,2

(2) 4HCOO– + 2H+ ––––––––––––› CH4 + CO2 + 2HCO3– –126,8

(3) HCOO– +3H2 + H+ ––––––––––––––› CH4 + 2H2O – 134,3

(4) 4CO + 2H2O ––––––––––––––› CH4 + 3CO2 – 185,1

(5) 4CH3OH ––––––––––––––› 3CH4 + CO2 + 2H2O – 102,5

(6) CH3OH + H2 ––––––––––––––› CH4 + 2H2O – 121,1

(7) 4CH3NH2 + 2H2O + 4H+ –––––––––› 3CH4 + CO2 + NH4

+ – 101,6

(8) 2(CH3)2NH + 2H2O + 2H+ ––––––––––› 3CH4 + CO2 +2NH4+ – 86,3

(9) 4(CH3)3N + 6H2O + 4H+ ––––––––––› 9CH4 + 3CO2 + 4NH4+ – 80,2

(10) 2CH3CH2N(CH3)2 + 2H2O –––––› 3CH4 + CO2 + CH3CH2NH2 – 70,0

(11) CH3COO– + 2H2O –––––––––––––› CH4 + HCO3

– – 28,2

Tabla 3.16: Principales reacciones de la metanogénesis (Jordi y París, 1988).



3.9. USO DE BIODIGESTORES ANAEROBIOS EN EL TRATAMIENTO DE RSU FLUIDIFICADOS El uso de biodigestores anaerobios en el tratamiento de materiales residuales constituye un sistema muy efectivo por las ventajas que ofrece, tanto desde el punto de vista económico como ecológico. Los biodigestores anaerobios son tanques cerrados donde la materia orgánica y el agua residual se transforman por acción de los microorganismos en biogás (gas metano 60%) y bioabono. Es un sistema completamente carente de oxígeno donde la formación de metano ocurre a través de una digestión que requiere del metabolismo coordinado y combinado de diferentes grupos de microorganismos, principalmente bacterias, que actúan secuencial y simultáneamente (Instituto de Investigación Porcina, 2003). La materia orgánica de origen animal, tales como estiércol del ganado vacuno, cerdos, ovejas, caballos, aves y otras de origen vegetal, tales como pulpa de café, hojas de papa, desechos de banana, remolachas, cascarilla de arroz, trigo y otras; de origen doméstico, restos de podas, aguas residuales de letrina y cocina, sin contenido de jabón constituye la fuente o el sustrato fundamental para la producción de biogás. 3.9.1. COMPONENTES BÁSICOS DE BIODIGESTORES ANAEROBIOS Los biodigestores anaerobios están constituidos por cuatro componentes básicos según Instituto de Investigación Porcina (2003), los cuales permiten un correcto tratamiento de la materia residual. Estos componentes se exponen a continuación:

• El tanque de mezcla

Es una especie de caja de mampostería o concreto donde se realiza la mezcla de la materia orgánica y el agua residual, que luego se introduce en la cámara de digestión; esta última se une por medio de tubos de entrada al tanque de mezcla.

• La cámara de digestión o digestor

Es el recinto donde se produce la fermentación anaeróbica. Usualmente se construye en concreto o mampostería de ladrillo, exceptuando las plantas tipo balón, que son plásticas.



• El gasómetro

Es la sección donde se almacena el gas. El digestor y el gasómetro pueden constituir un solo cuerpo, o ser dos piezas separadas.

• El tanque de descarga

Recibe el material digerido o efluente. En el caso de las plantas de cúpula fija sirve, además, como tanque de compensación de presiones. 3.9.2. DISEÑOS DE LOS BIODIGESTORES Los diseños de las plantas de biogás varían de acuerdo con el fabricante y el tipo y cantidad de residual que se desea tratar, pero de manera general existen tres diseños básicos, que son el de cúpula fija, el de campana flotante y el de tipo balón.

• Modelo de cúpula fija Tiene como principal característica que trabaja con presión variable; sus desventajas principales, son que la presión de gas no es constante y que la cúpula debe ser completamente hermética, ello implica cierta complejidad en la construcción y costos adicionales en impermeabilizantes. Sin embargo este modelo presenta la ventaja de que los materiales de construcción son fáciles de adquirir a nivel local, así como la inexistencia de partes metálicas que pueden oxidarse y una larga vida útil si se le da mantenimiento, además de ser una construcción subterránea.

• Modelo de campana flotante Se caracteriza por tener un depósito de gas móvil a manera de campana flotante. Esta campana puede flotar en la masa de fermentación o en un anillo de agua. Las ventajas de este tipo de planta son que trabajan a presión constante y se puede determinar la cantidad de gas almacenado por el nivel de la campana; pero tiene como desventaja que está expuesto a la corrosión ya que las campanas son generalmente metálicas. Últimamente se ha experimentado con fibra de vidrio y se han obtenido buenos resultados. Además, el modelo de campana flotante presenta costos altos de construcción y de mantenimiento, debido al uso periódico de pintura anti–corrosiva.



• Modelo tipo balón Consiste en una bolsa o balón plástico completamente sellado, donde el gas se almacena en la parte superior, aproximadamente un 25% del volumen total. Este modelo tiene como desventajas, que debido a su baja presión es necesario colocarle sobrepesos al balón para aumentarla, su vida útil es corta, de aproximadamente 5 años, y el material plástico debe ser resistente a la intemperie, así como a los rayos ultravioletas. Su mayor ventaja es que la instalación es rápida y sencilla y el costo, en relación con el modelo de cúpula fija, se reduce en un 50% o más. Actualmente las plantas de biogás varían constantemente en sus diseños. 3.9.3. MÉTODOS DE ALIMENTACIÓN DE LOS BIODIGESTORES

ANAEROBIOS La incorporación del residual al biodigestor se lleva a cabo fundamentalmente por dos métodos de carga que son los más usados en estos sistemas, el método de una sola carga y el método de carga continua.

• Método de una sola carga La planta se carga y se cierra por un tiempo de retención específico, hasta que cesa la producción de gas. No hay balance entre la materia orgánica y las bacterias, por lo tanto no hay producción de gas permanente.

• Método de carga continúa El sistema consiste en realizar la carga periódicamente, generalmente a diario. La producción de gas es uniforme y un poco mayor que en el sistema anterior. 3.9.4. PROBLEMAS COMUNES DE OPERACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE

LAS PLANTAS DE BIOGÁS Se ha señalado (Instituto de Investigación Porcina, 2003) que entre los problemas más frecuentes en la hidrólisis están la sobrecarga de la planta, la baja producción de gas y el bajo grado de fermentación. Estos aspectos se describen a renglón seguido:

Una planta está sobrecargada cuando el volumen total de la biomasa en la cámara de fermentación y en el tanque de compensación es mayor que el volumen útil del biodigestor. Esto se presenta básicamente por tres razones, que son: cuando existen consumos altos y no se remueve manualmente el efluente o que el tubo de entrada se deja descubierto y el digestor se llena de agua después de un aguacero, o cuando existen escapes de gas en la cúpula, o en las tuberías y accesorios.



Existirá una baja producción de gas cuando el material de la sobrecarga es

insuficiente, o el material de fermentación es muy líquido, o hay alteraciones en el proceso fermentativo. Si el material de la sobrecarga es insuficiente, una solución consiste en mezclar estiércol de diferentes animales o buscar el aporte de fincas vecinas para completar la carga. Cuando el material de fermentación es muy líquido, esto se puede corregir al aumentar la relación de estiércol: añadir agua durante algunos días hasta que se estabilice el proceso, y luego restituir la relación inicial.

Las alteraciones en el proceso biológico pueden ser motivadas por caídas del pH. Esto se corrige añadiendo una fuente de calcio a la fermentación. También es posible que estén presentes cepas nocivas o contaminantes para el proceso (antibióticos). Si este es el caso, es conveniente dejar de cargar la planta por unos días, agregar material de carga que no presente problemas hasta que se estabilice el proceso, después de lo cual es posible continuar la carga normal del digestor. El bajo grado de fermentación, es causado por un volumen de carga excesivo. Se detecta cuando el efluente tiene mal olor, está muy espeso, presenta un cambio de color o cuando se observa muchas burbujas en la superficie del tanque de compensación. Este problema se corrige disminuyendo la carga diaria, con lo cual aumenta el tiempo de retención.



3.10. DESARROLLO BACTERIANO EN SÓLIDOS Y CICLO BIOLOGICO El control eficaz del medio ambiente en el tratamiento biológico de las aguas residuales y de los residuos (Metcalf–Eddy, 1995) se basa en el conocimiento de los principios básicos que gobiernan el crecimiento de los microorganismos en especial el crecimiento de las bacterias. Dentro del grupo de bacterias no metanogénicas se encuentran las bacterias celulolíticas y no celulolíticas (Leigh et al 1981; Mclnerney et al 1981). Las bacterias celulolíticas incluyen un grupo heterogéneo, que generalmente aparecen en concentraciones de 104 – 105 ufc/ml durante su aislamiento. Están presentes bacilos Gram(+), generalmente curvos y a menudo en cadenas cortas, que son capaces de producir a partir de la celulosa, ácido propiónico, ocasionalmente ácido láctico, así como trazas de ácidos fórmico y succínico. También se encuentran cocoybacilos Gram (–) y bacilos de diferentes morfologías, que forman ácidos volátiles a partir de la celulosa. Las bacterias no celulolíticas incluyen los géneros Streptococcus sp, que son bacterias facultativamente anaerobias, no proteolíticas, ni amilolíticas y que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la anaerobiosis en el digestor. Clostridium sp, al que pertenecen bacilos esporulados que tienen actividad proteolítica; los Clostridium sp amilolíticos que producen ácido acético y butírico como resultado de su fermentación, los Clostridium sp proteolíticos que fermentan los azúcares formando ácido láctico e isovalérico y los Clostridium sp proteolíticos, pero no fermentadores de azúcares fundamentalmente. En este grupo se encuentran además los bacteroides, que constituyen de un 20 a un 80% de las bacterias anaeróbicas; estos son bacilos pleomórficos Gram negativos cortos o de mediano largo; algunos son cocobacilos mayormente amilolíticos, fermentadores de mono y disacáridos, así como glicerol, produciendo ácidos propiónico, láctico y butírico. Las bacterias metanogénicas (Instituto de Investigación Porcina, 2003) son bacterias estrictamente anaerobias que no crecen en presencia de oxígeno molecular, ni de compuestos que liberen oxígeno fácilmente. Su rango de pH óptimo es de 7,2 a 8,2. Para su crecimiento utilizan sales de amonio como fuentes de nitrógeno, muestran una extrema especificidad por el sustrato y producen como mayor y principal metabolito el gas metano. En esta digestión participan diferentes géneros de bacterias metanogénicas que aparecen aproximadamente entre la tercera y novena semana después de comenzar la digestión de los sustratos en el biodigestor. Entre las bacterias metanogénicas, participan los géneros Methanobacterium sp en el que se encuentra en mayor concentración la especie Methanobacterium formicicum, un bacilo Gram negativo de longitud variable, no esporulado, que produce metano a partir de una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno o a partir del ácido fórmico. También está el género Methanobacillus sp al que corresponden bacilos esporulados que producen metano a partir de hidrógeno y alcoholes primarios y



secundarios, el género Methanococcus presentado por cocos no dispuestos en sarcinas y no esporulados que producen metano a partir del acetato, butirato, ácido fórmico e hidrógeno. Por último, puede mencionarse al género Methanosarcina sp representado por cocos dispuestos en sarcinas, no esporulados, que producen metano a partir de acetato, monóxido de carbono, hidrógeno, acetato, butirato y glicerol. Los microorganismos actúan de forma simultánea y están íntimamente relacionadas en las diferentes etapas del proceso de digestión. Según el Instituto de Investigación Porcina (Instituto de Investigación Porcina, 2003) los bacilos cortos, ovales y cocos, fermentan activamente las celulosas a ácidos orgánicos y las bacterias metanogénicas que fluyen en el rumen en concentración de 2 x 108 ufc/ml llevan a cabo una segunda fermentación produciendo metano. Por otra parte en el efluente del biodigestor participa además una microflora anaerobia. Dentro de la principal microflora anaerobia que actúa en el efluente se encuentran bacterias heterotróficas, bacterias reductoras del sulfato, bacterias acetogénicas productoras de hidrógeno, bacterias homoacetogénicas, bacterias metanogénicas y las bacterias celulolíticas. Las bacterias pueden reproducirse por vía de fisión binaria, de modo sexual o por germinación. En general se reproducen por vía de fisión binaria, es decir, por la división celular (una célula original se transforma en dos nuevas células con características genéticas iguales a la célula original). El tiempo requerido para este proceso de reproducción que puede variar a menos 20 minutos o días, es muy importante para el proceso de la degradación del sustrato de los residuos. El tiempo de la degradación de la fracción orgánica de los residuos es importante para el proceso de compostaje. Cuanto más rápido es este tiempo de la degradación de los residuos en los reactores biológicos, mejor es el proceso de la disminución de la cantidad de los residuos a tratar. El modelo de crecimiento de los microorganismos basado en el número de células, según Metcalf–Eddy (Metcalf–Eddy, 1995), tiene 4 fases diferenciadas:

• Fase de retardado:

Ocurre tras la adición de un inóculo a un medio de cultivo.

Representa el tiempo requerido para que los microorganismos se aclimaten a sus nuevas condiciones ambientales.

• Fase de crecimiento logarítmico:

Durante este período, la célula se divide a una velocidad determinada por su tiempo de generación y su capacidad de procesar el alimento (tasa constante de crecimiento porcentual).



Aunque hay siempre una cantidad excesiva de alimentos alrededor de los

microorganismos, la tasa de metabolismo y crecimiento es solamente función de la capacidad de los microorganismos en procesar el sustrato.

• Fase estacionaria: La población microbiana permanece estacionaria. Este fenómeno es causado por: – El agotamiento del sustrato o nutrientes necesarios para el crecimiento. – El crecimiento de nuevas células se nivela por la muerte de células viejas.

• Fase de degradación o muerte logarítmica:

La tasa de muerte de las bacterias excede la producción de células nuevas. Los microorganismos se ven forzados a metabolizar su propio protoplasma sin reposición del mismo, ya que la concentración de alimento disponible se halla en un mínimo.

Esta tasa de muerte generalmente es función de la población viable y de las características ambientales.

Durante esta fase ocurre el fenómeno de lisis, según el cual los nutrientes que quedan en las células muertas se difunden con objeto proporcionar alimento a las células existentes (crecimiento críptico). Los organismos importantes en el proceso de tratamiento biológico son: bacterias, hongos, algas, protozoos, rotíferos, crustáceos y virus. Es importante considerar que en el proceso de digestión anaerobia no interviene solo una única especie de población microbiana. Normalmente las unidades de tratamiento biológico se componen de complejas poblaciones biológicas mezcladas e interrelacionadas, en las que cada tipo de microorganismos del sistema tiene su propia curva de crecimiento. Esta curva en función del tiempo estaría determinada por: existencia de alimentos y nutrientes, los factores ambientales (temperatura y pH), así como del sistema aerobio o anaerobio. En los gráficos 3.2 y 3.3, que representan las curvas de crecimiento de los diversos microorganismos, se demuestra que las bacterias son de capital importancia para la degradación de la fracción orgánica, y que son muchos los microorganismos que toman parte para la estabilización del residuo orgánico y del sistema.



Gráfico 3.2: Curva típica de crecimiento bacteriano. (Basado en Metcalf–Eddy, 1995).

Gráfico 3.3: Crecimiento relativo de microorganismos en el curso de la estabilización de un residuo orgánico en medio liquido (Basado en Metcalf–Eddy, 1995).



3.10.1. CICLOS BIOLÓGICOS El conocimiento de los ciclos aerobios y anaerobios en el tratamiento de la fracción orgánica de los residuos es clave en el proceso de compostaje.

Existen dos ciclos importantes de la naturaleza que suponen el crecimiento y descomposición de la materia orgánica (Metcalf–Eddy, 1977), descritos en las figuras 3.5 y 3.6.

En los sistemas aerobios, los productos finales de la degradación se oxidan

más y por lo tanto quedan a nivel menor de energía (liberan mucha energía) que los productos finales del sistema de degradación anaerobia. Como consecuencia de estos hechos, la degradación anaerobia se vuelve como proceso lento.

Figura 3.5: Ciclo aerobio en la descomposición de materia orgánica (Basado Metcalf–Eddy, 1995).



Figura 3.6: Ciclo anaerobio en la descomposición de la materia orgánica (Basado en Metcalf–Eddy, 1995).



3.11. COMPOSTAJE AEROBIO DE RSU El compostaje es “un proceso biológico de descomposición controlado y acelerado de la materia orgánica que da lugar a un producto estable denominado compost” (Obeng y Wright, 1987). La gran cantidad de residuos generados por la actividad agrícola suele ser mayor que el producto comercializado. Por ejemplo, la mayor parte de la paja se utiliza para incorporar al suelo como enmienda, otra parte se utiliza para la alimentación de animales, otra parte para la producción de compost y una otra parte rica en carbohidratos se utiliza para la producción de biogás (Weiland, 1997). El campo suministra a la ciudad y a las industrias una gran cantidad de materias primas y alimentos de forma constante. Una vez consumidos son transformados, generándose toneladas de residuos que son devueltos normalmente al campo para su eliminación. Estos residuos serán beneficiosos si son biodegradables y si son eliminados o transformados de forma controlada. Los residuos devueltos al campo se vuelven peligrosos para el medio ambiente (suelo, agua y aire) y para la salud publica, cuando aportan materiales inertes como plásticos, vidrio y metales y los contaminantes químicos (metales pesados y productos tóxicos). A consecuencia del cambio hacia las nuevas técnicas de cultivos, (cultivo intensivo, utilización masiva y sistemática de abonos minerales, empleo de herbicidas selectivos que queman los rastrojos), eliminación de residuos restantes de cosecha, menor producción de estiércol por la mecanización del campo, quemadas de terrenos para facilitar el cultivo e incendios descontrolados, demuestran que son factores que dan consecuencia del empobrecimiento de los suelos tornando éstos en improductivos a lo largo del tiempo. El suelo español (Alonso et al., 2003) ha venido sufriendo desde hace muchos años un empobrecimiento gradual en materia orgánica, fenómeno que se denomina por mineralización. Estos suelos están perdiendo su fertilidad, están dejándose de ser utilizados para la agricultura y además son propensos de procesos de erosión y dan lugar a la desertización del terreno. Se estima al menos que un suelo fértil debe tener un 3% de materia orgánica, y en la actualidad, el suelo fértil español alcanza solo el 1% como media. El aprovechamiento de materia orgánica que contienen las basuras haría posible reconstruir periódicamente el suelo y evitar la pérdida de fertilidad por mineralización.



Residuo de cultivo %

Materia seca

% N

% P2O5

%K2O

%MgO

%CaO

Hojas de remolacha azucarera

16 0,25–,33 0,08–0,11 0,4–0,7 0,0–0,1 0,7–1,5

Hojas de Remolacha 10 0,23–,25 0,06–0,08 0,41–,43 0,09–,11 0,2–0,3 Desecho de patatas 25 0,3–0,5 0,1–0,2 0,5–0,7 0,15–,25 –

Paja de judías 86 1,3–1,7 0,1–0,3 0,8–1,8 0,1–0,3 0,2–0,3 Paja de cereales 86 0,3–0,8 0,2–0,4 1,5–2,0 0,1–0,3 0,3–0,6

Paja de maíz 86 0,5–0,9 0,5–0,7 1,5–2,5 0,2–0,4 0,5–0,7 Paja de girasol 86 0,6–0,8 0,2–0,4 2,0–3,0 0,2–0,3 –

Tabla 3.17: Nutrientes en los residuos de algunos cultivos (Weiland,1997).

El compost es un producto orgánico estable, similar al humus con unas características concretas como son: estabilidad, homogeneidad, sanitariamente neutro y con un buen valor agronómico. Presenta un bajo contenido en inertes y moderado valor como fertilizante (Alonso et al., 2003). 3.11.1. VENTAJAS DEL COMPOSTAJE AEROBIO

1) Soluciona el problema de la generación de residuos Se puede reciclar mediante el compostaje la parte biodegradable de la materia orgánica. Se garantiza la obtención de metano que es una fuente de energía mediante el proceso de digestión anaerobia. Se garantiza que una menor cantidad de residuo sea destinado al vertedero e incineración.

2) Genera beneficios económicos El compostaje es un proceso fácil de hacer y con un coste económico mínimo con relación a otros sistemas de tratamiento. El compost es un producto de calidad, barato, fácil de obtenerlo en grandes cantidades.



3.11.2. DESVENTAJAS DEL COMPOSTAJE AEROBIO Los inconvenientes más significativos del compostaje como procedimiento de eliminación de los RSU (Delgado Noriega, 1991) son los siguientes:

1) Subsistencia de problemas de eliminación de la fracción restante no susceptible a compostaje, por lo que el fabricante tendrá que buscar una otra salida adecuada (vertedero controlado, incineración).

2) Dependencia del mercado de compost, que está condicionado a

determinados tipos de cultivos y terrenos.

3) Las nuevas exigencias anticontaminantes de calidad de compost encarecen el proceso de producción.

3.11.3. ASPECTOS CONDICIONANTES DEL COMPOSTAJE AEROBIO Toda instalación para el tratamiento de los residuos por medio del compostaje debe contemplar ciertos condicionamientos en sus aspectos fundamentales que son: sanitarios, técnicos y económicos (Jiménez, 1973)

1. Aspecto sanitario: el montaje de una instalación de compostaje tendría como objetivo impedir que las basuras se conviertan en peligro para la salud humana. El tratamiento vendría como elemento indispensable para la higiene de la población, suprimiendo los olores, impidiendo la aparición de insectos, roedores y otros animales vectores y transmisores de enfermedades.

2. Aspecto técnico: se procede al montaje de una instalación de acuerdo con

los recursos existentes y de preferencia más sencilla, teniendo en cuenta a la cantidad de residuos a tratar, los problemas de heterogeneidad en la composición de los residuos y lo abrasivo de los mismos, dándoseles amplia solución.

La optimización del proceso de compostaje consiste en el seguimiento y control de los parámetros operativos como son: temperatura, pH, conductividad, densidad aparente, humedad, materia orgánica, relación C/N, nitrógeno amoniacal y nitrógeno orgánico.

La monitorización de todos los parámetros físicos, químicos y biológicos a lo largo de todo el proceso de compostaje es el garante de calidad de la operación, de la calidad del compost y de la producción del gas metano.

3. Aspecto económico: un estudio económico previo de las diversas

variantes para solucionar el problema de la eliminación de los residuos antes del montaje de la instalación de compost es imprescindible. Deberá tenerse en cuenta el aspecto de la ubicación que por lo menos no esté



localizada para un radio mayor de 200 Km de la demanda potencial y de la agricultura, desminuye los costos de transporte a la hora de comercialización del compost. La cantidad de residuo a tratar y la calidad del compost a producirse es otro criterio que se debe observar para evitar los gastos no necesarios.

Como los residuos sólidos urbanos vienen de forma heterogénea es necesaria una preparación previa antes de compostar para conseguir un buen compost. Esta preparación previa contempla tres criterios fundamentales:

Separación de ciertos productos indeseables. Homogeneización de la masa a tratar. Reducción de las dimensiones de los residuos para favorecer la

fermentación rápida. 3.11.4. TIPOS DE COMPOSTAJE Los procesos para la elaboración del compost se diferencian por el tipo de degradación de la materia orgánica, o sea se el proceso para su elaboración es de forma aerobia o anaerobia. Para realizar cualquier de estos procesos, los microorganismos heterotróficos necesitan compuestos orgánicos como fuente de carbono y energía. Las condiciones de fermentación varían según se emplee cualquiera de los numerosos procedimientos existentes en el mercado (fermentación natural o lenta, fermentación acelerada, fermentación forzada, fermentación asistida, etc. (Soánez, 2000). En la tabla siguiente se resumen estos procesos.

Proceso Tipo Desarrollo de cada tipo Duración natural–lenta * Volteos periódicos de aireación 11–16 semanas

* aspiración del aire 7–10 semanas * insuflado del aire 7–9 semanas

Dig

esto

res

verti

cale

s

* Aspiración * Insuflado * Agitación

2–6 semanas 2–6 semanas 3–4 semanas

Fermentación Aerobia

Forzada– acelerada

Dig

esto

res

horiz

onta

les

* Aspiración * Insuflado * Agitación

2–4 semanas 2–4 semanas 2–3 semanas

Fermentación Anaerobia

Natural Forzada

Producción en digestor de compost pobre y biogás Producción en digestor de compost pobre y biogás

3–8 semanas 1–6 semanas

Tabla 3.18: Proceso general de producción de compost (Soánez, 2000).



El resultado de los procesos de compostaje por biodegradación da lugar a la mineralización de parte de esa materia orgánica y a la estabilización del resto (una materia denominada por compost), además la producción de dióxido de carbono, agua, amoniaco y sulfato. El compost es la materia orgánica resistente que se mantiene.

Durante el proceso de fermentación aerobia, de acuerdo con López (López et al., 1980), las bacterias existentes en las basuras o en el suelo toman oxigeno del aire y el carbono y nitrógeno de la materia orgánica contenida en las basuras. 3.11.5. PROCESO DE FABRICACIÓN DE COMPOST El proceso de fabricación de compost de forma industrial a partir de los residuos sólidos urbanos se distingue en tres etapas fundamentales de procesamiento:

• Separación previa de las fracciones de los residuos. • Proceso de compostaje. • Refino de compost.

a) Separación previa de las fracciones orgánica de los residuos La obtención de un buen compost según Alonso et al. (2003) depende de la optimización de los procesos de:

• Preparación de la materia orgánica a compostar. • La eficacia del proceso de fermentación. • La eficiencia del proceso mecánico de depuración.

Con la colaboración ciudadana se separan las fracciones de los residuos en origen, se recogen selectivamente y se tratan de manera para generar nuevos productos de valor económico como: vidrio, papel, plásticos, aceite, hierro, metales, etc. La reducción del contenido de los voluminosos y materiales inertes que puedan perturbar el buen funcionamiento de la instalación debe ser prioridad cuando se pretende compostar los RSU. Acompañan este proceso de separación previa los siguientes procedimientos fundamentales:



• Recepción y tamizado: los residuos procedentes de la recogida selectiva se depositan en los fosos de recepción e posteriormente son tamizados para eliminar las impurezas aún existentes.

• Trommel: los residuos pasan por un trommel donde se separa la materia

orgánica del desecho grueso.

• Cabina de selección: la fracción orgánica pasa por un sistema de electroimán en lo cual se separan los materiales férricos del resto.

• Recepción de la fracción vegetal y trituración: los residuos vegetales

procedentes de jardinería, de podas de árboles de las calles, limpieza de bosques, o desechos municipales son triturados. Se conducen en primer lugar a los molinos de trituración donde se pulverizan los componentes más frágiles de lo residuos así como también se rechaza los componentes más densos (férricos plásticos…). La fracción procedente de los molinos se dirige a los cribadores, a partir de los cuales se obtiene una fracción orgánica susceptible al proceso de compostaje.

• Mezcla y homogenización: se mezclan las dos fracciones de residuos de

acuerdo con los criterios establecidos que normalmente están entre 65–75% de fracción orgánica procedente de la recogida y 25–35% de la fracción vegetal.

b) Propio proceso de compostaje Se realiza mediante dos sistemas: compostaje en recintos abiertos (hileras y pila estática aireada) o en recintos cerrados (biorreactores).

• En recintos cerrados: se puede realizar en celdas de cemento, cilindro rotativo, fermentadores cilíndricos verticales etc. (con la finalidad de reducir las grandes superficies de compostaje y acortar los tiempos de fermentación).

• En recintos abiertos: corresponde al sistema tradicional y puede

realizarse en hileras y en pilas de baja altura y ventilación natural o mediante pilas de unos 2,5 metros de altura; y para que los microorganismos puedan descomponer adecuadamente la materia orgánica se debe mantener las condiciones de volteos de las pilas, aireación, humedad y temperatura.

La recogida de lixiviados y de las aguas fluviales: los liquidos que fluyen de las pilas de compostaje así como de las aguas pluviales en la superficie de la planta son recogida y aprovechadas para el riego del compost.



c) Proceso de refino: es un proceso en que el compost resultante del proceso de compostaje se somete a un proceso de purificación física, permitiendo la disminución de los elementos inertes, se criba para darle una homogenización y la granulometría adecuada para facilitar su aplicación al suelo y su mezcla e integración con la fracción mineral del terreno. La estabilización del compost ocurre después de 12 a 14 semanas del del proceso de compostaje. El compost es posteriormente comercializado.

3.11.6. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COMPOSTAJE AEROBIO Existen varios factores o parámetros que influyen para el proceso de compostaje que entre ellos se destacan (Obeng y Wright, 1987; Tchoganoglous et al., 1996; Olías, 2003): contenido de la mezcla de las fracciones de residuos, temperatura, tamaño de las partículas, aireación, nutrientes, pH, humedad, relación C/N y población microbiana.

1) Contenido de la mezcla de materia orgánica La mezcla equilibrada de variedades de materias primas a compostar, constituye una de las buenas actitudes para la elaboración de compost de buena calidad. Durante el proceso de compostaje se puede perder aproximadamente un 30% de materia orgánica en forma de sustancias volátiles ricas en carbono.

2) Temperatura Inicialmente los residuos fermentables se encuentran a temperatura ambiental. Los microorganismos a la vez que consumen nutrientes se van reproduciendo. La temperatura comienza a aumentar debido al aumento de la actividad metabólica. En pocos días la temperatura llega a los 40 ºC, terminando la llamada Fase Mesofílica y se alcanza la Fase Termofílica. Con la subida de la temperatura, mueren los microorganismos iniciales y son remplazados por otros resistentes a estas temperaturas. Más tarde decrece gradualmente la temperatura y se vuelve otra vez a temperatura mesofílica en un período denominado Maduración, caracterizado por una paulatina reducción de la actividad biológica y estabilización de los productos orgánicos obtenidos. La primera fase de compostaje en la que las temperaturas pueden superar a los 70ºC junto con el elevado índice de humedad, revela ser de gran importancia sanitaria ya que supone la eliminación de los gérmenes patógenos. Sin embargo, (Alonso et al., 2003), esta eliminación puede afectar a microorganismos y organismos como (lombrices en el caso de vermicompostaje) que interviene en el proceso de compostaje, repercutiendo en la prolongación excesiva del tiempo de fermentación.



Para garantizar un compostaje adecuado se procede una solución de compromiso en la que se fijan unas temperaturas dentro de las cuales se asegura las garantías sanitarias respectando la vida de los microorganismos. Esta temperatura se ha fijado en torno de los 55ºC. En las plantas de compostaje el proceso de regulación de la temperatura se hace mediante volteos y regulación adecuada del caudal del aire de los ventiladores que ventilan las pilas de fermentación.

3) Tamaño de las partículas Mediante trituración de la materia orgánica a compostar se reduce el tamaño de las partículas aumentando así la superficie específica expuesta a los microorganismos. El tamaño ideal de las partículas están entre 1 y 5 centímetros de granulometría. Sin embargo, una reducción excesiva de la materia produce un aumento de la compactación dificultando el paso del aire a través de los poros, generando así la fermentación anaerobia.

4) Aireación Para el compostaje aerobio la presencia del oxigeno es fundamental. La concentración de oxígeno dependerá del tipo de material, textura, humedad, frecuencia de volteo y de la presencia o ausencia de la aireación forzada. La falta de ventilación proporciona la acumulación de anhídrido carbónico en el sistema originando el desarrollo de microorganismos anaeróbicos, que dificultan el proceso de compostaje aerobio.

5) Nutrientes Los microorganismos necesitan nutrientes inorgánicos y orgánicos para su crecimiento. Los principales nutrientes inorgánicos requeridos por los microorganismos, los cuales se puede encontrar en los residuos son (Tchoganoglous et al, 1996): nitrógeno (N), azufre (S), fósforo (P), potasio (K), magnesio (Mg), cálcio (Ca), hierro (Fe), sodio (Na) y Cloro (Cl). Los nutrientes menores, pero de gran importancia incluyen: cinc (Zn), Manganeso (Mn), molibdeno (Mo), selenio (Se), cobalto (Co), cobre (Cu) níquel (Ni) y volframio (W). Además de nutrientes inorgánicos muchos microorganismos necesitan nutrientes orgánicos que son factores de crecimiento que se destacan en tres clases:

• Aminoácidos. • Purinas y pirimidinas. • Vitaminas.

La fracción orgánica de los RSU contiene normalmente cantidades adecuadas de nutrientes para suportar la conversión biológica de los residuos. Cuando los residuos presentan pocas cantidades de nutrientes es necesario



añadir cierta cantidad de estos para el crecimiento correcto de las bacterias y subsiguiente degradación de los residuos.

6) pH El pH óptimo (Tchoganoglous et al., 1998; Bueno et. Al, 1997; García y Toro, 2000) para el compostaje aerobio se sitúa entre los 7 y 7,5. Los residuos a tratar tienen un pH de 5–7 cuando son recientes y un poco ácido con un pH de 5–6 pocos días después. A medida que la materia orgánica va incrementando su descomposición, el valor de pH va bajando hasta entre 4,5 y 5,5 debido a la actividad bacteriana y la formación de ácidos débiles. Posteriormente el material fermentable produce una reacción alcalina debido a la formación de amonio resultante de la degradación de proteínas y aminoácidos. El pH puede alcanzar hasta 8 y 9. En la fase final de la fermentación (maduración), el pH desciende a valores próximos a la neutralidad o ligeramente alcalino, pH 7–7,5.

7) Humedad Junto con la aireación, los microorganismos necesitan agua para como vehículo para transportar los alimentos y elementos energéticos a través de sus membranas celulares. Y la descomposición de la materia orgánica depende del contenido de humedad. Se estima que el rango óptimo de humedad para el compostaje aerobio se sitúa entre 50 y 60%. Los valores inferiores a 49% puede limitar la actividad de compostaje y por encima de 60% puede ocurrir anaerobiosis. Cuando el contenido de humedad es mayor, el agua ocupara todos los poros y el proceso se volvería anaeróbico (se produciría una putrefacción orgánica). Se el índice de la humedad es muy baja desminuye la actividad de los microorganismos y el proceso de fermentación es más lento. La obtención de una adecuada humedad y una porosidad en los residuos durante la fermentación que garantice la aireación, son condiciones esenciales para el proceso de compostaje. El contenido de la humedad dependerá de las materias primas empleadas para el compostaje donde por ejemplo los materiales fibrosos o residuos forestales gruesos, la humedad máxima permisible es de 75–85%, mientras que para material vegetal fresco esta oscila entre 50–60%. La mezcla de lodos de depuradoras que contienen un agregado de nutrientes orgánicos y una gran cantidad de microorganismos con los RSU, es una práctica actual para el proceso de compostaje aerobio. La inconveniencia de esta práctica para el proceso aerobio es que los lodos contienen excesiva humedad en torno de 75%, baja porosidad y presencia de sustancias nocivas como los metales pesados. Para contrarrestar estos inconvenientes se procede a (Alonso et al, 2003):



• Desecar los lodos en capas hasta lograr una humedad de 50%

aproximadamente.

• Mezclar los lodos con madera triturada, paja, residuos urbanos con poco contenido de humedad.

• Controlar previamente la posible presencia de metales pesados nocivos

en los lodos depurados.

8) Relación C/N La relación carbono/nitrógeno inicial, por masa, está entre 25 y 50 como óptima para el compostaje aerobio (Tchoganoglous et al, 1998); y entre 25 y 35 (García y Toro, 2000). Con relaciones más bajas se emite amoniaco y se impide la actividad biológica. Mientras que con relaciones más altas, el nitrógeno se vuelve limitante, haciendo que el proceso de compostaje sea prolongado. Los microorganismos consumen de 25 a 35 unidades de carbono por cada unidad de nitrógeno. Este rango de valores de relación C/N deben ser adoptadas a la hora de preparar las mezclas de la materia orgánica fermentable. El carbón sirve como fuente de energía para los microorganismos y el nitrógeno como constructor de proteínas junto con fósforo y azufre. Los materiales orgánicos ricos en carbono y pobres en nitrógeno son la paja, el heno seco, las hojas, las ramas, la turba, y el serrín; los pobres en carbono y ricos en nitrógeno son los vegetales nuevos, las deyecciones animales y los residuos de matadero. El contenido de nitrógeno y las relaciones C/N nominales compostables seleccionados (base seca) de algunos residuos han sido descritos por diversos investigadores de esta área destacándose en la siguiente tabla:



MATERIAL PORCENTAJE (%) N RELACIÓN C/N) Residuos de procesamiento de comida Residuo de frutas Residuos mezclados de mataderos Pieles de patatas

1,52

7,0 – 10,0 1,5

34,8 2,0

25,0 Estiércol Estiércol de vaca Estiércol de caballo Estiércol de cerdo Estiércol de aves de corral Estiércol de ovejas

1,7 2,3

3,75 6,3

3,75

18,0 25,0 20,0 15,0 22,0

Fangos Fangos digeridos activados Fangos crudos activados

1,88 5,6

15,7 6,3

Madera y Paja Residuos de aserraderos Paja de avena Aserrín Paja de trigo Madera (pino)

0,13 1,05 0,10 0,3

0,07

170,0 48,0

200,0 – 500,0 128,0 723,0

Papel Papel mezclado Papel de periódico Papel marrón Revistas comerciales Correo basura

0,25 0.05 0.01 0,07 0,17

173,0 983,0

4.490,0 470,0 223,0

Residuos de Jardín Recortes de césped Hojas (caídas recientemente)

2,15

0,5 – 1,0

20,1

40,0 – 80,0 Biomasa Jacinto de agua Hierba de bermuda

1,96 1,96

20,9 24,0

Tabla 3.19: Porcentaje de nitrógeno y relación C/N en distintos componentes de residuos (Tcobanoglous et al., 1998).

9) Población microbiana El compostaje como proceso de descomposición de materia orgánica llevada a cabo por variedades de bacterias, hongos y actinomicetos, su presencia cuantitativa en el material a compostar influye la forma de desarrollar el compostaje. Los factores que hay que controlar para el proceso de compostaje aerobio son: temperatura, humedad, pH, la aireación y la relación C/N (Mendoza Roca et al., 1998).



3.11.7. EVOLUCIÓN TÉRMICA DEL COMPOSTAJE AEROBIO El compostaje es un proceso dinámico activado por la acción combinada de una población bacteriana. Atendiendo la evolución de la temperatura se puede dividir en cuatro períodos (Alonso et. al., 2003):

1. Período mesofílico Ya que los residuos frescos contienen millones de microorganismos comienza la fermentación aerobia. Esta primera fase es predominada por bacterias y hongos mesofílicos que consumen las sustancias en estado natural directamente asimilables. La temperatura que inicialmente era ambiental, se va incrementando al paso de pocos días. Como resultado se produce gran cantidad de ácidos que provocan una bajada de pH. Los microorganismos responsables por la actividad en esta fase van perdiendo su capacidad de resistencia, y acaban muriendo, debido a cambios de condiciones ambientales, estas bacterias mesofílicas son remplazadas por otras más resistentes a las nuevas condiciones termofílicas (García y Toro, 2000). Este proceso ocurre hasta 45ºC y dura entre uno y cuatro días (Mendoza, et al., 1998).

2. Período termofílico La intensa actividad microbiana provoca la liberación de energía, consecuentemente se eleva la temperatura de la masa. Se crea las condiciones de la proliferación de las actividades microorganismos termofílicos (bacterias y sobre todo los hongos termofílos) que se encontraban en estado latente en las basuras frescas. La temperatura va subiendo hasta 65ºC provocando la activación de la actividad enzimática y por consecuencia se produce la hidrólisis, transformación de sustancias como grasas y ataque superficial de la celulosa y la lignina. Se forman así sustancias simples. La temperatura sube hasta superar los 70ºC durante dos o tres semanas (fermentación no forzada). A esta temperatura se eliminan la mayoría de los gérmenes patógenos y esporas. La temperatura se mantiene hasta que se haya consumido todo el material orgánico que se descompone con más facilidad. Después la actividad microbiana desminuye por falta de sustrato (Mendoza Roca, et al., 1998). En esta fase la actividad biológica es más débil. Se procede la pasteurización y estabilización del medio.

3. Período de enfríamiento

La temperatura va desciendo progresivamente, las actividades de las bacterias termófilas cesan por la falta de materia orgánica capaz de liberar carbono; comienza a aparecer otra vez algunas especies de hongos y actinomicetos y desaparecen las bacterias termófilas.



4. Período de maduración Es un período de largos meses (en la fermentación natural) a temperatura ambiente, es decir se vuelve de nuevo a temperaturas mesofílicas. En esta fase se producen las reacciones secundarias de condensación y polimerización del humus. El proceso de compostaje y el compost se estabilizan. 3.11.8. CARACTERÍSTICAS DEL COMPOST El Compost es una masa constituida por distintos productos: Materia orgánica heterogénea fermentada (aerobia y/o anaerobiamente). Producto integrado por agregados estabilizados con adherentes orgánicos de origen microbiano, o estabilizados con cementos inorgánicos, si hay presente restos de tierra. Es un producto rico en compuestos orgánicos biodegradables y sustancias de naturaleza húmica, derivadas del metabolismo bacteriano y fúngico (melaninas) si no han sufrido proceso de biometanización. Es un producto rico en sustancias no biodegradables de origen antrópico (urbano e industrial), cuando no ha habido una correcta recogida selectiva de basuras. Es un producto rico en sustancias propias del catabolismo microbiano del proceso fermentativo (aerobio y/o anaerobio). Producto rico en iones (aniones y cationes) liberados de la evolución de los RSU aportados al proceso de compostaje. Es un producto rico en componentes biológicos, cuya configuración depende de fermentación aerobia y/o anaerobia, y maduración que hayan sufrido los RSU de partidas. De acuerdo con Vigil (Vigil, 1980), caracterizaban el compost en compost I y II según su composición dando siguiente resultado:



Características Tipo de compost I II % Humedad (en producto bruto) 35 41 pH 7,8 7,6 Relación C/N 15–20 16 % (en producto seco) C N P2O5 K2O Ca Mg Na S Cl Fe

15 0,9 0,6 0,3 4,0 0,3 0,3 0,6 0,5 2,2

19,2 1,2

0,74 1,21 2,57 0,67 0,54 0,61 0,47 2,14

Metales( ppm) B (total) B (soluble) Zn Mn Cu Pb Cd Cr Ni Hg

64–245 10–31 1000 600 250 594 7,0 271 194 4,0

58 –

1742 689 565 1215

12 64 84 –

Tabla 3.20: Características y clasificación de compost de RSU (Vigil, 1980). Dada la dualidad de las características de los diferentes compost se ha establecido la normativa que fija las características esenciales que deben tener un compost para fines agrícolas. En el momento actual se puede clasificar en tres tipos de compost: el compost actual y otros dos tipos de clase A y clase B. El compost A es de mayor calidad con características próximas al futuro compost europeo y el Compost B al actual compost nacional (Hernández, et al, 2004).



Compost actual Producto obtenido por fermentación aerobia de residuos orgánicos que presenta las siguientes características:

Materia orgánica – 25%

Humedad máxima – 40% Tamaño de partículas Ǿ< 10 mm Metales pesados (ppm) Cd – 10 Cu – 450 Ni – 120 Pb – 300 Zn –1100 Hg – 7 Cr –400

Compost A Producto higienizado y estabilizado obtenido mediante descomposición biológica aerobia (incluyendo fase termofílica) de materiales orgánicos biodegradables, bajo condiciones controladas. Se propone que estos compost tengan las siguientes características: Materia orgánica – 40% Humedad máxima –30 – 40% Tamaño de partículas < 1 mm Relación C/N < 15 Piedras y gravas de Ǿ >5 mm, menos del 5% Metales, vidrios, plásticos Ǿ > 2 mm, menos del 0,5% Metales pesados (ppm) Cd – 2 Cu – 300 Ni – 100 Pb – 150 Zn –500 Hg – 2 Cr – 250



Compost B Presenta las siguientes características Materia orgánica – 35% Humedad máxima –30 – 40% Tamaño de partículas < 1 mm Relación C/N < 25 90% de partícula pasarán por malla de 25 mm Metales, vidrios, plásticos Ǿ > 2 mm, menos del 3% Metales pesados (ppm) Cd – 5 Cu – 450 Ni – 120 Pb – 300 Zn –1100 Hg – 5 Cr – 400 3.11.9. COMPOST COMO ABONO Y ACONDICIONADOR DE SUELOS El compost se clasifica como acondicionador del suelo más que como abono, por presentar niveles bajos de nitrógeno, potasio y fósforo. Se aplica como enmienda orgánica al suelo. Se usa como sustrato ya que mejora la estructura del suelo, favorece la presencia de microorganismos y micro–fauna del suelo que realizan importantes labores de reciclaje y mantenimiento de una buena tierra agrícola. El papel del compost se puede resumir en los siguientes aspectos (García y Toro, 2000; y Alonso et al., 2003):

a) Efectos en la estructura de la tierra A través de los millones de microorganismos que viven en el compost contribuyen a formar y a estabilizar la tierra:

• Mejora la estructura del suelo aumentando su capacidad para retener agua y aireación de la tierra.

• Hace porosos los suelos difíciles permitiendo que retenga la humedad y

mejora su ventilación.

• Crea una estructura aterronada y permeable.

• Reduce la erosión del suelo y desertificación al aumentar el contenido de materia orgánica.



• Estabiliza la reacción del suelo mediante su pH (poder de tampón), mejorando la actividad biológica del suelo.

• Al aumentar el nivel de humus en el suelo incrementa y diversifica la flora

microbiana del mismo, evitando el deterioro de sus propiedades físicas, químicas y biológicas y pérdida genérica de fertilidad.

b) Efectos sobre los nutrientes de las plantas El proceso de mineralización de la materia orgánica libera una serie de elementos que permite a los microorganismos fijen el nitrógeno del aire y descompongan los minerales liberando los nutrientes. Para el efecto, los componentes nutritivos existentes en el compost (nitrógeno, fósforo, potasio y otros nutrientes) se van entregando poco a poco a las plantas haciendo:

• Inactiva los residuos de plaguicidas.

• Inhibición del crecimiento de hongos y bacterias dañinas para las plantas.

• Actúan como suporte y alimento de microorganismo benéficos.

c) Efectos sobre la salud

• Frena la acción y la proliferación de los microorganismos patógenos.

• Es rico en microorganismos benignos los cuales aumentan la actividad biótica.

• Aporta sustancias activas como hormonas, vitaminas y antibióticos,

sirviendo de este modo como alimento para los animales domésticos y microorganismos del suelo.



3.11.10. USO DE COMPOST EN ESPAÑA En el año de 1978 se produjeron en España 451.000 toneladas de compost (situándose se entre los primeros de Europa). De este compost se utilizó un 50% para abonado de viñas, 21% para hortofrutícultura y el resto se aplicó conjuntamente con los lodos de depuradoras de aguas residuales para la recuperación de suelos quemados (Vigil, 1980). Según García (García y Toro, (2000) en España y en Europa, los usos de compost viene siendo destinado para abonar los cultivos que a seguir se mencionan:

- Cultivo de viñedos. - Cultivos de horticultura. - Cultivos de cítricos. - Cultivos de almendro. - Cultivo intensivos de cereales. - Cultivo de remolacha azucarera. - Cultivo de setas

En la tabla siguiente se ilustra la cantidad de las instalaciones y producción de compost demostrando así la magnitud importancia del uso del compost, así como la importancia de seguir investigando para el desarrollo de las tecnologías de compostaje.



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Ren

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U (%

)

Castilla– La Mancha

Ciudad Real

Alcázar de San Juan

Ingeniería Urbana 1974 157 57,5 11.508 20

Huelva Villarrasa Edifesa 1995 530 190,9 25.073 16 Cádiz Puerto Real Consorcio Bahía

de Cádiz 1967 233 85 15.300 18

Jaén Jaén Gral. Obras y Servicios

1974 117 42,6 9.387 22

Granada Vélez de Benaudaya

1996 143 52,2 9.387 22

Andalucía

Sevilla Alcalá de Guadaira

1361 496,7 8.663 16

Baleares Menoría Mahón Juan Mora S. A. 1995 135 48,7 2.500 5 Canarias Santa Cruz

de Tenerife Arico Vertresa 1993 123 45 9.000 20

Mataró Consorcio Municipal

1985 5 1,87 56 3

Villafranca del Penedés

Mancomunidad del Pennedés y Garraf

1985 225 81,6 10.659 13

Torrelles de Llobregat

Supramunicipal 1997 4,97 1,8 189 11

Castelldefels 1992 22,19 8 798 10

Barcelona

Jorba 1999 1 0,4 74 20 Gerona Santa Coloma

de Farnés 1999 5 0,372 340 20

Cataluña

Tarragona Botarell 3 1,7 358 10 FGM S. A. 1981 578 3,520 18.040 8,67

Madrid Madrid

Madrid TIR Madrid 1993 1227 441,79 34.460 7,80

Jumilla Manuel Valenzuela 1989 82 30 8.400 28 Murcia Ingeniería Urbana

S. A. 1995 315 115 17.252 15

Cartagena Cycsa 1985 190 69,3 11.791 17

Murcia

Murcia

Aguilar Bonmatí S. A. 1982 37 13,5 4.050 30 Navarra Navarra Carcar Manc. Montejura 1993 47 16,8 1.800 11

Alicante FCC S.A. 1972 252 92 22.080 24 Campello Boyhumus S. L 1970 353 128,7 24.969 19,4 Crevillente Abonarsa 1974 290 105,9 20.135 19

Alicante

Villena Reciclado Servicios del Mediterráneo

1981 98 35,8 7.000 19,5

Quart Poblet Fervasa 1969 1021 372,5 36.992 9,93 Guadasur CGTR S. A. 1989 368 169,2 23.024 13,60

Valencia

Valencia

Ador Dragados y Construcciones

1991 247 96,4 12.311 12,7

Tabla 3..21: Plantas de compostaje en España (Alonso et. al, 2003).



3.12. FRONTERA DE CONOCIMIENTO Y LÍNEA DE INVESTIGACIÓN Para la realización de esta tesis se ha hecho una revisión bibliográfica accediendo a las bases de datos científicos de mayor relevancia a nivel mundial mediante búsquedas efectuadas desde la documentación científica de la CEYDE, bibliotecas de UPM (ETSI de Caminos, Canales y Puertos, y de Agrónomos Agricola), Biblioteca del Ministerio del Medio Ambiente, Biblioteca de la Comunidad Madrid (GEDESMA), Biblioteca de la UNED y buscadores electrónicos utilizando las siguientes palabras claves: Compostaje de Residuos.

o Digestión aerobia o Digestión anaerobia o Fermentación de residuos o Residuos agrícolas o Residuos de Jardineria o Digestión en etapa o Digestión en fase o Compostaje de residuos

Tras la revisión bibliográfica realizada ha permitido conocer el estado actual del tema, del cual se han planteado dudas e hipótesis y se han podido determinar los objetivos finales del tema y definir los métodos y los procedimientos metodológicos. 3.12.1. ASPECTOS POR RESOLVER E HIPOTESIS PLANTEADAS El interés de la tesis viene justificada por dar respuesta a preguntas tales como:

1. ¿Será la elección de la forma de arranque del digestor la clave de un buen proceso de digestión anaerobia?

2. ¿Como estabilizar un digestor alimentado diariamente por fracción orgánica

de residuos frescos en la fase metánica?

3. ¿Que parámetros de control deben ser prioritários para determinar y verificar la eficiencia de una digestión en condiciones anaerobias?

4. ¿De que modo se deben alimentar los digestores para obtener una

contínua y elevada producción de biogás de calidad a partir de una digestión anaerobia de la foRSU?

5. ¿Que métodos, procedimientos y actuaciones se deben realizar para

afrontar la actual demanda de calidad de compost procedente de residuos sólidos urbanos en lo que respeta a su composición en nutrientes y su calidad para fines agrícolas?



6. ¿Que condiciones técnicas son necesarias para realizar el proceso de

compostaje aerobio de la fracción orgánica de los residuos? A lo largo del desarrollo de la tesis se intentará dar respuestas a todas, en el mejor de los casos, o algunas de ellas. Con base a las cuestiones arriba presentadas han surgido las siguientes hipótesis que van a reflejar con mayor proximidad en la investigación y que probablemente podrá dar respuesta a la investigación.

I. Hipótesis:

1) La elección de la forma de arranque de una digestión anaerobia de fracción orgánica de RSU utilizando fangos de depuradora puede constituir una clave y base para el arranque de los digestores y de los restantes procesos durante la digestión.

2) Un suministro controlado en la alimentación de los digestores y eficiente

control de los parámetros influyentes en la digestión, principalmente en la fase metánica, proporciona el mantenimiento de los digestores anaerobios.

3) La acidez volátil, la alcalinidad, el pH y la temperatura deben ser los

parámetros de control que deben orientar la evolución de la digestión de la foRSU en los digestores anaerobios. La agitación del fango debe críar condiciones de distribución de los nutrientes a todos los microorganismos en el sistema.

4) Una buena selección y mezcla de las fracciones orgánicas de residuos y

una alimentación diaria de los digestores anaerobios, puede proporcionar una producción elevada de biogás de buena calidad y un lodo con gran aportación de nutrientes.

5) Una materia prima constituida por mezcla de distintas fracciones

orgánicas de RSU que contenga diferentes relaciones de C/N, puede producir un compost de buena calidad para fines agrícolas.

6) Una humedad adecuada, suministro eficiente del aire y volteos de los

componentes de los residuos durante el proceso de compostaje puede reducir el tiempo de compostaje e impedir la anaerobiosis.



II. Delimitación del tema La investigación va centrarse los aspectos referentes a:

i. La digestión anaerobia de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos en su vertiente de digestión en etapa única, y de doble fases (digestión de 1ª y 2ª fase).

ii. Compostaje aerobio en digestores aerobios aireados, donde se procede el

proceso de fermentación de fracción orgánica RSU en mezcla con fangos procedente de los digestores anaerobios.

iii. Determinación de la calidad del compost al final del proceso en lo que se

refiere solamente a los nutrientes existentes. iv. No se procederá análisis de los contaminantes metálicos y tampoco los

microbiológicos. Por limitación tecnica no se puede realizar el análisis de potasio y sodio

3.12.2. OBJETIVOS DEFINITIVOS DE LA INVESTIGACIÓN A la vista del estado de conocimiento actual del tema, hecha la revisión bibliográdica preliminar, los objetivos del estudio presente quedarían redefinidos de la siguiente manera:

1. Investigar los procesos de compostaje partiendo de una digestión anaerobia seguida por otra aerobia, con la finalidad de obtener un compost.

2. Evaluar los parámetros que influyen en los procesos de digestión

anaerobia y del compostaje aerobio de la fracción orgánica de residuos sólido urbanos (foRSU), considerando las características de la fracción con la que se alimentan la digestión anaerobia y el compostaje.

3. Desarrollar experimentalmente una digestión anaerobia de baja

concentración a partir de la foRSU y evaluar los cambios que se operan durante el proceso.

4. Evaluar el rendimiento de los procesos de digestión en torno a:

a. La forma de arranque de los digestores. b. La eliminación de los sólidos volátiles. c. La calidad del biogás producido.



5. Desarrollar experimentalmente un proceso de compostaje de mezcla de fangos digeridos anaerobiamente con mezcla de distintos tipos de foRSU.

6. Determinar las características del compost en relación con su aplicación

agrícola.


CAPÍTULO 4. METODOLOGÍA


METODOLOGÍA — 91—

Una vez planteados los objetivos definitivos de la presente Tesis, a la luz del conocimiento actual y de los aspectos que quedan por resolver, se ha llevado a cabo el diseño metodológico que se juzga más adecuado. Dicho diseño parte de la simulación de una situación teórico–práctica que permita llevar a cabo la digestión anerobia y aerobia de distintas fracciones orgánicas de residuos sólidos urbanos (foRSU). Con posterioridad, los procesos seguidos y los productos obtenidos han sido analizados siguiendo la metodología que se describe a continuación. 4.1. MÉTODOS DE DIGESTIÓN Y PARÁMETROS DE CONTROL 4.1.1. DIGESTIÓN ANAEROBIA

• Digestión anaerobia en etapa única mesofílica Este método ha consistido en alimentar diariamente con la fracción orgánica de los residuos (foRSU) un reactor, donde los procesos de liquefacción, hidrólisis ácida y metanización han tenido lugar en rango mesofílico. Los tiempos de retención establecidos (Tr) para el proceso han sido de 25, 30 y 35 días.

• Digestión anaerobia en dos fases mesofilicas

En este caso, los residuos se han introducido en el digestor de la 1ª fase donde ha ocurrido la liquefacción e hidrólisis ácida en un tiempo relativamente corto, y con un Tr a los 3 y 5 días. A continuación, los efluentes de este digestor han servido para alimentar el de la 2ª fase, en el que sucede la metanogénesis en rango mesofílico y para el que se ha marcado un Tr a los 9, 12 y 18 días. En ambos digestores la alimentación ha sido diaria.

El proceso global de digestión anaerobia se ha evaluado a través de los siguientes parámetros: Parámetros de control

Temperatura pH Acidez volátil Alcalinidad Relación AV/Alc.



Parámetros de alimentación

Humedad Materia seca Sólidos totales Sólidos volátiles Sólidos fijos

Parámetros operacionales

Materia orgánica Materia inorgánica

4.1.2. DIGESTIÓN AEROBIA El proceso ha consistido en alimentar 17 digestores aerobios con una mezcla de, por una parte, una fracción orgánica procedente de un residuo de comedor colectivo y tres de jardinería (césped fresco, césped seco y hojas de árboles secas) y, por otra, de un fango generado en uno de los tres digestores anaerobios, caracterizados por distintos días de retención. Así, cada uno de estos fangos se ha mezclado con una fracción orgánica de comedor y con otra de jardinería. El proceso de compostaje se ha evaluado a lo largo de siete u ocho semanas, según el estado de maduración. En la investigación se han establecido los siguientes parámetros de control y de operación, como criterios para la evaluación de la ocurrencia de los fenómenos a examinar: Parámetros de control

Temperatura Materia orgánica e inorgánica


La proporción de integrantes de cada mezcla de residuos Contenido de humedad y materia seca



Parámetros de control de calidad del compost

Contenido en nutrientes Relación C/N Materia orgánica pH Ácidos húmicos



4.2. DESCRIPCIÓN DE LOS DIGESTORES 4.2.1. DIGESTOR ANAEROBIO DE ETAPA ÚNICA (1A) Se trataba de un cilindro de acero inoxidable, con capacidad para 30 litros. En la parte superior presentaba: un tubo con cierre para la entrada de fangos; un orificio para fijar el termómetro; un motor eléctrico, que tiene la función de mover el agitador de los fangos en el interior del digestor; y un conducto de salida del gas, provisto de válvulas de cierre y apertura, y detector de espuma. En la parte lateral e inferior se colocó un tubo con una válvula para la salida de los fangos.

Figura 4.1: Esquema del digestor anaerobio de etapa única mesofílica 4.2.2. DIGESTOR ANAEROBIO DE PRIMERA FASE (1B) El digestor de la primera fase tenía las mismas características que el de etapa única. 4.2.3. DIGESTOR ANAEROBIO DE SEGUNDA FASE (2B) Estaba construido de material plástico de PVC, con forma cilíndrica y capacidad para 60 litros. En su parte superior se ubicaba: un tubo con cierre para la entrada de fangos; un orificio para el termómetro; y otro para el conducto de salida del biogás, con una válvula de cierre y apertura, y un detector de espuma. Lateralmente tenía dos orificios, uno en la parte inferior y otro en la superior, por los que salían sendos conductos conectados a una misma bomba centrífuga para la recirculación de fangos.



Figura 4.2: Esquema del digestor anaerobio de 2ª fase mesofílica

Figura 4.3: Conjunto de digestores utilizados en la digestión anaerobia. 1A: Digestor de etapa única; 1B : Digestor de 1ª fase; 2B : Digestor de 2ª fase. 4.2.4. DIGESTORES AEROBIOS Para el montaje de la planta de digestores aerobios se utilizó:

• 1 tubo de PVC de 17 metros de largo y 5 cm de diámetro. • 18 tubos en forma de T de PVC y 5 cm de diámetro. • 1 tubo en forma de T de hierro 3,5 cm de diámetro. • 2 tubos flexibles de 1,20 m de largo y 4 cm de diámetro. • 1 tubo flexible de 0,20 m de largo y 4 cm de diámetro.



• 17 embudos de plástico de 32 cm de diámetro en su parte más ancha. • 17 tubos de PVC de 84 cm de altura y 31,7 cm de diámetro. • 2 grifos. • 2 tapones de 5 cm de diámetro • Sacos de rafia. • Cintas de poliestireno. • Reja metálica de 0,2 mm de hueco. • 2 soplantes, modelo SLF–3, de una presión máxima de 0,5 bar.

Sobre su correspondiente armazón construido en madera de 4,5 metros de largo, se encajaron sendos tubos de 4,30 metros de PVC y 5 cm de diámetro, que discurrían paralelamente y a la misma altura a lo largo de esa estructura.

En uno de los extremos se unieron los tubos a través de un tubo T del

mismo material y diámetro. Este último se conectaba mediante un tubo flexible de 0,20 m con otro tubo T de hierro, unido a su vez en cada extremo con un tubo flexible de 1,20 m que alcanzaba cada uno de los soplantes (figuras 4.4 y 4.5).

En el extremo opuesto de cada uno de los tubos paralelos descritos, se colocó un grifo para la evacuación de posibles lixiviados. Sobre los tubos se ubicaban los 17 digestores a los que proveían de aire. Con este fin se abrieron 8 orificios en uno de los tubos y 9 en el otro, todos de 5 cm de diámetro, en los que se fijaron los embudos que alcanzaban la base de los digestores. Es decir, uno de los tubos canalizaba el aire hasta los digestores numerados pares, del 2 al 16, y el otro hasta los impares, del 1 al 17.

Figura 4.4: Conexión entre los soplantes y los tubos conductores del aire.



Figura 4.5: Soplantes de aire para compostadores

Para impedir la fuga del aire durante el proceso de aireación y mantener el equilibrio y posición vertical de los digestores, se fijaron los digestores dentro de los embudos y se sellaron con cinta flexible de poliestireno y cinta adhesiva. Por otro lado, para impedir la caída de los de los residuos dentro de embudo, se colocó en la base interior de cada digestor una capa de tela de rafia y una reja de 0,2 mm. Se estableció que los dos soplantes insuflaran aire al mismo tiempo durante 30 minutos, seguido de un intervalo de 1 hora de paro.

Figura 4.6: Conjunto de digestores aerobios



4.3. MATERIAL DE LABORATORIO Para el control de los parámetros de la digestión se han utilizado los siguientes aparatos e instrumentos:

Parámetros Aparatos e instrumentos

Humedad Materia seca

– Estufa de desecación – Desecador – Balanza analítica (Mettler AE–200) – Probeta graduada – Cápsula de porcelana

Sólidos totales Sólidos volátiles Sólidos fijos

– Estufa de desecación – Horno (mufla) – Cápsula de porcelana

Alcalinidad total Acidez volátil

– Centrifugadora – Bureta – Matraz de erlenmeyer – Agitador magnético – Calentador – pHmetro (pHmetro 507,Crison) – Agitador magnético

Materia orgánica Materia inorgánica

– Matraz Erlenmeyer – Bureta – Agitador magnético – Fogón de laboratorio

Nitrógeno Kjeldahl

– Aparato de destilación (Pro–Nitro, S–627) – Matraz de Kjeldahl – Probeta – Bureta – Erlenmeyer

Fósforo

– Espectrofotómetro – Equipo de filtración – Placa calefactora – Bomba de vacío – Matraces aforados – Microfiltro de fibra de vidro – Filtro de membranas

Calcio Magnesio

– Estufa de desecación – Desecador – Horno (mufla)

Ácidos húmicos – Matraz Erlenmeyer – Centrifugadora

Temperatura – Termómetro – Multímetro digital

pH – pHmetro Tabla 4.1: Aparatos e instrumentos para el análisis laboratorial



Figura 4.7: pHmetro utilizado



4.4. TÉCNICAS ANALÍTICAS

4.4.1. CARACTERIZACIÓN DE LOS RESIDUOS Y CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA Los residuos sólidos, tras haber sido recogidos en el comedor de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos, han sido sometidos al correspondiente pretratamiento hasta lograr su homogenización.

Este proceso ha consistido en la separación de la parte biodegradable aprovechable como materia prima para la alimentación de los digestores (restos de pan, patatas, frutas, verdura, cereales, etc.), del resto (papeles, plásticos, metales, caparazones de crustáceos, etc.).

Figura 4.8: Residuos del comedor antes de la separación de las fracciones

Figura 4.9: Fracción orgánica de residuos después de la separación



Se ha utilizado una trituradora de carne para desminuir el tamaño de la muestra seguida del proceso de tamiz resultando una selección de todas las partículas de tamaño superior a 0,5 cm y menores o igual a 1,0 cm, las cuales fueron pesadas para se conocer la cantidad exacta que se mezclaba con los fangos frescos

Figura 4.10: Trituradora y el proceso de trituración de residuos

Figura 4.11: Tamiz de 0,5 cm para la separación de partículas de residuos triturados



Figura 4.12: balanza para pesar los residuos

El otro componente de la materia prima con que se han alimentado los

digestores, los fangos frescos y digeridos, ha sido recogido en la planta depuradora de aguas residuales de la Depuradora de Viveros de la Villa en Madrid.

La secuencia de procesos a la que se ha sometido toda la materia prima ha sido:

1. Identificación de los principales componentes de la fracción orgánica biodegradable.

2. Separación de las partes biodegradables e inertes.

3. Trituración y tamización.

4. Pesaje de la masa destinada a la digestión.

5. Medición del volumen de los fangos.

6. Mezcla de los fangos con la foRSU y posterior homogenización en un cubo.

7. Alimentación de los digestores.

8. Análisis físico–químico de fangos y foRSU.

En la siguiente tabla se expresa la calidad de la materia prima resultante de

todo este proceso y con la cual se iniciará la alimentación de los digestores.



Fecha % humedad %ST %SV %SF %MO %MI

03/06/2005 59,51 40,49 81,11 18,89 69,47 30,53 04/06/2005 60,00 40,00 81,84 18,16 74,89 25,11 06/06/2005 59,51 40,49 81,11 18,89 74,1 25,9 07/06/2005 59,51 40,49 81,11 18,89 71,93 28,07 08/06/2005 60,03 39,97 80,25 19,75 71,08 28,92 09/06/2005 58,39 41,61 89,32 10,68 81,55 18,45 11/06/2005 58,60 41,40 88,52 11,48 84,88 15,12 12/06/2005 56,59 43,41 91,83 8,17 88,94 11,06 13/06/2005 58,50 41,50 88,88 11,12 74,36 25,64 14/06/2005 54,16 45,84 88,78 11,22 85,11 14,89 15/06/2005 59,51 40,49 81,11 18,89 75,95 24,05 16/06/2005 48,53 51,47 79,78 20,22 76,98 23,02 17/06/2005 48,53 51,47 79,78 20,22 83,65 16,35 18/06/2005 33,58 66,42 79,83 20,17 74,23 25,77 20/05/2005 33,58 66,42 79,83 20,17 71,75 28,25 21/06/2005 32,21 67,79 80,80 19,20 69,48 30,52 22/06/2005 24,72 75,28 76,28 23,72 72,47 27,53 23/06/2005 55,59 44,41 91,35 8,65 72,56 27,44 25/06/2006 62,73 37,27 90,54 9,46 69,63 30,37 26/06/2005 51,41 48,59 89,48 10,52 75,86 24,14 27/06/2005 52,55 47,45 88,27 11,73 70,25 29,75 28/06/2005 57,84 42,16 92,46 7,54 69,46 30,54 29/06/2005 56,07 43,93 93,32 6,68 86,36 13,64 30/06/2005 43,19 56,81 82,31 17,69 83,47 16,53 02/07/2005 60,06 39,94 80,65 19,35 70,46 29,54 03/07/2005 55,59 44,41 94,10 5,90 68,27 31,73 04/07/2005 33,58 66,42 79,83 20,17 75,07 24,93 05/07/2005 57,16 42,84 91,04 8,96 77,11 22,89 06/07/2005 54,77 45,23 83,24 16,76 76,84 23,16 07/07/2005 56,53 43,47 84,33 15,67 63,34 36,66 08/07/2005 54,70 45,30 85,20 14,80 – – 09/07/2005 55,01 44,99 79,87 20,13 69,58 30,42 13/07/2005 55,59 44,41 88,59 11,41 71,74 28,26 14/07/2005 54,77 45,23 83,24 16,76 72,77 27,23 15/07/2005 49,74 50,26 82,59 17,41 72,67 27,33 16/07/2005 54,30 45,70 83,85 16,15 72,04 27,96 18/07/2005 58,92 41,08 77,20 22,80 66,1 33,9 20/07/2005 54,77 45,23 83,24 16,76 67,87 32,13

Mín 24,72 37,27 76,28 5,90 63,34 11,06 Máx 62,73 75,28 94,10 23,72 88,94 36,66

Promedio 52,64 47,36 84,60 15,40 74,39 25,61 Desv. Std. 9,24 9,24 4,96 4,96 6,00 6,00

Tabla 4.2: Características de la fracción orgánica de residuos del comedor



4.4.2. ANÁLISIS FÍSICO–QUÍMICO DE LAS MUESTRAS Ha sido necesaria la determinación de los siguientes aspectos de la materia entrante (foRSU y fangos) y saliente (compost y biogás) de los digestores (Tabla 4.2):

Parámetros Fangos foRSU Compost Biogás Tamaño de partículas X X

Volumen X X

Peso X X X

% humedad (Hum) X X X

Sólidos votales (ST) X X X

Sólidos fijos (SF) X X

Sólidos volátiles (SV) X X

Temperatura X X

PH X X X

Nitrógeno total X X

Acidez volátil y alcalinidad X

Materia orgánica (MO) X X X

Materia inorgánica (MI) X X X

Ca y Mg X

P y N X X

%CO2 y CH4 X

Relación C/N X X Tabla 4.3: Parámetros analizados en la digestión anaerobia y compostaje aerobio

Los ensayos analíticos se han basado en las técnicas descritas en la siguiente bibliografía:

• Castillo Gonzalez, I. Análisis físico–químico del agua. Cuaderno de

prácticas. Ed. Servicios de Publicaciones. E.T.S. Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos.

• El capítulo de “Técnicas analíticas relacionadas con la gestión de

residuos”, de García, E. H. y Toro, M. S., del libro: Fundamentos del manejo de residuos urbanos. Colegio de Ingenieros de Caminos; Canales y Puertos. 756 p. España (2000).

• APHA, AWWA, WPCF. Métodos normalizados para el análisis de aguas y

aguas residuales. Ed. Díaz de Santos, SA. Madrid–España (1992).



• Sogorb Sánchez, M. A. y Gisbert V. E. Técnicas Analíticas de Contaminantes Químicos. (Aplicaciones toxicológicas, medioambientales y alimentarias. Ed. Díaz de Santos, S. A. Madrid–España (2004).

Todos los análisis llevados a cabo a las distintas muestras correspondientes

al proceso de digestión anaerobia se han realizado por triplicado. De modo que el resultado final es la media de los tres.

Por su parte, los análisis de las muestras de compost se han hecho por

duplicado, y su valor resultante es la media de los mismos. 1) Determinación de humedad y materia seca

Fundamento

La humedad y materia seca se determinan tras la evaporación del agua contenida en la muestra a 103–105ºC. El contenido de humedad de los sustratos se determina mediante el método gravimétrico, que consiste en colocar una muestra húmeda en una estufa de desecación a la temperatura de 103–105ºC hasta alcanzar un peso constante, aproximadamente durante 24 horas. Los resultados se expresan sobre la materia seca.

Procedimiento Se calcina la cápsula vacía en la mufla, se enfría el desecador y se pone la muestra en esta cápsula, previamente tarada. Se pesa la cápsula que contiene la muestra y se introduce en la estufa. Después de la evaporación del agua, se retira de la estufa para un desecador, se pesa la cápsula con su contenido y se determina la humedad y la materia seca por la fórmula:



2) Determinación de sólidos totales, volátiles y fijos en los fangos

Fundamento Sólidos totales, volátiles y fijos han sido determinados por el método gravimétrico.

Después de haberse determinado la humedad, la muestra secada se calcina en un horno–mufla a 550 ± 50ºC durante 2 a 3 horas, tomando un color blanquecino, se enfría y pesa. El contenido de sólidos volátiles se considera como el contenido de materia orgánica y se corresponde con la pérdida de peso durante la calcinación. Las cenizas que restan en la cápsula son los sólidos fijos, que se expresan en mg/L en caso de los materiales liquidos o semi–sólidos, o en porcentaje sobre el peso seco en el caso de los sólidos.

Procedimiento

Después de haber calcinado la cápsula durante una hora en el horno, se enfrían en el desecador hasta la temperatura ambiente y se pesa. Se mide, con una probeta graduada, un volumen de 25 a 50 ml de fango homogenizado, agitado con barilla. Se introduce en una cápsula previamente tarada y se vuelve a pesar. Se lleva a la estufa de desecación y se calienta hasta 103–105ºC para evaporar toda el agua. Se enfría la cápsula en el desecador y se pesa. Los sólidos totales se calculan mediante la fórmula siguiente:

Po = peso de la cápsula (mg) P1 = peso de sólidos totales + cápsula (mg) A continuacion, para la determinación de sólidos volátiles, se introduce la cápsula en el horno y se calcina a 550 ± 50ºC entre 2 y 3 horas. Se enfría en el desecador y se vuelve a pesar. Los sólidos volátiles y fijos se calculan así:

P1 = sólidos totales o disueltos secos + cápsula (mg) P2 = sólidos totales o disueltos calcinados + cápsula (mg)



3) Determinación de acidez volátil y alcalinidad total

Fundamento Los iones de hidrógeno presentes en el agua de la muestra resultan tanto de la disolución de ácidos fuertes y débiles, como de la hidrólisis de solutos salinos de carácter ácido. Estos iones pueden determinarse por titulación volumétrica con un álcali estándar, generalmente NaOH, hasta un punto final en el que todos los H+, liberados por diferentes compuestos de carácter ácido, son netralizados completamente. El punto final es el punto o puntos de inflexión en la curva de titulación (pH frente a ml de la base estándar adicionados) correspondiente a ácidos fuertes o débiles, monopróticos o polipróticos.

Procedimiento Para la determinación de ácidos volátiles y alcalinidad se necesita un pHmetro, una centrífuga, un mezclador magnético, una placa calefactora ajustable, dos buretas, un soporte y un Erlenmeyer de 250 ó 300 ml. Se utilizan reactivos normalizados: 0,05 N ó 0,1 N de H2SO4 y 0,05 N ó 0,1 N de NaOH. Se ajusta el pHmetro y si mide el pH inicial del fango. Se procede enseguida a tratar el fango con el fin de eliminar los sólidos, tomando 25 ml de éste y centrifugándolo a una velocidad de 5000 rpm durante 10 ó 15 minutos. Se recoge el sobrenadante y el residuo restante se lava con 50 ml de agua destilada, y con la ayuda de una varita se homogeniza. Se centrifuga de nuevo y se vuelve a recoger el sobrenadante, repetiendo el proceso de lavado y centrifugación de los sólidos una vez más. Se valora el sobrenadante obtenido con ácido sulfúrico de una concentración adecuada hasta pH=4, empleando una bureta y un mezclador magnético. Se anota el volumen de ácido usado (V1 ml), que representa la alcalinidad total de la muestra. A continuación se añade más ácido sulfúrico hasta un pH de 3,5 a 3,3. Se calienta la muestra hasta hervir ligeramente durante 3 minutos. Se enfría en un baño de agua fría hasta temperatura ambiente. Se valora la muestra con NaOH de concentración normalizada hasta pH=4 (V2 ml) y se completa la valoración hasta pH 7 (V3 ml).



La alcalinidad total y los acidos volátiles se calculan por las siguientes fórmulas:

El cálculo de la relación ácido volátil/alcalinidad se realiza expresando la concentración de acidez volátil en mg/L de CaCO3.

4) Determinación de materia orgánica e inorgánica

Fundamento

Esta determinación se hace para controlar el proceso de bioconversión, la digestión anaerobia y el compostaje. El análisis se realiza sobre muestras secas, trituradas y tamizadas (1mm) libres de componentes inertes. La determinación de materia orgánica se ha realizado utilizando el método de oxidadción húmeda. Se oxida la materia orgánica empleando un oxidante químico, el dicromato de potasio (K2Cr2O7) y se valora por volumetría Rédox en exceso. Así, tiene lugar la siguiente reacción química:

Después se valora el dicromato en exceso, reacionando con la sal de Mohr; resultando la siguiente reacción química:



Procedimiento Son necesarios los siguientes reactivos:

Dicromato potásico 1N (49,04 g deK2Cr2O7 ). Sulfato ferroso 0,5N (140 g de FeSO4x7H2O) o sulfato ferroso

amónico (392 g de Fe(NH4)2(SO4)x6H2O), H2SO4. Indicador de difenilamina al 1%. Ácido ortofósforico al 85–95%. Ácido sulfúrico concentrado.

Se pesa entre un 0,01 y un 0,05 de la muestra seca, triturada y tamizada, y se introduce en un Erlenmeyer de 500 ml. Se agregan 10 ml de la solución de dicromato potasico 1N y 20 ml de ácido sulfúrico concentrado, agitando suavemente durante 1 minuto. Se deja reposar 30 minutos, el tiempo de oxidación. Transcurrido el mismo, se agregan 200 ml de agua dsetilada y 10 ml de ácido ortofósforico concentrado. Se añade 0,5 ml de difenilamina y se titula con la solución de sulfato ferroso 0,5N. Al principio, el color vira lentamente de marrón a violeta, el punto final queda marcado cuando se produce el viraje brusco de violeta a verde; anotándose los ml de sal de Mohr consumidos (V1 ml). Paralelamente, se realiza un ensayo en blanco (V2 ml). Con esta prueba se calcula el contenido de carbono orgánico y materia orgánica, siguiendo las siguientes expresiones:

%C = (V2 – V1) x N x Fc x 0,39/p(gr) El porcentaje de materia orgánica se calcula empleando el factor de Van Bemmelen, deducido estadísticamente suponiendo que la materia orgánica contiene un 58% de carbono orgánico. La fórmula sería:

%M.O. = %C x 1,724. V2 = ml de sal de Mohr gastados en valorar la prueba en blanco. V1 = ml de sal de Mohr gastados en valorar la muestra. N = Normalidad de sal de hierro (II) P = peso de la muestra de residuo empleado 0,39 = factor que cosidera que por este método solo se oxida un 77% del carbono de la muestra



5) Determinación de nitrógeno (método de Kjeldahl)

Fundamento El nitrógeno presente en una muestra de residuos, de fango o de compost, suele encontrarse fundamentalmente en forma orgánica, por lo que para su determinación se utiliza el método de Kjeldahl en el que se espera un alto contenido de nitrato. Este método tiene dos partes: la primera está destinada a la destrucción de materia orgánica, transformando las diferentes formas de nitrógeno (orgánico, amoniacal y nítrico) en sales amónicas. Esto se logra utilizando un oxidante fuerte, como un ácido, calentando y catalizando la reacción (Cu, Hg, Se). La segunda parte consiste en transformar las sales amónicas en amoníaco y destilarlo posteriormente.

Procedimiento Se pesa una muestra de 0,7 a 2,2 g y se introduce en el matraz Kjeldahl. Se procede a su reducción empleando cinc, previa nitración con ácido salicílico en presencia de nitrato y ácido sulfúrico. A continuación se añaden 0,7 g de óxido de mercurio (HgO), 15 g de sulfato de potasio (K2SO4) y 25 ml de ácido sulfúrico 98%. Esta reacción se lleva a cabo bajo un extractor. Se coloca el matraz de Kjeldahl en un sistema de digestión, calentando suavemente. Posteriormente se calienta a 350ºC durante 2 horas, hasta que la solución se aclare. Se deja enfriar hasta temperatura ambiental. Se añaden 200 ml de agua destilada (reacción exotérmica) y se vuelve a enfriar, para convertir todo el nitrógeno en sulfato amónico. Se añaden 2 g de tiosulfato pentahidrato (Na2S2O3x5H2O), agitando vigorosamente para precipitar todo el mercurio. Se introducen unos cuentas de vidrio y 25 g de hidróxido de sodio para alcalinizar el medio, y se conecta imediatamente el matraz de digestión al aparato de destilación. En la salida del destilador se coloca un Erlenmeyer de 300 ml que contiene una cantidad conocida de 2N de H2SO4 y de 5 a 10 gotas de indicador rojo de metilo. Se destila hasta 200 ml de destilado. Se valora el destilado acídico con NaOH 2N. Paralelamente se debe hacer un ensayo en blanco.



Para conocer el contenido de nitrógeno se aplica la fórmula:

% N = (B – A) x 0,7/P B: volumen de NaOH empleado en valorar el blanco (ml). A: volumen de NaOH empleado en valorar la muestra (ml). P: peso de muestra colocado (g).

6) Determinación de fósforo

Fundamento El fósforo es uno de los nutrientes esenciales para el desarrollo de las plantas. Los compuestos que presentan este elemento son poco móviles en el suelo y escasamente se pierden por lixiviación. Su asimilación por la planta está limitada debido en parte a la dinámica de éste en el suelo. El fósforo se puede encontrar en una muestra del residuo compostado en diferentes formas, que varían en función del pH de la muestra, pasando de solubles a insolubles. Para la determinación se extrae el fósforo de la muestra solubilizándolo en un ácido para posteriormente precipitarlo. Se deduce el contenido en P2O5 mediante el peso de precipitado.

Procedimiento Se necesitan los siguientes reactivos:

Ácido nítrico concentrado. Ácido sulfúrico concentrado. Nitrato sódico. Ácido cítrico. Acetona. Quinileina sintética.

a) Digestión ácida. Después de la preparación de los reactivos se procede la digestión ácida de la muestra. Se deseca la muestra a 75ºC, se tritura y se tamiza (1mm). Se toma 1 g de muestra y se introduce en un Erlenmeyer de 200 ml, al que se añaden 5 ml de ácido nítrico y 20 ml de ácido sulfúrico concentrado. Se calienta evitando una reacción violenta y se añaden de 2 a 4 g de nitrato sódico, poco a poco, y se deja hervir. Cuando la solución es incolora se añade otra pequeña cantidad de nitrato sódico.



Después de decolorada la disolución se enfría y se añaden 150 ml de agua destilada, y a continuación se deja hervir unos minutos. Depués de enfriar la disolución se filtra sobre un filtro limpio y seco, y se transfiere a un Erlenmeyer de 250 ml, que se enrasa con agua destilada. b) Precipitación del fósforo digerido Se añade una alícuota del filtrado que no contenga más de 25 mg de P2O5 en un Erlenmeyer de 500 ml y se diluye com 100 ml de agua destilada. Se añade el 50 ml del reactivo quimociaco anteriormente preparado y se cubre con vidro reloj se coloca sobre una placa caliente en campana de extracción de gases. Se debe hervir durante 1 minuto y se enfría agitando. Se filtra por un crisol filtrantrante de 5 a 15 micra de diametro de poros (seco y tarado). Se seca el crisol a 250ºC y se enfría en el desecador y se pesa el fósfomolbidato de quinoleina formado. Para estos ensayos se debe hacer una prueba en blanco. Los cálculos se realizan mediante la siguiente fórmula:

% P2O5 = (M – B) x 3,207/P M = Peso en g del precipitado de fosfomolibidato de quinoleina. B = Peso en g del precipitado del ensayo en blanco. P = Peso en g de la muestra contenida en la alicuota

7) Determinación de la Producción de biogás Procedimiento de laboratorio El procedimiento para obtener la producción de biogás consiste en registrar la lectura inicial de temperatura, altura de las columnas de agua y presión, en la cámara de expansión. Una vez realizada esta toma se abren las válvulas en orden: primero, la válvula del digestor del cual se va a tomar la producción, segundo, la válvula que comunica el digestor con el colector y tercero la que permite el paso del gas del colector a la campana de expansión. Se almacena el biogás en el depósito y nuevamente se registran las lecturas de presión, temperatura y altura de la columna de agua. Como los ensayos se realizaron para dos digestores después de cada medición se evacua el gas de la campana de expansión y se realiza el mismo procedimiento para el otro digestor. Cuando la campana de expansión se utiliza para medir la producción de biogás de un solo digestor se pueden conectar directamente y dejando las válvulas abiertas, el biogás se va almacenando en la campana a medida que se



va produciendo, sin presentar problemas de pérdidas de gas, ya que la campana está construida y probada para que esto no suceda. Las lecturas para registrar la cantidad que se va produciendo se pueden realizar cada vez que se estime conveniente y no es necesario evacuar el gas hasta que no se llene todo el depósito. Cálculos de la producción de biogás Para realizar la medición de un gas es necesario determinar algunos parámetros que permitan llevarlo a unas condiciones de temperatura y presión preestablecidas, conocidas como condiciones normales, que corresponden a 0º C (273 º K) y 1 atm (760 torr) respectivamente. Además se debe tener en cuenta que el número de moléculas de un gas es igual a otro, si el volumen es de 22,414 litros y se encuentra en condiciones normales, este número de moléculas se llama constante de Avogadro o mol y es igual a 6,02 x 1023. El número de moles para un volumen (litros) de cualquier gas, se obtiene como la relación entre el volumen a condiciones normales y el volumen constante, es decir:

No. de moles (n) =VCN / 22,414 Así mismo, para llevar un gas a las condiciones normales y poder establecer el número de moles se emplea la expresión denominada ecuación general de los gases ideales, que es:

PV = n RT

P= Presión (atmósferas) V= Volumen (litros) n= Número de moles R= Constante de los gases ideales (0,0820 l –atm / grado–mol) T= Temperatura (º K) Como se ha mencionado anteriormente para determinar la cantidad de biogás es necesario expresarlo en condiciones normales de presión y temperatura y para ello se realizan los siguientes cálculos: Presión Se requiere la presión absoluta, que está compuesta por la suma de la presión atmosférica y la presión manométrica. La presión atmosférica se determina con base en la altura sobre el nivel del mar, utilizando un barómetro, así tenemos que para Madrid, esta presión es de 942 mbar.



Para transformar la presión de mbar a atmósfera, que es la unidad necesaria para el cálculo se realiza el siguiente procedimiento: 1. Se convierten mbar a mm de Hg, mediante la siguiente expresión:

X (mm Hg) = 0,735 x Y (mbar)

2. Se convierten mm de Hg a atmósferas, utilizando:

atm = X (mm Hg) / 760 3. Con las dos equivalencias anteriores se determina que:

atm = 9,976 x 10– 4 x Y (mbar) Aplicando la ecuación anterior y con la lectura barométrica para Madrid, se obtiene que la presión atmosférica en atm sea igual a 0,911 Temperatura Los termómetros disponibles en el laboratorio expresan la temperatura en ºC, por lo tanto para realizar la conversión de ºC a ºK se aplica la expresión,

T (º K) = Lectura en ºC + 273 Volumen Para el volumen ocupado por el biogás que se va a medir se parte de las dimensiones del depósito, el diámetro es de 34 cm, con este dato calculamos el área mediante la expresión:

A= π x r2 = 3,1416 x (0,17)2 = 0,09079 m2 El volumen ocupado por el gas será función directa de la altura del agua en el depósito. Dicha lectura se realiza en cm y para facilitar el cálculo y unificando las unidades se expresara en litros, con la ecuación:

V = 0,9079 x h (cm) Número de moles (n) Como se indicó anteriormente y con base en los principios fundamentales aplicando la ecuación general de los gases tenemos que:

n = PV / RT



Volumen en condiciones normales

Con el número de moles del biogás se calcula el volumen en condiciones normales, multiplicándolo por el volumen constante de 22,4 litros que contiene cada mol.

VCN = 22,4 l x n Composición del biogás Para determinar la composición del biogás se realiza el siguiente procedimiento: Verificar la temperatura del agua del aparato del baño María para realizar el ensayo o sea calentar o enfriar el agua hasta 25ºC. Llenar de agua los dos depósitos del tomador de muestras de gas. Tomar la muestra del digestor, para lo cual cada uno de los digestores cuenta con un acople que permite la unión con el tomador de muestras por medio de una manguera, al entrar el gas al tomador de muestras se desplaza parte del agua y la restante es la que permite introducir el gas dentro de la bureta, la cantidad de gas obtenido para la muestra fue la equivalente a uno de los depósitos del tomador de muestras. Para garantizar que la composición del biogás no fuera alterada, las muestras se han tomado directamente de los digestores y no de la campana de expansión, donde el biogás se mezcla con el aire que se encuentra entre la columna de agua y las paredes del cilindro interior. Una vez verificada la temperatura del agua se desplaza la columna de agua con ayuda del frasco nivelador, hasta llegar al cero, esto con el fin de evacuar el gas que pueda encontrarse depositado en la bureta. Se conecta el tomador de muestras al aparato orsat, se abre la válvula de la bureta y con ayuda del otro depósito del tomador de muestras se introduce el gas, desplazando el agua hasta llegar a una muestra de 100 ml. Se abre la válvula del depósito de la sosa y con ayuda del frasco nivelador se traslada el gas hasta llegar a cero en la escala de la bureta. Nuevamente con ayuda del frasco nivelador se devuelve el gas a la bureta, hasta llegar a la marca superior del depósito de la sosa, se cierra la válvula y se toma directamente la lectura del metano y los otros gases que no son absorbidos por la sosa y por diferencia se determina la cantidad de dióxido de carbono absorbido, estas lecturas representan el porcentaje en que se encuentran estos gases en el biogás.



El procedimiento desde pasar el gas al depósito que contiene la sosa hasta realizar la lectura del dióxido de carbono absorbido se realiza dos veces para cada muestra de gas.

8) Determinación de calcio, magnesio, potasio y sodio Fundamento La determinación de estos elementos en el compost se basa en 3 fases fundamentales: calcinación, disolución y valoración por espectrofotometria de absorción atómica y/o valoración con complexona. – Reacción en estado sólido de la muestra sólida con carbonato de amonio en polvo mediante la calcinación, se convirte la muestra en carbonatos y estos a su vez en óxidos. – Disolución de estos óxidos en ácido clorídrico transformado estos en iones. – Análisis por absorsión atomica de sodio y potasio y valoración con complexona EDTA de magnésio y cálcio. Procedimiento Se deseca la materia en una estufa hasta evaporar todad la humedad. Se pesa una cápsula y se introduce entre 10 a 15 gramas de carbonato de amonio y a continuación se introduce hasta 5 gramas de muestra. Se cubre con una cantidad de carbonato de amonio. Se tapa la cásula y se introduce en el horno. Se calenta progresivamente hasta 550ºC. El carbonato reacciona con la materia formando oxidos. Se deja la cápsula en el desecador para enfriar. Se disuelve una determinada cantidad de las cenizas resultantes en la calcinación en el ácido cloridrico concentrado y se afora hasta 250 ml maximo. El sodio y potasio se valora por absorción atómica (No se ha podido realizar). El calcio y magnesio se determina con la complexona EDTA.



9) Determinación de ácidos húmicos Las muestras son sometidas a una extracción alcalina para obtener el estracto húmico total. Se pesa 1 grama de muestra sólida y molida, se introduce en un matraz de 200 ml y se añade 100 ml de solución extractante de pirofosfato 0,1M– sosa 0,1N recien preparada. Se agita en un agitador de vaivén durante una hora y se centrifuga a 4500 r.p.m. durante 25 minutos como máximo. Se repite esta operación hasta que el líquido de extracción sea incoloro o ligeramente coloreado. Se reunen todos los liquidos de las centrifugaciones en un matraz de 1 litro y se enrasa con agua destilada. Esta solución se denomina extracto húmico total. Se toman 50 ml del extracto para un matraz de 500 ml y se coloca en un baño maria dode este se evapora hasta la sequedad. Se añade 10 ml de solución normal de dicromato potásico y a continuación se añade 20 ml de ácido sulfúrico concentrado, se agita suavemente durante unos minutos y se deja reposar durante 30 minutos para que ocurra la oxidación. Después se agrega 200 ml de agua destilada y 10 ml de ácido fosfórico concentrado y se deja enfriar. Se añade a continuación 1 ml de indicador difenilamina y se valora con sal de Mohr 0,5N. se debe hacer un ensayo en blanco. El contenido viene calculada por la fórmula:

%Ácidos húmicos = ((V1–V2) x f x 0,39 / P) x 1,724.

- V1 = Volumen de sal de Mohr gastados en el ensayo de blanco (ml). - V2 = Volumen de sal de Mohr gastados en el ensayo de la muestra (ml). - N = Normalidad del sal de Mohr. - f = factor del sal de Mohr. - P = peso en grama de la muestra. - 0,39 = factor que se resulta al considerar que por este método solo se oxida el 70% de

carbono existente en la muestra.

10) Determinación de pH Fundamento: La determinación del pH ha sido realizado por método electrómetrico. Este se basa en la medida del potencial electrico creado en la membrana de un electrodo de vidrio, el cual es una función de la actividad de iones de hidrogeno ionizábles a ambos lados de la membrana. Procedimiento: Despues de la calibración del pHmetro con soluciones tapón de referencia, se introduce el electrodo en la muestra de fango contenida en un vaso de



precipitado o de un Erlenmeyer y se espera hasta que los valores que se muestran en la pantalla del aparato se estabilize. Para el compost siendo una materia sólida, se tritura y se pesa 4 gramas y se adiciona a 100 ml de agua destilada. Se agita vigorosamente durante 30 minutos y se deja reposar otros 30 minutos. Después se mide el pH.

11) Determinación de temperatura Para el control de la temperatura de los fangos en los digestores anaerobios, la lectura ha sido realizada mediante dispositivos de control automatico, mientras que para la determinación de la temperatura durante el compostaje en los digestores aerobios ha sido necesario un multimetro digital utilizando el cable sensor de termopar tipo (K).



4.5. DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYOS El proceso de arranque de un digestor anaeróbico es muy importante, ya que el funcionamiento posterior del proceso dependerá de esta primera fase. Un mal arranque del sistema puede costar varios meses, llegando a durar entre 1 y 4 meses o llegar a paralizar el proceso de tratamiento. El arranque requiere unas cargas moderadas y un control exhaustivo del proceso, (Sánchez, 2001). Dependiendo del tipo de efluente a tratar, será necesario realizar una inoculación del sistema o no. Los fangos urbanos no suelen precisar esta inoculación, mientras que muchos de los industriales si lo precisan. Debido a la baja velocidad de proliferación de los microorganismos implicados en el proceso de digestión, se hace recomendable aportar un inóculo inicial que incremente la concentración de microorganismos y que genere condiciones de estabilidad del sistema y acelere el proceso. Normalmente este aporte se realiza a partir de otros digestores, preferentemente que trabajen con un efluente parecido, los cuales presentan una población mixta abundante. Esta inoculación exigirá un período de aclimatación de los microorganismos, hasta que poco a poco se alcance el equilibrio. El proceso de arranque de los digestores, así como de las correcciones de los parámetros en determinadas ocasiones de digestión ha sido utilizado fangos procedentes de la depuradora de Viveros de la Villa– Madrid. 4.5.1. ENSAYO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA DE ETAPA ÚNICA

MESOFILICA El control del proceso de digestión anaerobia en su fase metánica exige un control minucioso de los parámetros que conllevan para la optimización de las condiciones de digestión. Estos parámetros se representan en la siguiente tabla:

Parámetros Óptimo Extremos pH 6,8–7,4 <6,4 y >7,8 Potencial Oxidación reducción (mv) 520–530 <490 >550 Ácidos volátiles (mg/L acetílico) 50–500 < 2000 Alcalinidad Total (mg/L CO3 1500–5000 < 1000 y >5000 Temperatura ºC 30–34 – Composición del Bogás (%CH4) 65–70 – NH4 (mg/L N 3000 Na (mg/L) 3500–5500 K (mg/L) 2500–4500 Ca (mg/L) 1000–1500

Tabla 4.4: Valores límites en la digestión anaerobia. ( Muñoz, A. H., 2001)



El Proceso de la digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos en mezcla con los fangos por método de Etapa Única ha sido realizado en un reactor de acero inoxidable de 30 litros de volumen que sus características fueron descritas anteriormente. Para el control de la digestión se han tomado como fundamentales parámetros de control, los siguientes: pH, Alcalinidad Total, acidez volátil, temperatura. Este digestor se denomina 1A, el material entrante en el digestor se llama influente 1Ai y el saliente, el efluente 1Ae. El Influyente 1Ai está constituido por mezcla de foRSU con fangos de depuradora y/o el fango que se encuentra en el interior y el efluente 1Ae corresponde al fango de salida del digestor después de la digestión de 24 horas. Se ha determinado para evaluar los cambios de los parámetros para tiempo de residencia en el digestor de: (Tr–20, 25, 28, 30, 35 días). La agitación del fango en el digestor ha sido contínua. Bitácora del digestor de etapa única mesofilica: Se ha introducido en este digestor, 22 litros de fangos metánicos, el día 29 de mayo 2005 los cuales permanecieron hasta día 1 de junio en estado de adaptación ambiental. Estos fangos presentaban siguiente características:

• pH de 7,39. • Temperatura de 28ºC. • Materia Orgánica– 54,68%. • Materia Inorgánica–45,32%. • Humedad–97,53%. • Materia Seca– 2,47%. • Acidez volátil– 789,0 mg/L. • Alcalinidad Total–3458,0 mg/L. • Relación AV/Alc–0,23. • Sólidos totales–22286,70 mg/L. • Sólidos Volátiles–18430,00 mg/L. • Sólidos Fijos– 3856,70 mg/L.

El dia 2 de junio, antes de alimentar el digestor el fango presentaba un pH=7,60, T=29,0ºC, Alcalinidad Total de 3400,0 mg/L y una Acidez Volátil de 768,0 mg/L. Se han introducido en este dia 0,150 Kg de foRSU. A partir del día 2 de junio el digestor ha sido alimentado por la foRSU procedente del comedor de la escuela. Para compensar las perdidas del volumen del del fango en el digestor causadas por su transformación en biogases, o para recuperar el pH, la alcalinidad total a las condiciones óptimas del proceso, se



añadían en algunos días unas determinadas cantidades de fangos metánicos de depuradora mezclados conjuntamente con foRSU. En los días 3, 4, 5, 6 y 7 de junio, como procedimiento habitual se han medido los parámetros de control antes de alimentar con 0,150, 0,150, 0,150 y 0,350 Kg de foRSU, respectivamente. Se ha constatado que el pH había subido en cada día, pero la temperatura se mantenía una ligera subida, excepto el ultimo día en que había bajado hasta 30ºC. La alcalinidad total se había incrementado hasta un 39000 mg/L y la acidez volátil demostraba una tedencia de incremento hasta 600 mg/L. El día 8 de junio se ha notado una ligera bajada de pH (7,95) y subida de temperatura (34ºC); la alcalinidad aún se mantenía en rangos óptimos, mientras que la acidez total estaba alcanzando los 888,0 mg/L. Se ha decidido disminuir la cantidad de foRSU en la alimentación habiendo introducido en este día 0,200 Kg de foRSU. Los días 9 y 10 de junio se había alimentado con con 0,250 y 0,350 Kg de foRSU. Los valores de pH bajaban paulatinamente y las temperaturas subían moderadamente. La alcalinidad total se mantenía en rangos óptimos, mientras que la aidez volátil alcanzaba los valores extremos de 2400,0 y 3720,0 mg/L. El día 11 de junio se ha notado una bajada brusca de pH que alcanzaba a valores extremos de 6,25, la temperatura era de 34ºC, la alcalinidad total era óptima y la acidez se incrementaba aún más. Para contrarrestar estos cambios extremos de pH, se ha alimentado el digestor con una mezcla de 0,100 Kg de foRSU y 2 Litros de fango de pH=7,69. Los días 12, 13, 14, se habían introducido también pequeñas cantidades de foRSU (0,100 Kg) para cada día habiéndose notado ligeras subidas de pH alcanzando hasta 7,14. La temperatura había descendido, la alcalinidad se mantenía en rangos óptimos y la acidez tenía una tendencia de bajada.

El día 15 de junio: El pH había alcanzado 7,25, la alcalinidad total había subido a niveles extremos de 5280 mg/L, la acidez se había mantenido en rangos extremos. Para contraponer el valor alto de la alcalinidad total, se ha introducido en el digestor una alimentación de 0,350 Kg de foRSU. El día 16 de junio: Había ocurrido un corto–circuito que paralizó el funcionamiento del agitador del digestor. Se ha notado una bajada extremadamente drástica hasta pH=6,42 y una subida de temperatura pero manteniéndose a rangos óptimos, una bajada de alcalinidad dentro de rango óptimo (3480,0 mg/L y subida de acidez hasta 4680,0 mg/L. Se ha alimentado con 0,100 Kg de foRSU. El día 17 de junio: se ha alimentado con 0,150 Kg de foRSU y el pH había subido hasta 6,90.



El día 18 de junio: se ha alimentado con una mezcla de 0,100 Kg de foRSU y 3 litros de fango de un pH =7,71. El día 19 no se ha alimentado el digestor para dar la posibilidad de recuperación de las condiciones óptimas de la fase metánica. El día 20 de junio: el fango del digestor presentaba un pH=7.76, una temperatura de 37ºC, alcalinidad total de 4200,0 mg/L y una bajada de acidez hasta 2400,0 mg/L. Después de haberse constatado estas condiciones, se ha experimentado alimentar el digestor en este día con 0,400 Kg de foRSU. El día 21 de junio: el pH había bajado para 6,82, la temperatura se mantenía a 37ºC, la alcalinidad se había bajado, pero manteniéndose en rangos óptimos de 3680,0 mg/L y la acidez relativamente iba subiendo. El día 22 de junio: había continuado a bajar el pH .hasta 6,34. Se ha alimentado con 0,100 Kg de foRSU. El día 23 de junio: el pH era de 6,65. Se ha alimentado con una mezcla de 0,100 Kg de foRSU y 3 litros de fango de pH 7,69. Se ha dejado de alimentar el digestor el día 24 con el objetivo de recuperar las condiciones óptimas de la metanización. El día 25 de junio: el fango mostraba una recuperación hasta un pH=7,52, una temperatura de 35ºC, la alcalinidad total era de 3680,0 mg/L y acidez total de 2952,0 mg/L. Se ha alimentado el digestor en este día con 0,250 Kg foRSU. El día 26, 27 y 28 de junio: se ha alimentado con 0,250, 0,250 y 0,200 Kg respectivamente. Se ha notado que en los tres días bajaba paulatinamente el pH y la alcalinidad. El día 29 de junio: se ha alimentado con la mezcla 0,100 Kg de foRSU y 2 litros de fangos de pH=7,69. El día 30 de Junio: se ha notado la recuperación del pH para 7,60, la alcalinidad había alcanzado hasta 4000,0 mg/L, la temperatura rondaba hasta 35ºC y la acidez a los 3336,0 mg/L . Se ha alimentado con 0,300 Kg de foRSU. El día 1 y 2 de julio: se ha notado una retroceso del pH a rangos de acido que alcanzaba hasta 6,46, la temperatura era de 36ºC , y se notaba una tendencia de subida de alcalinidad e incremento de la acidez,. Se ha alimentado con 0,100 Kg foRSU el día 1 y una mezcla de 1,500 Kg foRSU y 3 litros de fango de pH 7,70 el día 2. Debido a la subida del pH y del mantenimiento de la alcalinidad total en los días 3, 4 y 5 de julio, que alcanzaba hasta 7,98, se ha alimentado el digestor con 0,100, 0,100 y 0,400 Kg de foRSU respectivamente.

El 6 de julio ocurre un cortocircuito en el laboratorio dejando el agitador paralizado. Este problema fue reparado. El fango del digestión había bajado para



un pH=6,61, el rango óptimo de la alcalinidad no fue afectada, la temperatura estaba a los 37ºC. Se ha alimentado el digestor con 0,100 Kg de foRSU. Los días 7 8 y 9 de julio se alimentaron con 0,200 de foRsU, mezcla de 0,150 con 2 litros de fango digerido de pH=7,68 y 0,300 Kg foRSU respectivamente, habiéndose mantenido óptimos niveles de pH y de alcalinidad total. La temperatura se mantuvo en niveles normales. Los días 10, 11, 12 y 13 de julio han sido notorios los cambios del pH que fueron inferiores a 7. Se ha alimentado en estos respectivos días con 0,150 Kg y 0,150 Kg de foRSU y una mezcla de 0,300 Kg con 3 litros de fango de depuradora de pH=7,79. se ha observado una subida de alcalinidad total para niveles fuera del normal. La acidez también si había incrementado. Los días 14 y 15 de junio se han notado la aparición de mucha espuma durante el tiempo de extracción del biogás que expelía olores de sulfuros. Esta espuma aparecía también con mucha fuerza en la boca del tubo de alimentación a la hora de alimentarlo. Se ha decidido parar con la agitación del fango para colmatar el efecto de la producción de espuma. El pH había subido hasta 7,57, la alcalinidad estaba superior al nivel normal. Se ha alimentado en los respectivos días con 0,150 y 0,100 Kg de foRSU.

Los días 16, 18 de junio: se ha observado que no aparecía más espuma en el digestor. Se ha alimentado el día 16 con 0,200 Kg y el día 17 no se alimentó y se vino a alimentar el día 17 con mezcla de 0,200 Kg de foRSU y 2 litros de fango digerido de pH=7,71. Paralelamente al control de los procesos de alimentación y de los parámetros de control ha sido realizada la extracción y medición del volumen del biogás producido durante el proceso de digestión. En la tabla 4.5 se resume los valores de la alimentación del digestor en la digestión anaerobia de etapa única–1A.



Fecha foRSU (Kg)

Fango (L)

Fecha (continuación)

foRSU (Kg)

Fango (L)

29/05/2005 22,0 25/06/2005 0,250 02/06/2005 0,150 26/06/2005 0,250 03/06/2005 0,150 27/06/2005 0,250 04/06/2005 0,150 28/06/2005 0,200 06/06/2005 0,150 29/06/2005 0,100 07/06/2005 0,350 30/06/2005 0,300 08/06/2005 0,200 01/07/2005 0,100 09/06/2005 0,250 02/07/2005 0,150 3,0 10/06/2005 0,350 03/07/2005 0,100 11/06/2005 0,100 2,0 04/07/2005 0,100 12/06/2005 0,100 05/07/2005 0,400 13/06/2005 0,100 06/07/2005 0,100 14/06/2005 0,100 07/07/2005 0,200 15/06/2005 0,350 08/07/2005 0,150 2,0 16/06/2005 0,100 09/07/2005 0,300 17/06/2005 0,150 10/07/2005 0,150 18/06/2005 0,100 3,0 11/07/2005 0,150 20/06/2005 0,400 12/07/2005 0,150 21/06/2005 0,100 13/07/2005 0,250 3,0 22/06/2005 0,100 14/07/2005 0,150 23/06/2005 0,100 3,0 15/07/2005 0,100

16/07/2005 0,200 18/07/2005 0,300 2,0

Tabla 4.5: Alimentación del digestor anaerobio de Etapa Única



4.5.2. ENSAYO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA DE 1ª FASE MESOFILICA La primera fase se ha realizado en un digestor de acero inoxidable con capacidad total de 30 litros, en el cual se ha fijado un agitador de hélice. El proceso de operación ha decorrido a temperatura ambiental. La alimentación ha sido de una mezcla de foRSU y Fangos Frescos de la depuradora a un volumen constante de 24 litros en todos los tiempos de residencia hidráulicos establecidos. Se ha dado como tiempo de residencia en: Tr= 3–5 días. La agitación del fango ha sido contínua Bitácora del Digestor de la Primera Fase–1B Se ha introducido el día 30 de mayo de 2005, 24 litros de fangos frescos ácidos procedentes de la Depuradora de Viveros de la Villa–Madrid. Estos presentaban siguientes características:

• pH de 6,62. • Temperatura de 24ºC. • Materia Orgánica– 47,65%. • Materia Inorgánica–52,35%. • Humedad–95,90%. • Materia Seca– 4,10%. • Ácidez Volátil Gaseosa– 2105,0 mg/L. • Alcalinidad Total–1054,0 mg/L. • Relación AV/Alc–2,0. • Sólidos totales–38803,33 mg/L. • Sólidos Volátiles–29993,33 mg/L. • Sólidos Fijos– 8810,00 mg/L.

Estos fangos fueron mantenidos dentro del digestor en agitación para un período de inercia o adaptación hasta el 6 de junio. Los subsiguientes días del proceso hasta el final de todo el proceso de digestión se ha alimentado el digestor con la mezcla de fango fresco ácido procedente de la depuradora y foRSU procedentes del comedor de ETSI de Caminos Canales y Puertos. El Volumen del fango fresco al que se añadía en la mezcla para la alimentación del digestor hasta el 20 de julio era equivalente al que se sacaba de este, para alimentar el digestor de la segunda fase. El digestor de primera fase se ha denominado por 1B. La masa entrante en el digestor se denomina por Influente 1Bi, y la saliente por el efluente 1Be. El Influyente 1Bi está constituido por mezcla de foRSU con fangos ácidos de depuradora que son introducidos en el digestor mezclándose con lo que había anteriormente y el efluente 1Be corresponde al fango de salida del digestor después de una digestión de 24 horas.



En este digestor se procesa la liquefacción e hidrólisis de la mezcla de la foRSU con fango ácido y se alimenta una vez por día donde la concentración de materia seca en el digestor no debe ultrapasar el 15%. Los días 3, 4 y 6 de junio se ha añadido a los 24 litros de fango del digestor, 1,0 Kg, 1,0 Kg y 1,5 Kg de foRSU respectivamente correspondiendo. El pH se había decrecido hasta 6,08. La materia sólida alcanzaba hasta un 6,85% de concentración. El día 7 de junio se ha alimentado con la mezcla de 2 Kg de foRSU y 1 litro de fango fresco ácido. El pH se ha descendido al 5,72. en el digestor había una concentración de 7,41% de materia seca. El día 8 se ha alimentado con una mezcla de 0,900 Kg de foRSU y 2 litros de fango fresco. El pH había continuado a descender alcanzando hasta 5,42 y la materia seca alcanzaba un 10,79%. El día 9 se ha alimentado con una mezcla de 0,900 Kg de foRSU y 3 litros de fango fresco. El pH había continuado aún descendiendo hasta haber alcanzado 4,68. En el digestor había una concentración de 10,09% de materia seca. Los días 10, 11, 12 y 13, se ha alimentado el digestor con la mezcla de 0,900, 0,650, 0,600 y 0,600 Kg de foRSU y 4 litros de fango fresco ácido en cada día. El pH había descendido hasta 4,17.La concentración de materia seca en los respectivos días era 13,52%, 11,99%, 12,12% y 11,05%. Los días 14 y 15 se ha alimentado con la mezcla de 0,350 y 0,200 Kg de foRSU y 2 litros de fango respectivamente. El pH había bajado hasta 3,98. La materia seca ascendía de nuevo a un 12,13% y 12,95% en los correspondientes días. El día 16 de junio había ocurrido un corto–circuito que paralizó el funcionamiento del agitador del digestor. Después de la reparación de la avería se ha alimentado con la mezcla de 0,200 y 0,200 Kg de foRSU y 1.5 litros de fango en los días 16 y 17. El pH había bajado hasta 3,55. la materia seca descendía hasta 11,92%. Los días 18 y 19 se ha alimentado el digestor con mezcla de 0,100 y 0,200 Kg de foRSU y 3 y 0,5 litros de fango fresco ácido respectivamente. El pH había subido hasta 3,58.se ha notado un incremento de la concentración de la materia seca hasta 12,75%. El día 20 se había agotado el fango fresco por eso se ha alimentado solamente con 0,200 Kg de foRSU. El incremento de materia sólida era hasta 13,02%.



Los días 21, 22 y 23 se ha alimentado con la mezcla de 0,200, 0,300 y 200 Kg de foRSU y 1, 2 y 1 litros respectivamente. El pH continuaba rondado hasta 3,65. La concentración de materia seca ha quedado hasta 11,75%. El día 24 no se ha alimentado el digestor. Los días 25 y 26 se ha alimentado el digestor con la mezcla de 0,250 y 0,350 Kg de foRSU con 2 y 3 litros respectivamente. El pH había subido hasta 3,76. La materia seca había se concentraba hasta 10,49%. Los días 27, 28, 29 y 30 ha incrementado la alimentación habiendo introducido 1,000, 0,800, 0,800 y 1,000 Kg de foRSU y 5, 4, 4 y 5 litros de fangos frescos acídicos respectivamente. El pH había descendido de nuevo hasta 3,45. En los 3 días se había incrementado la concentración de la materia seca, había subido para 10,93%. En los días 1, 2, 3 y 4 de julio se había bajado la dosis de alimentación, se ha suministrado el digestor una mezcla de 0,500, 0,250 0,300 y 0,400 Kg de foRSU con 2; 2; 4 y 1,5 litros en los respectivos días. Como consecuencia, se ha notado una ligera subida de pH hasta 4.05 y el día 4 venó a bajar de nuevo hasta un pH=3,98. Se ha observado en estos 4 días un incremento de la concentración de la materia seca hasta un máximo de 12,95%. El 5 de junio se ha alimentado con la mezcla de 0,700 Kg de foRSU y 3 litros de fango. El pH ha bajado para 3,95.Se ha observado también un descenso de la concentración de sólidos en un 9,40%. El 6 de julio había ocurrido un cortocircuito en la instalación eléctrica del laboratorio dejando el agitador parado. Este problema fue resuelto en este día. Se ha alimentado el digestor con mezcla de 0,200 Kg de foRSU y 0,5 litros de fango ácido. Se había notado una subida de concentración de sólidos hasta un 11,67%. Los días 7, 8 y 9 se ha dado un incremento en la alimentación para 1,0 Kg, 0,500 y 0,650 Kg de foRSU mezclándolos con 2, 3 y 3 litros de fangos frescos acídicos respectivamente. Se ha observado una relativa subida de pH hasta 4,09 y la concentración sólidos ha rondado entre 12,69% y 12,04%. Los días 10, 11 y 12 se ha reducido la cantidad de residuo en la alimentación, habiéndose suministrado 0,200, 0,150 y 0,150 Kg de foRSU y 0,5, 0,3 y 0,3 litros de fangos. El pH del digestor había experimentado un relativo descenso, esta tendencia se ha observado también en la concentración de la materia seca en el digestor. Los días 13, 14 y 15 se ha alimentado también con pocas cantidades de residuos: 0,250, 0,150 y 0,250 Kg de foRSU mezclados con 1; 1,5 y 2 litros de fangos frescos respectivamente. Se ha observado que el pH se había incrementado consecutivamente hasta alcanzar 4,08, mientras que la concentración de sólidos en el digestor se descendía hasta un 10,68%.



Desde 16 hasta 20 de julio se ha alimentado el digestor con la mezcla de 0,500, 0,700, 0,100 y 0,600 Kg de foRSU con 2; 4; 0,5 y 1 litro de fango fresco ácidico respectivamente. El pH ha rondado sin cambios acentuados estando entre 4,04 y 4,2. La concentración de materia seca había incrementado de 10,05% hasta 12,67%.

En la tabla 4.6, se ilustra de forma resumida la alimentación del digestor de primera fase 1B.

Fecha foRSU (Kg) Fango (L) Fecha

(continuación) foRSU (Kg) Fangos (L) 30/05/2005 24,0 27/06/2006 1,000 5,0 03/06/2005 1,000 28/06/2005 0,800 4,0 04/05/2005 1,000 29/06/2005 0,800 4,0 06/06/2005 1,500 30/06/2005 1,000 5,0 07/06/2005 2,000 1,0 01/07/2005 0,500 2,0 08/06/2005 0,900 2,0 02/07/2005 0,250 2,0 09/06/2005 0,900 3,0 03/07/2005 0,300 4.0 10/06/2005 0,900 4,0 04/07/2005 0,400 1,5 11/06/2005 0,650 4,0 05/07/2005 0,700 3,0 12/06/2005 0,600 4,0 06/07/2005 0,200 0,5 13/06/2005 0,600 4,0 07/07/2005 1,000 2,0 14/06/2005 0,350 2,0 08/07/2005 0,500 3,0 15/06/2005 0,200 2,0 09/07/2005 0,650 3,0 16/06/2005 0,200 1,5 10/07/2005 0,200 0,5 17/06/2005 0,200 1,5 11/07/2005 0,150 0,3 18/06/2005 0,100 3,0 12/07/2005 0,150 0,3 19/06/2005 0,200 0,5 13/07/2005 0,250 1,0 20/06/2005 0,200 0,0 14/07/2005 0,150 1,5 21/06/2005 0,200 1,0 15/07/2005 0,250 2,0 22/06/2005 0,300 2,0 16/07/2005 0,500 2,0 23/06/2006 0,200 1,0 18/07/2005 0,750 4,0 25/06/2005 0,250 2,0 19/07/2005 0,100 0,5 26/06/2005 0,350 3,0 20/07/2005 0,600 1,0

Tabla 4.6: Alimentación del digestor de 1ª Fase (1B)



4.5.3. ENSAYO DE DIGESTIÓN DE 2ª FASE MESOFILICA La segunda etapa ha sido realizada en un digestor de 60 litros de volumen. En este se introdujo 40 litros de de fango en fase metánica, el cual era agitado mediante proceso de recirculación de este fango por una bomba centrifuga que permitía crear una homogenización de la mezcla. Para permitir el mantenimiento de la temperatura dentro del digestor, se ha colocado en su interior un calentador que se ha calibrado y controlado por un manómetro digital para una temperatura entre 28 a 32ºC (rango mesofílico). La alimentación de este digestor procedía del efluente de la 1ª fase, 1Be. El digestor se ha denominado por 2B, El fango 1Be entrante mezclado con el que se encuentra en el interior del digestor se denomina por influente 2Bi y el saliente después de 24 horas, por efluente 2Be. Se ha establecido un proceso de recirculación de fango en 15 minutos intercalado por un tiempo de 30 minutos en pausa, para dar la posibilidad de eliminación de espumas en el fango. Bitácora del digestor de la segunda fase–2B. Se ha introducido en el digestor como proceso de arranque, una cantidad 40 litros de fangos digeridos metánicos procedentes de la Depuradora de Viveros de la Villa, el día 3 de junio de 2005. Estos fangos a la fecha presentaban siguientes características:

• pH de 7,61. • Temperatura de 25ºC. • Materia Orgánica– 47,60%. • Materia Inorgánica–52,40%. • Humedad–98,53%. • Materia Seca– 1,47%. • Acidez volátil– 648,0 mg/L. • Alcalinidad Total–3900,0 mg/L. • Relación AV/Alc–0,17. • Sólidos totales–14303,33 mg/L. • Sólidos volátiles–9216,67 mg/L. • Sólidos fijos– 5086,67 mg/L.

Estos fangos han sido mantenidos en un período de inercia desde el día 3 hasta el 6 de junio en el digestor para aclimatarlos. Este efecto favorece la adaptación de los microorganismos, que van a realizar el proceso de metanización del fango entrante en períodos posteriores. Se ha establecido el control de la digestión para un tiempo de retención (Tr = 9; 12 y 18) días. Este digestor es alimentado de forma contínua con los efluentes del digestor 1ª fase.



A partir del día 7 de junio se ha sacado para fuera del digestor unas determinadas cantidades de estos fangos substituyéndolos por una cantidad igual del fango ácido procedente del digestor de la 1ª fase (efluente 1Be). El proceso de extracción del fango de este digestor y la subsiguiente introducción del fango ácido como alimentación, ha obedecido las condiciones y comportamiento de los parámetros de pH, acidez volátil y alcalinidad total presentada por el fango del efluente de este digestor en cada día de operación. La aplicación de este criterio ha permitido y favorecido la creación condiciones de estabilidad de la actividad metánica y del funcionamiento correcto del digestor. El dia 7 de junio, antes de alimentar el digestor el fango presentaba las siguientes características: Humedad de 98,91%, Temperatura de 26,0ºC, Alcalinidad Total de 3740,0 mg/L y una Acidez Volátil de 744,0 mg/L., Materia orgánica de 24,76%. y materia inorgánica de 75,24% En este día se ha introducido en el digestor 1 litro de fango de pH=5,72. El día 8 de junio, el pH del fango había bajado para 7,66, la alcalinidad total había subido para 3840,0mg/L y la acidez volátil bajaba para 624,0 mg/L. El digestor fue alimentado con 2 litros de fango de pH=5,42. En los días 9, 10 y 11 de junio, se ha constatado que el pH había subido en cada día, habiendo alcanzado hasta 8,02. La temperatura había subido hasta 33ºC. La alcalinidad total ascendía hasta un máximo de 4200,0 mg/L y la acidez volátil se incrementaba hasta un máximo de 4320 mg/L. Se ha introducido en el digestor en los correspondientes días, 3; 4 y 4 litros de fangos ácidos respectivamente. El día 12 de junio se había notado una ligera bajada de pH (7,99) y la temperatura era de 32ºC; la alcalinidad aún se mantenía en rangos óptimos de 4060,0 mg/L, la acidez total estaba alcanzando a los 4632,0 mg/L. Se ha alimentado con 4 litros de fango de pH=4,20. El 13 de junio, la temperatura estaba a los 34 ºC y el pH a 7,92. La alcalinidad seguía creciendo dentro del nivel óptimo y la acidez seguía creciendo para niveles extremos. La alimentación se mantuvo a 4 litros de fango cuyo pH era igual a 4,17. Los días 14 y 15 de junio se había alimentado con menos cantidad de fango: 2 litros por día. Los valores de pH bajaban paulatinamente hasta 7,41 y la temperatura subía moderadamente hasta 35ºC. La alcalinidad total se mantenía en rangos óptimos hasta 4520,0 mg/L, y la acidez volátil alcanzaba a los valores aún más extremos de 4464,0 mg/L. El día 16 de junio, Había ocurrido un corto–circuito eléctrico dejando paralizado el funcionamiento de la bomba de recirculación de fango. La temperatura se mantuvo a 35ºC y pH decrecía hasta 7,36, La alcalinidad total se mantenía en rangos óptimos de 4320,0 mg/L y una subida de acidez hasta 5304,0 mg/L. Se ha alimentado con poca cantidad de fango de 1,5 litros.



El día 17 de junio, se ha repetido la cantidad de alimentación de 1,5 litros de fango ácido. El pH de este día fue de 7,10 y la temperatura de 36ºC. La alcalinidad total era de 4400,0 mg/L y la acidez volátil de 5184,0 mg/L. El día 18 de junio, el pH había subido hasta 7,28. Se ha alimentado con 3 litros de fango de un pH =3,60. La alcalinidad estaba en los rangos óptimos y la acidez estaba extremadamente alta. El día 19 de junio, el pH había bajado para rangos ácidos de 6,72 No se ha podido medir la acidez y alcalinidad. Por consiguiente se ha alimentado ha alimentado el digestor con un poco cantidad de 0,5 litros de fango de pH=3,58 para tentar recuperar las condiciones óptimas de la fase metánica. El día 20 de junio, el fango del digestor presentaba un pH=6,82 una temperatura de 36, alcalinidad total de 4640,0 mg/L y una bajada de acidez hasta 5712,0 mg/L. Después de haberse vericado estas condiciones no recomendables se ha alimentado el digestor con 2 litros de fangos digeridos de la depuradora de pH= 7,71. El día 21 de junio, el pH había subido para 7,06 y la temperatura ascendía hasta 38ºC. Se ha alimentado co 1 litro de fango de pH=3,67. La alcalinidad se había bajado ligeramente dentro del rango óptimo para 4220,0 mg/L y la acidez también decrecía para 4824,0 mg/L. Los días 22, 23, 24 y 25 y 26 de junio: se registraban bajos valores de pH (6,69; 6,23; 6,51 y 6,67.respectivamente. Se han notado también ligeras subidas de temperaturas en los 3 primeros días y ligera bajada en el último día. La alcalinidad había bajado el día 22 pero manteniéndose dentro del rango óptimo. La acidez continuaba siempre en los valores extremos. El día 27 de junio, el pH era de 6,75, entonces se ha decidido sacar 8 litros de fangos para fuera y alimentarlo co 5 litros de fango ácido del digestor de la 1ª fase y 3 litros de fango digerido de depuradora de pH=7,73. El día 28 de junio, el fango mostraba una recuperación hasta pH=7,55, la temperatura alcanzaba hasta a los de 35ºC, la alcalinidad total había ultrapasado el rango óptimo hasta 6100,0 mg/L y la acidez volátil decrecía hasta 2880,0 mg/L. En este día se han introducido en el digestor 4 litros de fangos ácidos de la 1ª fase. Los días 29 y 30 de junio, se ha incrementado el pH hasta alcanzar 8,05. Este incremento se ha registrado también en la temperatura habiendo alcanzado hasta 39ºC. La alcalinidad había bajado para rangos óptimos de metanización 4880 mg/L y la acidez volátil había subido para 4128 mg/L. Dado a estos índices razonables, se ha alimentado con 4 y 5 Litros de fangos ácidos.



Los días 1, 2, y 3 de julio, Con la alimentación que se había dado al digestor favorecía el descenso del pH en los primeros dos días, este vino a recuperarse en el ultimo día hasta 7,76. La alcalinidad se ha mantenido en los óptimos rangos.

El día 4 de julio, se ha notado un descenso fuerte de pH que ha alcanzado hasta 6,51. Aunque la alcalinidad total se mantenía en rangos óptimos de metanización la acidez se incrementaba hasta 4632 mg/L. Se ha alimentado en este día con 1,5 litro de fango acido de pH= 3,98. y 1,5 litros de fango de depuradora de pH= 7,76. El día 5 de julio, se había recuperado el pH para rangos óptimos. Se ha alimentado con 3 litros de fangos ácidos de de la 1ª fase. El día 6 de julio un corto–circuito paralizó el funcionamiento de la bomba de recirculación de fango Se ha registrado un pH=7,20. La temperatura de 38ºC. La alcalinidad total había ultrapasado el limite del óptimo rango (5900 mg/L) y la acidez también se había incrementado para valores muy altos. Después del establecimiento de la corriente eléctrica a la bomba de recirculación se ha alimentado el digestor con solamente 0,5 litro de fango. Los días 7; 8 y 9 de julio: se ha alimentado el digestor con 2; 3 y 3 y el pH se ha descendido del 7,29 para 7,25 y 6,38 y la alcalinidad se ha incrementado en un 5200, 5660 y 5740 mg/L respectivamente. Los días 10 y 11 de julio han sido notorios los cambios de temperaturas que había sido de 41ºC y 39ºC, el pH había sido de 7,10 y 6,79 respectivamente. La alcalinidad se ha incrementado alcanzando hasta un 6700 mg/L y la acidez hasta un 6552 mg/L. En los correspondientes dos días se ha alimentado con 0,50 y 0,30 Litros de fango de la 1ª fase. Los días 12 y 13 de julio se ha detectado la aparición de mucha espuma durante el tiempo de la extracción del biogás y durante la alimentación dificultando la introducción del fango por la boca del digestor. Se ha decidido recircular el fango 15 minutos cada 3 horas para el día 12 y en 15 minutos cada 8 horas durante el día 13. Se ha alimentado con 0,30 y 1 litro de fango en los respectivos días. La Temperatura ha sido registrada en 40ºC y 41ºC y el pH ha rondado entre 7,14 y 5,59, la alcalinidad ha sido registrada en los niveles extremos y muy fuera de lo normal (6440 y 6200 mg/L). Los días 14, 15 y 16 de julio no se ha detectado la aparición de espuma en el fango. La temperatura se ha fijado en los 33ºC , el pH ascendía hasta 7,12, la alcalinidad así como la acidez, aún se mantenía en niveles superiores del rangos óptimos de metanización. La alimentación en los respectivos días ha sido moderada de 1,5, 2 y 2 litros de fangos. El día 17 no se ha alimentado el digestor. La alcalinidad total ha sido de 6160 mg/L y la acidez se bajaba para 5760 mg/L.



Los días 18, 19 y 20 de julio: se ha observado que el pH crecía de 7,47 hasta 7,70 y la temperatura ha rondado entre 35 y 34ºC, la alcalinidad entre 6280 y 6080 mg/L y la acidez entre 5592 y 5520 mg/L. La alimentación ha sido de 4; 0,5 y 1 litro de fango.

El día 22 de julio fue el ultimo día del proceso de digestión. Se ha registrado una temperatura de 33ºC, un pH=7,72, una alcalinidad total de 5840 mg/L y 5592 mg/L de acidez. Para averiguar el rendimiento de este digestor ha sido necesario también la medición del volumen del biogás producido diariamente. En la tabla 4.7, se ilustra de forma resumida la alimentación del digestor anaerobio de segunda fase 2B.

Fecha Fango

Ácido 1B Fango

Metánico (L)Fecha

(continuación)Fango

Ácido(L) Fango

Metánico03/06/2005 40,0 28/06/2005 4,0 07/06/2005 1,0 29/06/2005 4,0 08/06/2005 2,0 30/06/2005 5,0 09/06/2005 3,0 01/07/2005 2,0 10/06/2005 4,0 02/07/2007 2,0 11/06/2005 4,0 03/07/2005 4.0 12/06/2005 4,0 04/07/2005 1,5 1,5 13/06/2005 4,0 05/07/2005 3,0 14/06/2005 2,0 06/07/2005 0,5 15/06/2005 2,0 07/07/2005 2,0 16/06/2005 1,5 08/07/2005 3,0 17/06/2005 1,5 09/07/2005 3,0 18/06/2005 3,0 10/07/2005 0,5 19/06/2005 0,5 11/07/2005 0,5 20/06/2005 0.0 2,0 12/07/2005 0,5 21/06/2006 1,0 13/07/2005 1,0 22/06/2005 2,0 14/07/2005 1,5 23/06/2006 1,0 15/07/2005 2,0 25/05/2005 2,0 16/07/2005 2,0 26/06/2005 3,0 18/07/2005 4,0 27/06/2005 5,0 3,0 19/07/2005 0,5

20/07/2005 1,0 Tabla 4.7: Alimentación del Digestor de la 2ª Fase 2B



4.5.4. ENSAYO DE COMPOSTAJE AEROBIO Se determina la evolución del proceso de compostaje en un período de siete a nueve semanas observando y determinando periódicamente la degradación de la materia orgánica, la evolución de la temperatura y la variación de la humedad en los digestores. Al finalizar el proceso, se determina la composición del compost. La determinación de la materia orgánica se realiza en intervalo de siete días, la humedad, entre tres y cuatro días y la temperatura se controla entre dos o tres días. La materia prima que ha servido para el proceso de compostaje ha sido: una mezcla de la foRSU del comedor, de jardinería y de fangos de los efluentes de los digestores anaerobios de etapa única (1Ae), de 1ª fase (1Be) y de 2ª fase (2Be) con diferentes tiempos de residencia en el digestores anaerobios. Las proporciones cantitativas de las mezclas y los días de alimentación de los digestores se resumen en las tablas 4.8 al 4.12. Para preparar la materia prima se tuvo en cuenta fundamentalmente la composición de nitrógeno y de su relación C/N por seren parámetros que muchos investigadores aconsejan a tener en consideración para la elaboración de compost de calidad. La mezcla de las fracciones, han sido de una proporcion de la relación C/N superior a 30/1, para que a la hora de la fermentación, se vaya desminuyendo por conversión biologica y qúimica, poco a pocos, para que al final del proceso se pueda mantener unas relaciones aconsejables de un compost de calidad. De las determinaciones realizadas en la materia para el compostaje, han resultado siguientes:

• Césped fresco: nitrógeno 2,02 – 2.18%, relación CN= 19 – 22/1. • Césped seco nitrógeno 1,6 –1,9 %, relación de C/N= 28–33/1, • Hojas de árboles secas: nitrógeno 0,9 –1.2%, relación CN= 40–68/1. • Restos de comida: nitrógeno 1,23 –1,54 % relación de CN= 34– 39/1. • Fangos de etapa única: nitrógeno 1,20– 1,32%, relación de C/N=22–33/1, • Fangos de 1ª fase: nitrógeno 1,22 –1,44%, relación C/N= 24–35. • Fangos de 2ª fase: nitrógeno 1,19–1,28%, relación C/N=25–34 Así se han establecido 5 grupos de digestores constituidos por diferentes

mezclas de componentes de residuos sólidos urbanos. El grupo I está constituido por una mezcla en peso de 40,1% de residuos de

comida, 13,3% de césped seco, 13,3% de césped fresco, 13,3% de hojas secas y 20% de fango.



El grupo II está compuesto de 56,7% de residuos de comida, 10% de césped seco, 10% de césped fresco, 10% de hojas secas y 13% de fango.

El grupo III se compone de 26,7% de residuos de comida, 20% de césped

seco, 13,3% de césped fresco, 20% de hojas secas y 20% de fango. El grupo IV está constituido por 46,6% de residuos de comida, 0% de césped

seco, 6,7% de césped fresco, 26,7% de hojas secas y 20% de fango. El grupo V está constituido por un 46,6% de residuos de comida, 6,7% de

césped seco, 20% de césped fresco, 6,7% de hojas secas y 20% de fango

La idea de mezclar diferentes fracciones de los residuos con diferentes relaciones C/N es para permitir evaluar en cual de las proporciones de mezcla mantiene un nivel aceptable de la relación C/N en el compost final y una calidad aceptable de nutrientes.

En las figuras 4.13; 4.14; 4.15 y 4.16, se muestran los residuos utilizados

para el proceso de compostaje .



Figura 4.13: Residuos procedentes del comedor destinados al compostaje

Figura 4.14: Césped fresco procedente de jardín destinado al proceso de compostaje

Figura 4.15: Césped seco, obtenido a partir del fresco, destinado al compostaje



Figura 4.16: Hojas de arboles secas destinadas compostaje Grupo I:

Fecha Digestor Componentes de la Mezcla

07/07/2005

1

– 3,000Kg residuos del comedor – 1,000 Kg césped seco – 1,000 Kg céspede fresco – 1,000 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Ae

07/07/2005

2


09/07/2005

3


09/07/2005

4


Tabla 4.8: Componentes del Grupo I



Grupo II


11/07/2005

5


11/07/2005

6


13/07/2005

7


13/07/2005

8


Tabla 4.9: Componentes del Grupo II



Grupo III


16/07/2005

9

–2,000 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg Césped seco – 1,000 Kg césped fresco – 1,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Ae

16/07/2005

10


18/07/2005

11


18/07/2005

12

– 2,000 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg Césped seco – 1,000 Kg césped fresco – 1,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 2Ae

Tabla 4.10: Componentes del Grupo III Grupo IV


20/07/2005

13

–2,000 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg Césped seco – 1,000 Kg césped fresco – 1,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Be

20/07/2005

14

–2,000 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg Césped seco – 1,000 Kg césped fresco – 1,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Be

Tabla 4.11: Componentes del Grupo IV



Grupo V


22/07/2005

15

– 3,500 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg césped fresco – 0,500 Kg césped seco – 0,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Ae

22/07/2005

16

– 3,500 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg césped fresco – 0,500 Kg césped seco – 0,500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 2Ae

22/07/2005 17 – 3,500 Kg residuos del comedor – 1,500 Kg césped fresco – 0,500 Kg césped seco – 0.500 Kg hojas secas – 1,500 Kg fangos 1Be

Tabla 4.12: Componentes del Grupo V En el proceso de compostaje aerobio interviene microorganismos que necesitan oxigeno para su respiración y como resultado de este proceso metabólico, se expulsan el dióxido de carbono y vapores de agua principalmente. Para acelerar el proceso de degradación de la materia orgánica por estos microorganismo ha sido necesario insuflar el aire a través de soplantes. Este aire permite abastecer de oxigeno a los microorganismos y expulsa al mismo tiempo los residuos metabólicos de la respiración de los mismos microorganismos como el dióxido de carbono o gases amoniacales criando de este modo un ambiente para la eficiencia de la digestión. Para verificar la eficiencia del funcionamiento del aparato montado (el conjunto de los digestores), ha sido necesario comprobar la influencia del aire insuflado con respeto a la bajada o aumento de la temperatura de la materia en descomposición. Al mismo tiempo este ensayo permitido determinar el tiempo que se puede dar descanso a los soplantes para evitar que ellos se estropean por el efecto de sobrecalentamiento o sobrecarga de trabajo por un tiempo prolongado de funcionamiento. Para resolver esta cuestión se ha evaluado la evolución de la temperatura durante la insuflación del aire en 30 minutos seguida de un tiempo muerto de 1 hora, utilizando un multímetro digital provisto de un cable conductor (Termopar tipo K), que se introduce hasta el fondo de la materia en descomposición.

La temperatura ha sido medida en un período de 180 minutos intercalados

en el orden de: 30 minutos de período muerto, 30 minutos de aireación, 60 minutos de periodo muerto, 30 minutos de aireación y 30 de tiempo muerto.



Figura 4.17: Multímetro digital con el cable conductor de termopar tipo K. Para realizar estas mediciones se han escogido 5 digestores ubicados en posiciones y distancias diferentes con respeto a la fuente de insuflación del aire, correspondiendo al digestor 1, 9 y 17 en la fila impar y digestores 6 y 16 para la fila par. La figura 4.18, muestra el esquema de la constitución del sistema de digestores aerobios.

Figura 4.18: Esquema de los componentes de la instalación de digestores aerobios. Leyenda: 1–17 – Digestores aerobios a – Soplantes b – Válvulas de cierre y apertura del aire c – Manómetro de presión d – Conductos de aire e – Grifos para la evacuación de lixiviados f – Dispositivo de control automático de compresores

CAPÍTULO 5. RESULTADOS


RESULTADOS —144—

Los resultados de todo el proceso de digestión anaerobia y de digestión aerobia (compostaje) se presenta en forma de tablas en algunos parámetros y en tablas y gráficos para los restantes parámetros utilizados para evaluar los procesos. 5.1. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE ETAPA ÚNICA MESOFILICA a) Determinación de temperatura y pH en el digestor de etapa única

Fecha T (ºc) pH Fecha

(continuación) T (ºc) pH 29/05/2005 28,00 7,39 28/06/2005 35,00 6,82 02/06/2005 29,00 7,60 29/06/2005 36,00 6,75 03/06/2005 29,00 7,71 30/06/2005 35,00 7,60 04/06/2005 29,00 7,82 01/07/2005 36,00 6,42 06/06/2005 31,00 7,85 02/07/2005 36,00 6,46 07/06/2005 30,00 8,02 03/07/2005 37,00 7,47 08/06/2005 34,00 7,95 04/07/2005 38,00 7,84 09/06/2005 32,00 7,74 05/07/2005 36,00 7,98 10/06/2005 34,00 7,36 06/07/2005 37,00 6,61 11/06/2005 34,00 6,25 07/07/2005 37,00 7,35 12/06/2005 34,00 6,81 08/07/2005 36,00 7,19 13/06/2005 32,00 6,84 09/07/2005 35,00 7,61 14/06/2005 31,00 7,14 10/07/2005 34,00 6,47 15/06/2005 30,00 7,25 11/07/2005 33,00 6,50 16/06/2005 34,00 6,42 12/07/2005 32,00 6,69 17/06/2005 35,00 6,90 13/07/2005 36,00 6,97 18/06/2005 36,00 6,94 14/07/2005 37,00 7,26 20/06/2005 37,00 7,76 15/07/2005 38,00 7,57 21/06/2005 37,00 6,82 16/07/2005 35,00 7,84 22/06/2005 37,00 6,34 18/07/2005 35,00 7,88 23/06/2005 37,00 6,65 Mín 28,00 6,25 25/06/2005 35,00 7,52 Máx 38,00 8,02 26/06/2005 35,00 7,50 Promedio 34,27 7,21 27/06/2005 34,00 7,26 Esv.Std. 2,69 0,53

Tabla 5.1: Determinación de temperatura y pH



b) Determinación de la alcalinidad, acidez volátil y de la relación AV/Alc en el digestor de etapa única

Fecha Alc.T (mg/L) AV (mg/L ác. acético)

ÁV (mg/L CaCO3)

AV/Alc.

29/05/2005 3458,00 789,00 694,00 0,20 02/06/2005 3400,00 768,00 658,00 0,19 03/06/2005 3280,00 432,00 342,00 0,10 04/06/2005 3600,00 600,00 432,00 0,12 06/06/2005 3860,00 576,00 411,00 0,11 07/06/2005 3900,00 600,00 500,00 0,13 08/06/2005 4000,00 888,00 740,00 0,19 09/06/2005 3620,00 2400,00 2000,00 0,55 10/06/2005 4040,00 3720,00 3100,00 0,77 11/06/2005 4400,00 4536,00 3780,00 0,86 12/06/2005 4420,00 4440,00 3700,00 0,84 13/06/2005 4440,00 4872,00 4060,00 0,91 14/06/2005 4320,00 4200,00 3500,00 0,81 15/06/2005 5280,00 4152,00 3460,00 0,66 16/06/2005 3480,00 4680,00 3900,00 1,12 17/06/2005 4460,00 4176,00 3480,00 0,78 18/06/2005 4680,00 5136,00 4280,00 0,91 20/06/2005 4200,00 2400,00 2000,00 0,48 21/06/2005 3640,00 3360,00 2800,00 0,77 22/06/2005 3980,00 5088,00 4240,00 1,07 23/06/2005 3960,00 3672,00 3060,00 0,77 25/06/2005 3680,00 2952,00 2460,00 0,67 26/06/2005 4040,00 3456,00 2880,00 0,71 27/06/2005 3620,00 3816,00 3180,00 0,88 28/06/2005 3040,00 2328,00 1940,00 0,64 29/06/2005 3580,00 2400,00 2000,00 0,56 30/06/2005 4000,00 3336,00 2780,00 0,70 01/07/2005 3300,00 4008,00 3340,00 1,01 02/07/2005 3720,00 4224,00 3520,00 0,95 03/07/2005 3800,00 3600,00 3000,00 0,79 04/07/2005 4260,00 3216,00 2680,00 0,63 05/07/2005 4140,00 2664,00 2220,00 0,54 06/07/2005 4740,00 3576,00 2980,00 0,63 07/07/2005 4420,00 4488,00 3740,00 0,85 08/07/2005 4400,00 3576,00 2980,00 0,68



Continuación

Fecha Alc.T (mg/L) AV (mg/L ác. acético)

ÁV (mg/L CaCO3)

AV/Alc.

09/07/2005 4600,00 3792,00 3160,00 0,69 10/07/2005 5200,00 3864,00 3220,00 0,62 11/01/1900 6000,00 4096,00 7580,00 1,26 12/07/2005 5900,00 6384,00 5320,00 0,90 13/07/2005 5840,00 6048,00 5040,00 0,86 14/07/2005 6000,00 5832,00 4860,00 0,81 15/07/2005 6200,00 4680,00 3900,00 0,63 16/07/2005 6016,00 5016,00 4180,00 0,69 18/07/2005 6120,00 4056,00 3380,00 0,55 19/07/2005 5640,00 6528,00 5440,00 0,96 20/07/2005 5220,00 5304,00 4420,00 0,85 22/07/2005 5160,00 5028,00 4190,00 0,81 Promedio 4405,40 3611,77 3096,32 0,69

Máx 6200,00 6528,00 7580,00 1,26 Mín 3040,00 432,00 342,00 0,10

Desv. Std. 882,36 1583,21 1481,65 0,28

Tabla 5.2: Determinación de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc



c) Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el influente del digestor de etapa única (1Ai)

Fecha Humedad(i)

% Mat.Seca

(i)% ST(i)

(mg/L) SV(i)

(mg/L) SF(i)

(mg/L) 29/05/2005 97,53 2,47 22286,7 18430 3856,7 02/06/2005 97,5 2,5 23014,4 17014,4 6000 03/06/2005 97,43 2,57 23225,6 16853,9 6371,7 04/06/2005 97,41 2,59 23120 16934,2 6185,8 06/06/2005 97,31 2,69 23172,8 16894 6278,8 07/06/2005 96,49 3,51 30056,7 25230 4826,7 08/06/2005 96,01 3,99 33156,7 30670 2486,7 09/06/2005 97,65 2,35 36513,3 30106,7 6406,7 10/06/2005 96,7 3,3 32870 30093,3 2776,7 11/06/2005 96,57 3,43 34310 32140 2170 12/06/2005 96,25 3,75 37543,3 31373,3 6170 13/06/2005 96,89 3,11 28946,7 25370 3576,7 14/06/2005 96,38 3,62 40743,3 32366,7 8376,7 15/06/2005 96,86 3,14 30573,3 19996,7 10576,7 16/06/2005 96,55 3,45 37110 24826,7 12283,3 17/06/2005 96,57 3,43 33636,7 23740 9896,7 18/06/2005 96,72 3,28 33180 24740 8440 20/06/2005 96,14 3,86 38196,7 28616,7 9580 21/06/2005 96,1 3,9 44223,3 34706,7 9516,7 22/06/2005 96,33 3,67 35473,3 25693,3 9780 23/06/2005 96,53 3,47 33776,7 23826,7 9950 25/06/2005 96,54 3,46 33660 24430 9230 26/06/2005 96,72 3,28 29946,7 27900 2046,7 27/06/2005 96,04 3,96 38146,7 28463,3 9683,3 28/06/2005 96,42 3,58 35040 25160 9880 29/06/2005 96,21 3,79 55063,3 45890 9173,3 30/06/2005 93,3 6,7 60373,3 53616,7 6756,7 01/07/2005 95,81 4,19 41713,3 35973,3 5740 02/07/2005 96,18 3,82 36046,7 30296,7 5750 03/07/2005 95,59 4,41 43476,7 36036,7 7440 04/07/2005 96,34 3,66 36880 30286,7 6593,3 05/07/2005 95,78 4,22 40890 30370 10520 06/07/2005 96,09 3,91 44746,7 34770 9976,7 07/07/2005 95,46 4,54 42050 31240 10810 08/07/2005 95,53 4,47 38806,7 29433,3 9373,3



Continuación

Fecha Humedad(i)

% Mat.Seca

(i)% ST(i)

(mg/L) SV(i)

(mg/L) SF(i)

(mg/L) 09/07/2005 94,49 5,51 45600 35293,3 10306,7 10/07/2005 95,14 4,86 42856,7 33326,7 9530 11/07/2005 95,77 4,23 40896,7 30733,3 10163,3 12/07/2005 95,83 4,17 40893,3 29513,3 11380 13/07/2005 95,8 4,2 37446,7 27256,7 10190 14/07/2005 96,21 3,79 34656,7 25033,3 9623,3 15/07/2005 95,68 4,32 39743,3 30586,7 9156,7 16/07/2005 95,9 4,1 36410 28253,3 8156,7 18/07/2005 95,23 4,77 47143,3 36640 10503,3

Mín 93,3 2,35 22286,7 16853,9 2046,7 Máx 97,65 6,7 60373,3 53616,7 12283,3

Promedio 96,23 3,77 36764,01 28866,51 7897,5 Desv. Std. 0,81 0,81 7844,62 7120,95 2706,84

Tabla 5.3: Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el influente del digestor de etapa única

Evolución de la Humedad y materia seca en el Influente 1Ai

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

29/0

5/05

03/0

6/05

06/0

6/05

08/0

6/05

10/0

6/05

12/0

6/05

14/0

6/05

16/0

6/05

18/0

6/05

21/0

6/05

23/0

6/05

26/0

6/05

28/0

6/05

30/0

6/05

02/0

7/05

04/0

7/05

06/0

7/05

08/0

7/05

10/0

7/05

12/0

7/05

14/0

7/05

16/0

7/05

Fecha

Humedad(i) % Mat.Sólida (i)%

Gráfico 5.1: Evolución de la humedad y materia seca en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única



Evolución de ST, SV y SF en el Influente

0,00

10000,00

20000,00

30000,00

40000,00

50000,00

60000,00

70000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

Fecha

ST(i) (mg/L) SV(i) (mg/L) SF(i) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.2: Evolución de los ST, SV y SF en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única



d) Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de etapa única (1Ai)

Fecha %MO(i) %MI(i) Fecha %MO(i) %MI(i) 29/05/2005 54,68 45,32 27/06/2005 74,24 25,76 02/06/2005 53,79 46,21 28/06/2005 67,76 32,24 03/06/2005 52,63 47,37 29/06/2005 70,34 29,66 04/06/2005 54,35 45,65 30/06/2005 75,97 33,52 06/06/2005 49,39 50,61 01/07/2005 63,45 36,55 07/06/2005 59,10 40,90 02/07/2005 55,09 44,91 08/06/2005 62,92 37,08 03/07/2005 68,95 31,05 09/06/2005 69,25 30,75 04/07/2005 77,01 22,99 10/06/2005 70,89 29,11 05/07/2005 77,92 22,08 11/06/2005 78,05 21,95 06/07/2005 68,90 31,10 12/06/2005 77,82 22,18 07/07/2005 67,76 32,24 13/06/2005 77,15 22,85 08/07/2005 62,96 37,04 14/06/2005 71,25 28,75 09/07/2005 71,18 28,82 15/06/2005 70,98 29,02 10/07/2005 74,61 25,39 16/06/2005 68,42 31,58 11/07/2005 65,11 34,89 17/06/2005 69,78 30,22 12/07/2005 64,97 35,03 18/06/2005 70,57 29,43 13/07/2005 62,13 37,87 20/06/2005 73,28 26,72 14/07/2005 70,59 29,41 21/06/2005 71,69 28,31 15/07/2005 59,12 40,88 22/06/2005 70,46 29,54 16/07/2005 46,45 53,55 23/06/2005 68,35 31,65 18/07/2005 71,26 28,74 25/06/2005 71,84 28,16 Mín 46,45 21,95 26/06/2005 70,23 39,13 Máx 78,05 53,55

Promedio 67,11 33,32 Desv. Std. 8,03 7,95

Tabla 5.4: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el influente del Digestor de Etapa Única



Evolución de MO y MI en el Influente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

02/0

6/20

05

04/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

24/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

Fecha

%MO(i) %MI(i)

Porcentaje(%)

Gráfico 5.3: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el influente (1Ai) del digestor anaerobio de etapa única



e) Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el efluente del digestor de etapa única (1Ae)

Fecha Humedad

(e)% Mat.

Seca(e) % ST(e) (mg/L)

SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

29/05/2005 97,53 2,47 22286,70 18430,00 3856,70 02/06/2005 97,86 2,14 20625,00 13918,30 6706,70 03/06/2005 97,70 2,30 22551,70 14948,30 7603,40 04/06/2005 97,74 2,26 21243,30 13721,70 7521,60 06/06/2005 97,75 2,25 21755,00 14456,70 7298,30 07/06/2005 97,49 2,51 23421,70 16195,00 7226,70 08/06/2005 97,43 2,57 24638,30 16873,30 7765,00 09/06/2005 97,01 2,99 28975,00 20715,00 8260,00 10/06/2005 96,87 3,13 30003,30 21470,00 8533,30 11/06/2005 96,86 3,14 30431,70 21808,30 8623,40 12/06/2005 97,03 2,97 27515,00 19291,70 8223,30 13/06/2005 97,12 2,88 27586,70 18863,30 8723,40 14/06/2005 97,19 2,81 26688,30 18150,00 8538,30 15/06/2005 97,04 2,96 28013,30 19388,30 8625,00 16/06/2005 97,11 2,89 27490,00 18808,30 8681,70 17/06/2005 96,96 3,04 28938,30 20020,00 8918,30 18/06/2005 97,10 2,90 27205,00 18170,00 9035,00 20/06/2006 97,28 2,72 25981,10 17860,60 8120,50 21/06/2005 96,61 3,39 31970,00 22721,70 9248,30 22/06/2005 96,79 3,21 32516,70 22100,00 10416,70 23/06/2005 96,82 3,18 29663,30 20800,00 8863,30 25/06/2005 97,01 2,99 28026,70 19603,30 8423,40 26/06/2005 96,69 3,31 31920,00 22566,70 9353,30 27/06/2005 96,81 3,19 30133,30 20823,30 9310,00 28/06/2005 96,64 3,36 31940,00 22463,30 9476,70 29/06/2005 95,01 4,99 47633,30 37873,30 9760,00 30/06/2005 96,26 3,74 33196,70 23896,70 9300,00 01/07/2005 96,29 3,71 34876,70 24983,30 9893,40 02/07/2005 96,60 3,40 33806,70 23480,00 10326,70 03/07/2005 96,62 3,38 32080,00 22086,70 9993,30 04/07/2005 96,67 3,33 30496,70 21776,70 8720,00 05/07/2005 96,09 3,91 34746,70 24770,00 9976,70 06/07/2005 96,20 3,80 36530,00 25890,00 10640,00 07/07/2005 95,53 4,47 38806,70 29433,30 9373,40 08/07/2005 96,00 4,00 35140,00 25593,30 9546,70 09/07/2005 95,14 4,86 42856,70 33326,70 9530,00 10/07/2005 95,77 4,23 40896,70 30733,30 10163,40



Continuación

Fecha Humedad

(e)% Mat.

Seca(e) % ST(e) (mg/L)

SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

11/07/2005 95,83 4,17 40893,30 29513,30 11380,00 12/07/2005 95,80 4,20 37446,70 27256,70 10190,00 13/07/2005 96,21 3,79 34656,70 25033,30 9623,40 14/07/2005 96,54 3,46 33553,30 23510,00 10043,30 15/07/2005 96,69 3,31 33203,30 23490,00 9713,30 16/07/2005 96,73 3,27 31976,70 21580,00 10396,70 18/07/2005 96,77 3,23 30860,00 21860,00 9000,00 19/07/2005 96,51 3,49 33750,00 24216,70 9533,30 20/07/2005 98,20 1,80 18496,70 13096,70 5400,00

Mín 95,01 1,80 18496,70 13096,70 3856,70 Máx 98,20 4,99 47633,30 37873,30 11380,00


Tabla 5.5: Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el efluente del digestor de etapa única

Evolución de la Humedad y Materia Seca en el Efluente 1Ae

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

Humedad (e)% Mat.Sólida(e) %

Gráfico 5.4: Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única



Evolución de ST, SV y SF en el Efluente

0,00

10000,00

20000,00

30000,00

40000,00

50000,00

60000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

ST(e) (mg/L) SV(e) (mg/L) SF(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.5: Evolución de los ST, SV y SF en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única



f) Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de etapa única (1Ae)

Fecha %MO %MI Fecha %MO %MI 29/05/2005 54,68 45,32 27/06/2005 53,27 46,73 02/06/2005 52,89 47,11 28/06/2005 51,57 48,43 03/06/2005 51,43 48,57 29/06/2005 28,45 71,55 04/06/2005 51,85 48,15 30/06/2005 32,33 67,67 06/06/2005 47,50 52,50 01/07/2005 37,45 62,55 07/06/2005 38,25 61,75 02/07/2005 33,91 66,09 08/06/2005 47,35 52,65 03/07/2005 28,19 71,81 09/06/2005 54,96 45,04 04/07/2005 26,24 73,76 10/06/2005 56,93 43,07 05/07/2005 34,10 65,90 11/06/2005 63,46 36,54 06/07/2005 34,90 65,10 12/06/2005 58,74 41,26 07/07/2005 36,40 63,60 13/06/2005 49,88 50,12 08/07/2005 40,96 59,04 14/06/2005 41,45 58,55 09/07/2005 35,64 64,36 15/06/2005 47,26 52,74 10/07/2005 49,25 50,75 16/06/2005 34,84 65,16 11/07/2005 48,90 51,10 17/06/2005 32,16 67,84 12/07/2005 52,31 47,69 18/06/2005 32,43 67,57 13/07/2005 49,48 50,52 20/06/2005 36,97 63,03 14/07/2005 47,53 49,68 21/06/2005 21,46 78,54 15/07/2005 54,31 51,88 22/06/2005 25,39 74,61 16/07/2005 43,38 51,88 23/06/2005 30,56 69,44 18/07/2005 53,95 40,51 25/06/2005 29,23 70,77 19/07/2005 54,13 40,17 26/06/2005 32,24 67,76 20/07/2005 48,13 46,29 22/07/2005 49,63 43,97 Mín 21,46 36,54 Máx 63,46 78,54 Promedio 42,90 56,58 Desv. Std. 10,54 11,02

Tabla 5.6: Determinación de la Materia Orgánica e Inorgánica en el Efluente del Digestor de Etapa Única



Evolución de MO y MI en el Efluente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,0002

/06/

2005

04/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

24/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%MO %MI

Porcentaje (%)

Gráfico 5.6: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente (1Ae) del digestor anaerobio de etapa única



g) Eliminación de de sólidos volátiles en el digestor de Etapa Única (1A)

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/día SV elimin. R(i–e)

Kg SV (R+i–e) Acum.

29/05/2005 18430,00 18430,00 02/06/2005 17014,40 13918,30 0,003 0,003 03/06/2005 16853,90 14948,30 0,002 0,005 04/06/2005 16934,20 13721,70 0,003 0,008 06/06/2005 16894,00 14456,70 0,002 0,011 07/06/2005 25230,00 16195,00 0,009 0,020 08/06/2005 30670,00 16873,30 0,014 0,033 09/06/2005 30106,70 20715,00 0,009 0,043 10/06/2005 30093,30 21470,00 0,009 0,052 11/06/2005 32140,00 21808,30 0,010 0,062 12/06/2005 31373,30 19291,70 0,012 0,074 13/06/2005 25370,00 18863,30 0,007 0,080 14/06/2005 32366,70 18150,00 0,014 0,095 15/06/2005 19996,70 19388,30 0,001 0,101 16/06/2005 24826,70 18808,30 0,006 0,104 17/06/2005 23740,00 20020,00 0,004 0,108 18/06/2005 24740,00 18170,00 0,007 0,115 20/06/2005 28616,70 17860,60 0,011 0,125 21/06/2005 34706,70 22721,70 0,012 0,141 22/06/2005 25693,30 22100,00 0,004 0,141 23/06/2005 23826,70 20800,00 0,003 0,144 25/06/2005 24430,00 19603,30 0,005 0,148 26/06/2005 27900,00 22566,70 0,005 0,154 27/06/2005 28463,30 20823,30 0,008 0,162 28/06/2005 25160,00 22463,30 0,003 0,165 29/06/2005 45890,00 37873,30 0,008 0,173 30/06/2005 53616,70 23896,70 0,030 0,202 01/07/2005 35973,30 24983,30 0,011 0,213 02/07/2005 30296,70 23480,00 0,007 0,220 03/07/2005 36036,70 22086,70 0,014 0,234 04/07/2005 30286,70 21776,70 0,009 0,243 05/07/2005 30370,00 24770,00 0,006 0,248 06/07/2005 34770,00 25890,00 0,009 0,250 07/07/2005 31240,00 29433,30 0,002 0,189 08/07/2005 29433,30 25593,30 0,004 0,193 09/07/2005 35293,30 33326,70 0,002 0,195



Continuación

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/día SV elimin. R(i–e)

Kg SV (R+i–e) Acum.

10/07/2005 33326,70 30733,30 0,003 0,198 11/07/2005 30733,30 29513,30 0,001 0,199 12/07/2005 29513,30 27256,70 0,002 0,201 13/07/2005 27256,70 25033,30 0,002 0,209 14/07/2005 25033,30 23510,00 0,002 0,211 15/07/2005 30586,70 23490,00 0,007 0,218 16/07/2005 28253,30 21580,00 0,007 0,225 18/07/2005 36640,00 21860,00 0,015 0,239

Máx 53616,70 37873,30 0,030 0,250 Mín 16853,90 13721,70 0,001 0,003

Promedio 28866,51 22051,22 0,007 0,142 Desv Std. 7120,95 4987,51 0,01 0,08

Tabla: 5.7: Valores acumulados y alimentación de Sólidos Volátiles del Digestor de etapa unica



h) Producción de biogás en el digestor de etapa única (1A)

Fecha Producción

real (l)

%CH4 %CO2 Fecha (continuaci

ón)

Producción real (l)

%CH4 %CO2

08/06/2005 3,29 51,1 38,9 04/07/2005 3,56 64,5 35,5 09/06/2005 4,81 51,6 48,4 05/07/2005 6,23 68,5 31,5 10/06/2005 4,85 60,2 39,8 06/07/2005 7,45 70,5 28,5 11/06/2005 4,81 66,5 33,5 07/07/2005 5,52 67,7 32,3 13/06/2005 3,67 61,2 38,8 08/07/2005 7,52 70,1 29,9 14/06/2005 3,9 59,2 40,8 09/07/2005 2,9 51,5 48,5 15/06/2005 2,14 55,2 44,8 10/07/2005 3,76 58,1 41,9 16/06/2005 4,67 61,6 38,4 11/07/2005 2,71 59,5 40,5 17/06/2005 3,4 70,1 29,9 12/07/2005 3,42 61,6 38,4 18/06/2005 6,11 64,5 35,5 13/07/2005 2,49 59,5 40,5 20/06/2005 4,4 71,2 28,8 14/07/2005 2,96 56,8 43,2 21/06/2005 6,09 69,5 30,5 15/07/2005 3,75 61,8 38,2 22/06/2005 3,54 58,6 41,4 16/07/2005 4,01 68,5 31,5 23/06/2005 4,33 65,3 34,7 17/07/2005 4,09 59,3 40,7 25/06/2005 3,05 54,2 45,8 18/07/2005 4,31 62,8 37,2 26/06/2005 3,85 69,5 30,5 19/07/2005 6,66 67,6 32,4 27/06/2005 4,98 62 38 20/07/2005 6,54 64,4 35,6 28/06/2005 5,76 69,5 30,5 22/07/2005 6,07 65,2 34,8 29/06/2005 5,3 70,2 29,8 Total 180,90 30/06/2006 3,82 61,4 38,6 Mín 2,14 51,1 28,5 01/07/2005 4,53 67,3 32,7 Máx 7,52 71,2 48,5 02/07/2005 2,56 63,1 36,9 Promedio 4,41 62,92 36,81 03/07/2005 3,09 58,9 41,1 Desv. Std. 1,37 5,63 5,35

Tabla 5.8: Producción de biogás en el digestor de Etapa Única



5.2. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE PRIMERA FASE MESOFILICA a) Determinación de la temperatura y pH en el digestor de 1ª fase (1B)

Fecha T (ºC) pH Fecha

(continuación) T (ºC) pH 30/05/2005 24,00 6,62 27/06/2006 36,00 3,83 03/06/2005 26,00 6,56 28/06/2005 33,00 3,82 04/05/2005 27,00 6,52 29/06/2005 33,00 3,50 06/06/2005 30,00 6,08 30/06/2005 35,00 3,45 07/06/2005 31,00 5,72 01/07/2005 35,00 3,40 08/06/2005 32,00 5,42 02/07/2005 35,00 3,61 09/06/2005 30,00 4,68 03/07/2005 35,00 4,05 10/06/2005 32,00 4,26 04/07/2005 36,00 3,98 11/06/2005 34,00 4,40 05/07/2005 35,00 3,93 12/06/2005 32,00 4,20 06/07/2005 36,00 3,92 13/06/2005 35,00 4,17 07/07/2005 36,00 3,93 14/06/2005 34,00 4,10 08/07/2005 37,00 3,91 15/06/2005 34,00 3,98 09/07/2005 37,00 4,09 16/06/2005 32,00 3,58 10/07/2005 37,00 4,06 17/06/2005 31,00 3,55 11/07/2005 37,00 4,03 18/06/2005 31,00 3,60 12/07/2005 35,00 3,92 19/06/2005 33,00 3,58 13/07/2005 32,00 4,01 20/06/2005 35,00 3,68 14/07/2005 34,00 4,05 21/06/2005 35,00 3,67 15/07/2005 37,00 4,08 22/06/2005 35,00 3,68 16/07/2005 38,00 4,04 23/06/2006 36,00 3,65 18/07/2005 37,00 4,03 25/06/2005 36,00 3,62 19/07/2005 36,00 4,02 26/06/2005 36,00 3,76 20/07/2005 36,00 4,04

22/07/2005 35,00 4,00 Mín 24,00 3,40 Máx 38,00 6,62 Promedio 33,91 4,19 Desv. Std. 2,99 0,82

Tabla 5.9: Determinación de la Temperatura y pH en el digestor de 1ª Fase



b) Determinación de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc. en el efluente del digestor de 1ª Fase (1B)

Fecha Alc. (mg/L) AV. (mg/L ác.

acético)

AV(mg/L CaCO3)

Rel Ac.V/Alc

30/05/2005 1054,00 2105,00 1920,60 1,82 03/06/2005 1024,00 1754,00 1424,00 1,39 04/05/2005 950,00 1621,00 1012,00 1,07 06/06/2005 740,00 764,00 359,00 0,49 07/06/2005 2680,00 3360,00 2984,00 1,11 08/06/2005 3440,00 5112,00 4511,00 1,31 09/06/2005 2240,00 6432,00 5360,00 2,39 10/06/2005 1800,00 9792,00 8160,00 4,53 11/06/2005 3840,00 22848,00 19040,00 4,96 12/06/2005 4000,00 23400,00 19500,00 4,88 13/06/2005 3700,00 22680,00 18900,00 5,11 14/06/2005 3520,00 22944,00 19120,00 5,43 15/06/2005 2440,00 19656,00 16380,00 6,71 16/06/2005 2040,00 24360,00 20300,00 9,95 17/06/2005 5100,00 27888,00 23240,00 4,56 18/06/2005 2100,00 26448,00 22040,00 10,50 19/06/2005 1900,00 27120,00 22600,00 11,89 20/06/2005 1700,00 26640,00 22200,00 13,06 21/06/2005 1560,00 26064,00 21720,00 13,92 22/06/2005 1300,00 26592,00 22160,00 17,05 23/06/2006 1340,00 24096,00 20080,00 14,99 25/06/2005 800,00 23616,00 19680,00 24,60 26/06/2005 908,00 13416,00 11180,00 12,31 27/06/2006 960,00 12360,00 10300,00 10,73 28/06/2005 500,00 16344,00 13620,00 27,24 29/06/2005 600,00 14640,00 12200,00 20,33 30/06/2005 600,00 8136,00 6780,00 11,30 01/07/2005 560,00 4776,00 3980,00 7,11 02/07/2005 680,00 12864,00 10720,00 15,76 03/07/2005 760,00 12888,00 10740,00 14,13 04/07/2005 780,00 15912,00 13260,00 17,00 05/07/2005 660,00 16752,00 13960,00 21,15 06/07/2005 640,00 17208,00 14340,00 22,41 07/07/2005 720,00 17400,00 14500,00 20,14 08/07/2005 2940,00 21408,00 17840,00 6,07 09/07/2005 2160,00 20928,00 17440,00 8,07



Continuación


acético)

AV(mg/L CaCO3)

Rel Ac.V/Alc

10/07/2005 2280,00 17784,00 14820,00 6,50 11/07/2005 2400,00 21936,00 18280,00 7,62 12/07/2005 1640,00 22080,00 18400,00 11,22 13/07/2005 1500,00 22152,00 18460,00 12,31 14/07/2005 1540,00 22392,00 18660,00 12,12 15/07/2005 1700,00 23640,00 19700,00 11,59 16/07/2005 1900,00 22680,00 18900,00 9,95 18/07/2005 2400,00 26160,00 21800,00 9,08 19/07/2005 2700,00 26040,00 21700,00 8,04 20/07/2005 2720,00 28039,20 23366,00 8,59 22/07/2005 2140,00 19032,00 15860,00 7,41

Prom 1822,47 17707,64 14755,25 10,21 Max 5100,00 28039,20 23366,00 27,24 Min 500,00 764,00 359,00 0,49

Desv. Std. 12997,49 8290,04 6773,91 6,42 Tabla 5.10: Determinación de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc. en el efluente del digestor de 1ª fase



c) Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el influente del digestor de 1ª fase (1Bi)

Fecha Humedad(i)

% Mat.Seca(i)

% ST(i) (mg/L) SV(i) (mg/L) SF(i) (mg/L) 30/05/2005 95,90 4,10 38803,33 29993,33 8810,00 03/06/2005 94,26 5,74 54763,33 42036,67 12726,67 04/06/2005 93,65 6,35 61930,00 60853,33 1076,67 06/06/2005 93,15 6,85 63893,33 44370,00 19523,33 07/06/2005 92,59 7,41 79956,67 63640,00 16316,67 08/06/2005 89,21 10,79 110560,00 96036,67 14523,33 09/06/2005 89,91 10,09 95290,00 88473,33 6816,67 10/06/2005 86,48 13,52 143903,33 123703,33 20200,00 11/06/2005 88,01 11,99 113290,00 96973,33 16316,67 12/06/2005 87,88 12,12 114148,65 99364,29 14784,36 13/06/2005 88,95 11,05 113952,00 97394,00 16558,00 14/06/2005 87,87 12,13 124630,00 99210,31 25419,69 15/06/2005 87,05 12,95 140048,21 119364,92 20683,29 16/06/2005 88,04 11,96 149025,64 129257,25 19768,39 17/06/2005 88,08 11,92 136581,12 120294,02 16287,10 18/06/2005 87,39 12,61 140423,29 124245,31 16177,98 19/06/2005 87,25 12,75 131982,18 102391,24 29590,94 20/06/2005 86,98 13,02 141218,36 113150,18 28068,18 21/06/2005 87,04 12,96 138932,52 121294,23 17638,29 22/06/2005 87,51 12,49 139329,69 110381,17 28948,52 23/06/2005 88,25 11,75 140364,80 118362,91 22001,89 25/06/2005 88,48 11,52 132982,05 120378,12 12603,93 26/06/2005 89,51 10,49 124161,22 112395,26 11765,96 27/06/2005 88,58 11,42 112913,33 102026,67 10886,67 28/06/2005 88,06 11,94 135503,33 128166,67 7336,66 29/06/2005 88,14 11,86 139584,34 130267,83 9316,51 30/06/2005 89,07 10,93 145663,33 120416,67 25246,66 01/07/2005 88,02 11,98 128524,20 101361,29 27162,91 02/07/2005 87,05 12,95 119249,12 94892,74 24356,38 03/07/2005 87,16 12,84 122397,37 102364,09 20033,28 04/07/2005 87,90 12,10 112294,31 88614,22 23680,09 05/07/2005 90,60 9,40 91566,67 81363,33 10203,33 06/07/2005 88,33 11,67 118796,67 105273,33 13523,33 07/07/2005 87,31 12,69 128940,00 117110,00 11830,00 08/07/2005 87,52 12,48 101642,37 97364,52 4277,85 09/07/2005 87,96 12,04 116263,33 99643,33 16620,00 10/07/2005 88,46 11,54 118267,16 90682,00 27585,16



Continuación

Fecha Humedad(i)

% Mat.Seca(i)

% ST(i) (mg/L)SV(i)

(mg/L) SF(i) (mg/L)11/07/2005 88,49 11,51 119958,87 97025,21 22933,66 12/07/2005 88,51 11,49 118211,12 99278,34 18932,78 13/07/2005 88,58 11,42 121025,25 101325,05 19700,20 14/07/2005 88,81 11,19 119602,51 98956,33 20646,18 15/07/2005 89,32 10,68 110235,69 89824,41 20411,28 16/07/2005 89,95 10,05 107323,15 89364,12 17959,03 18/07/2005 88,80 11,20 111446,67 92343,33 19103,33 19/07/2005 88,04 11,96 83916,67 70106,67 13810,00 20/07/2005 87,33 12,67 99623,33 86863,33 12760,00

Total 5313118,51 4518196,68 794921,82 Mín 86,48 4,10 38803,33 29993,33 1076,67 Máx 95,90 13,52 149025,64 130267,83 29590,94


Tabla 5.11: Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y fijos en el influente del digestor de 1ª fase

Evolución de la Humedad y Materia Seca en el Influente 1Bi

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

Humedad(i) % Mat.Sólida(i) %

Gráfico 5.7: Evolución de la humedad y materia seca en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª Fase




0,00

20000,00

40000,00

60000,00

80000,00

100000,00

120000,00

140000,00

160000,0030

/05/

2005

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

ST(i) (mg/L) SV(i) (mg/L) SF(i) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.8: Evolución de la ST, SV y SF en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª fase



d) Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de la 1ª fase (1Bi)

Fecha %MO(i) %MI(i) Fecha (continuación)

%MO(i) %MI(i)

30/06/05 47,65 52,35 28/06/05 83,49 16,51 03/06/05 79,41 20,59 29/06/05 82,00 18,00 04/06/05 83,06 16,94 30/06/05 82,41 17,59 06/06/05 84,05 15,95 01/07/05 83,85 16,15 07/06/05 71,81 28,19 02/07/05 81,50 18,50 08/06/05 85,30 14,70 03/07/05 74,07 25,96 09/06/05 79,10 20,90 04/07/05 78,28 21,72 10/06/05 86,22 13,78 05/07/05 73,05 26,95 11/06/05 74,98 25,02 06/07/05 74,71 25,29 12/06/05 78,61 21,39 07/07/05 73,31 26,69 13/06/05 79,42 22,12 08/07/05 78,00 22,00 14/06/05 85,53 14,47 09/07/05 71,39 28,61 15/06/05 75,33 24,67 10/07/05 74,62 25,38 16/06/05 81,09 18,91 11/07/05 80,71 19,29 17/06/05 73,80 26,20 12/07/05 81,50 18,50 18/06/05 87,42 12,58 13/07/05 87,60 12,40 19/06/05 80,01 19,99 14/07/05 73,23 26,77 20/06/05 89,14 10,86 15/07/05 77,30 22,70 21/06/05 82,78 17,22 16/07/05 83,84 16,16 22/06/05 87,81 12,19 18/07/05 87,70 12,30 23/06/05 81,27 18,73 19/07/05 83,13 16,87 25/06/05 81,47 18,53 20/07/05 81,06 18,94 26/06/05 83,03 16,97 Mín 47,65 10,86 27/06/05 81,92 18,08 Máx 89,14 52,35


Tabla 5.12: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de la 1ª fase



Evolución de MO y MI en el Influente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

03/0

6/05

05/0

6/05

07/0

6/05

09/0

6/05

11/0

6/05

13/0

6/05

15/0

6/05

17/0

6/05

19/0

6/05

21/0

6/05

23/0

6/05

25/0

6/05

27/0

6/05

29/0

6/05

01/0

7/05

03/0

7/05

05/0

7/05

07/0

7/05

09/0

7/05

11/0

7/05

13/0

7/05

15/0

7/05

17/0

7/05

19/0

7/05

Fecha

%MO(i) %MI(i)

Porcentaje (%)

Gráfico 5.9: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el influente (1Bi) del digestor anaerobio de 1ª fase



e) Determinación de materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de la 1ª fase (1Be)

Fecha %MOe %MIe Fecha (continuación)

%MOe %MIe

03/06/06 62,85 31,30 30/06/05 75,20 24,80 04/06/05 66,22 33,78 01/07/05 80,56 19,44 06/06/05 73,54 26,46 02/07/05 67,24 32,76 07/06/05 75,24 24,76 03/07/05 62,68 37,32 08/06/05 74,40 25,60 04/07/05 77,75 22,25 09/06/05 75,19 24,81 05/07/05 72,15 27,85 10/06/05 75,37 24,63 06/07/05 66,31 33,69 11/06/05 71,50 28,50 07/07/05 72,51 27,49 12/06/05 74,45 25,55 08/07/05 70,10 29,90 13/06/05 75,59 24,41 09/07/05 70,65 29,35 14/06/05 74,10 25,90 10/07/05 74,36 25,64 15/06/05 71,75 28,25 11/07/05 68,46 31,54 16/06/05 73,40 26,60 12/07/05 71,79 28,21 17/06/05 63,08 36,92 13/07/05 69,88 31,12 18/06/05 76,24 23,76 14/05/05 69,91 30,09 19/06/05 74,00 26,00 15/07/05 74,37 25,63 20/06/05 64,00 36,00 16/07/05 76,31 23,69 21/06/05 72,74 27,26 18/07/05 69,28 30,72 22/06/05 82,44 17,56 19/07/05 70,77 29,23 23/06/05 69,77 30,23 20/07/05 73,47 26,53 25/06/05 71,63 28,37 22/07/05 72,26 27,74 26/06/05 67,65 32,35 Mín 62,68 17,56 27/06/05 76,59 23,41 Máx 82,44 37,32 28/06/05 70,08 29,92 Promedio 71,84 28,05 29/06/05 66,94 33,06 Desv. Std. 5,58 5,46

Tabla 5.13: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de la 1ª Fase



Evolución de la MO y MI en el efluente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,0003

/06/

06

06/0

6/05

08/0

6/05

10/0

6/05

12/0

6/05

14/0

6/05

16/0

6/05

18/0

6/05

20/0

6/05

22/0

6/05

25/0

6/05

27/0

6/05

29/0

6/05

01/0

7/05

03/0

7/05

05/0

7/05

07/0

7/05

09/0

7/05

11/0

7/05

13/0

7/05

15/0

7/05

18/0

7/05

20/0

7/05

Fecha

%MOe %MIe

Valores (%)

Gráfico 5.10: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de la 1ª fase



f) Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el efluente del digestor de 1ª fase (1Be)

Fecha Humedad(e)

% Mat.

Seca(e)% ST(e) (mg/L)

SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

30/05/2005 95,90% 4,10% 38803,33 29993,33 8810,00 03/06/2005 96,26% 3,74% 44891,67 36920,00 7971,67 04/05/2005 96,28% 3,72% 45700,00 36990,00 8710,00 06/06/2005 96,73% 3,27% 51500,00 42935,00 8565,00 07/06/2005 94,19% 5,81% 68708,33 59195,00 9513,33 08/06/2005 91,50% 8,50% 84566,67 74090,00 10476,67 09/06/2005 91,06% 8,94% 83800,00 75425,00 8375,00 10/06/2005 92,87% 7,13% 110961,00 100532,33 10428,67 11/06/2005 89,48% 10,52% 105400,00 88820,00 16580,00 12/06/2005 90,48% 9,52% 95506,67 84226,67 11280,00 13/06/2005 89,61% 10,39% 96826,67 87480,00 9346,67 14/06/2005 89,42% 10,58% 105858,33 89795,00 16063,33 15/06/2005 89,66% 10,34% 123121,67 111916,67 11205,00 16/06/2005 89,51% 10,49% 124125,00 112751,67 11373,33 17/06/2005 89,78% 10,22% 121525,00 109971,67 11553,33 18/06/2005 89,71% 10,29% 120328,33 105708,33 14620,00 19/06/2005 90,46% 9,54% 110743,33 95714,00 15029,33 20/06/2005 90,35% 9,65% 120291,67 105675,00 14616,67 21/06/2005 90,54% 9,46% 122456,67 111483,34 10973,33 22/06/2005 90,52% 9,48% 114681,67 96318,34 18363,33 23/06/2006 92,31% 7,69% 115606,67 105116,67 10490,00 25/06/2005 92,62% 7,38% 113306,67 102816,67 10490,00 26/06/2005 92,70% 7,30% 103010,00 92590,00 10420,00 27/06/2006 92,92% 7,08% 110360,00 100976,67 9383,33 28/06/2005 92,12% 7,88% 119750,00 108226,67 11523,33 29/06/2005 91,90% 8,10% 98070,00 87473,33 10596,67 30/06/2005 89,33% 10,67% 92910,00 81923,33 10986,67 01/07/2005 91,54% 8,46% 102430,00 91653,33 10776,67 02/07/2005 89,50% 10,50% 92660,00 79283,33 13376,67 03/07/2005 89,59% 10,41% 101773,33 91536,66 10236,67 04/07/2005 88,45% 11,55% 90223,33 80066,66 10156,67 05/07/2005 88,91% 11,09% 82723,33 73283,33 9440,00 06/07/2005 92,16% 7,84% 97533,33 86976,66 10556,67 07/07/2005 91,16% 8,84% 107216,67 96340,00 10876,67 08/07/2005 90,29% 9,71% 94369,67 80563,00 13806,67 09/07/2005 90,65% 9,35% 100890,00 84213,33 16676,67 10/07/2005 90,65% 9,35% 91396,67 81203,34 10193,33



Continuación

Fecha Humedad(e)

% Mat.


SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

11/07/2005 90,67% 9,33% 95610,00 83400,00 12210,00 12/07/2005 90,56% 9,44% 94600,00 83653,33 10946,67 13/07/2005 90,92% 9,08% 109606,67 98343,34 11263,33 14/07/2005 90,71% 9,29% 96203,33 86020,00 10183,33 15/07/2005 91,81% 8,19% 92020,00 80640,00 11380,00 16/07/2005 91,51% 8,49% 94613,33 85523,33 9090,00 18/07/2005 91,23% 8,77% 97146,67 84420,00 12726,67 19/07/2005 91,34% 8,66% 80916,67 67106,67 13810,00 20/07/2005 90,33% 9,67% 93623,33 80863,33 12760,00 22/07/2005 90,24% 9,76% 98983,33 72358,42 15203,33

Mín 88,45 3,27 38803,33 29993,33 7971,67 Máx 96,73 11,55 124125,00 112751,67 18363,33


Tabla 5.14: Determinación de la humedad, materia seca, Sólidos totales, volátiles y fijos en el efluente del digestor de 1ª fase

Evolución de la Humedad y Materia Seca en el Efluente 1Be

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

30/0

5/20

05

04/0

5/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

06

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

Humedad(e) % Mat.Seca(e)%

Gráfico 5.11: Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (1Be) del digestor anaerobio de 1ª Fase




0,00

20000,00

40000,00

60000,00

80000,00

100000,00

120000,00

140000,00

30/0

5/20

05

04/0

5/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

06

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

ST(e) (mg/L) SV(e) (mg/L) SF(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.12: Evolución de la ST, SV y SF en el efluente (1Be) del digestor anaerobio de 1ª Fase



g) Eliminación de sólidos volátiles en el digestor de 1ª Fase (1B)

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/día elimin. R(i–e)

Kg SV (R+i-e) Acum

30/05/2005 29993,33 29993,33 03/06/2005 42036,67 36920,00 0,005 0,032 04/06/2005 60853,33 36990,00 0,024 0,056 06/06/2005 44370,00 42935,00 0,001 0,057 07/06/2005 63640,00 59195,00 0,004 0,062 08/06/2005 96036,67 74090,00 0,022 0,083 09/06/2005 88473,33 75425,00 0,013 0,097 10/06/2005 123703,33 100532,33 0,023 0,120 11/06/2005 96973,33 88820,00 0,008 0,128 12/06/2005 99364,29 84226,67 0,015 0,143 13/06/2005 97394,00 87480,00 0,010 0,152 14/06/2005 99210,31 89795,00 0,009 0,162 15/06/2005 119364,92 111916,67 0,007 0,170 16/06/2005 129257,25 112751,67 0,017 0,186 17/06/2005 120294,02 109971,67 0,001 0,203 18/06/2005 124245,31 105708,33 0,019 0,221 19/06/2005 102391,24 95714,00 0,007 0,228 20/06/2005 113150,18 105675,00 0,007 0,235 21/06/2005 121294,23 111483,34 0,010 0,245 22/06/2005 110381,17 96318,34 0,014 0,259 23/06/2005 118362,91 105116,67 0,013 0,273 25/06/2005 120378,12 102816,67 0,018 0,290 26/06/2005 112395,26 92590,00 0,020 0,310 27/06/2005 102026,67 100976,67 0,001 0,311 28/06/2005 128166,67 108226,67 0,020 0,331 29/06/2005 130267,83 87473,33 0,043 0,374 30/06/2005 120416,67 81923,33 0,038 0,412 01/07/2005 101361,29 91653,33 0,010 0,422 02/07/2005 94892,74 79283,33 0,016 0,437 03/07/2005 102364,09 91536,66 0,011 0,448 04/07/2005 88614,22 80066,66 0,009 0,457 05/07/2005 81363,33 73283,33 0,008 0,465 06/07/2005 105273,33 86976,66 0,018 0,483 07/07/2005 117110,00 96340,00 0,021 0,504 08/07/2005 97364,52 80563,00 0,017 0,521 09/07/2005 99643,33 84213,33 0,015 0,536 10/07/2005 90682,00 81203,34 0,009 0,548



Continuación

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/día elimin. R(i–

e)

Kg SV (R+i–e)Acum

11/07/2005 97025,21 83400,00 0,014 0,559 12/07/2005 99278,34 83653,33 0,016 0,575 13/07/2005 101325,05 98343,34 0,003 0,676 14/07/2005 98956,33 86020,00 0,013 0,689 15/07/2005 89824,41 80640,00 0,009 0,698 16/07/2005 89364,12 85523,33 0,004 0,702 18/07/2005 92343,33 84420,00 0,008 0,710 19/07/2005 70106,67 67106,67 0,003 0,713 20/07/2005 86863,33 80863,33 0,006 0,719 22/07/2005 83778,00 72358,42 0,011 0,731

Máx 130267,83 112751,67 0,04 0,73 Mín 29993,33 29993,33 0,005 0,03

Promedio 97914,35 85159,85 0,01 0,36 Desv. Std. 22497,21 19353,89 0,01 0,22

Tabla 5.15: Valores acumulados y eliminación de Sólidos Volátiles del digestor de 1ª fase



5.3. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE SEGUNDA FASE MESOFILICA –2B a) Determinación de la temperatura y pH en el digestor de 2ª Fase (2B)

Fecha T (ºc) pH Fecha T (ºc) pH 03/06/2005 25,00 7,61 28/06/2005 35,00 7,55 07/06/2005 26,00 7,89 29/06/2005 36,00 7,79 08/06/2005 25,00 7,66 30/06/2005 39,00 8,05 09/06/2005 26,00 7,68 01/07/2005 41,00 7,67 10/06/2005 33,00 7,98 02/07/2007 40,00 7,63 11/06/2005 33,00 8,02 03/07/2005 37,00 7,76 12/06/2005 32,00 7,99 04/07/2005 35,00 6,51 13/06/2005 34,00 7,92 05/07/2005 37,00 7,34 14/06/2005 34,00 7,46 06/07/2005 38,00 7,20 15/06/2005 35,00 7,41 07/07/2005 39,00 7,29 16/06/2005 35,00 7,36 08/07/2005 37,00 7,25 17/06/2005 36,00 7,10 09/07/2005 40,00 6,38 18/06/2005 35,00 7,28 10/07/2005 41,00 7,10 19/06/2005 35,00 6,72 11/07/2005 39,00 6,79 20/06/2005 36,00 6,82 12/07/2005 40,00 7,14 21/06/2006 38,00 7,06 13/07/2005 41,00 5,59 22/06/2005 38,00 6,69 14/07/2005 33,00 6,17 23/06/2006 39,00 6,23 15/07/2005 33,00 6,46 25/05/2005 40,00 6,51 16/07/2005 33,00 7,12 26/06/2005 35,00 6,67 18/07/2005 35,00 7,47 27/06/2005 36,00 6,75 19/07/2005 34,00 7,54

20/07/2005 34,00 7,70 22/07/2005 33,00 7,72 Mín 25,00 5,59 Máx 41,00 8,05 Promedio 35,36 7,23 Desv. Std. 4,06 0,58

Tabla 5.16: Determinación de la temperatura y pH en el digestor de 2ª fase



b) Determinación de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc. en el digestor de 2ª fase (2B)


acético)

AV(mg/L CaCO3)

Rel Ac.V/Alc

05/06/2005 3900,00 648,00 540 0,14 07/06/2005 3740,00 744,00 620 0,17 08/06/2005 3840,00 624,00 520 0,14 09/06/2005 3960,00 1296,00 1080 0,27 10/06/2005 4200,00 3120,00 2600 0,62 11/06/2005 4000,00 4320,00 3600 0,9 12/06/2005 4060,00 4632,00 3860 0,95 13/06/2005 4220,00 4920,00 4100 0,97 14/06/2005 4040,00 4320,00 3600 0,89 15/06/2005 4520,00 4464,00 3720 0,82 16/06/2005 4320,00 5304,00 4420 1,02 17/06/2005 4400,00 5184,00 4320 0,98 18/06/2005 4480,00 5952,00 4960 1,11 20/06/2005 4640,00 5712,00 4760 1,03 21/06/2005 4220,00 4824,00 4020 0,95 22/06/2005 3840,00 4752,00 3960 1,03 23/06/2005 4100,00 4104,00 3420 0,83 25/06/2005 4100,00 2592,00 2160 0,53 26/06/2005 4640,00 3216,00 2680 0,58 27/06/2005 5040,00 3120,00 2600 0,52 28/06/2005 6100,00 2880,00 2400 0,39 29/06/2005 4040,00 2640,00 2200 0,54 30/06/2005 4880,00 4128,00 3440 0,7 01/07/2005 4100,00 3648,00 3040 0,74 02/07/2005 4460,00 4056,00 3380 0,76 03/07/2005 4380,00 3600,00 3000 0,68 04/07/2007 4840,00 4632,00 3860 0,8 05/07/2005 4460,00 3960,00 3300 0,74 06/07/2005 5900,00 5496,00 4580 0,78 07/07/2007 5200,00 6384,00 5320 1,02 08/07/2005 5660,00 7008,00 5840 1,03 09/07/2005 5740,00 5880,00 4900 0,85 10/07/2005 6300,00 6288,00 5240 0,83



Continuación


acético)

AV(mg/L CaCO3)

Rel Ac.V/Alc

11/07/2005 6700,00 6552,00 5460 0,81 12/07/2005 6440,00 6048,00 5040 0,78 13/07/2005 6200,00 5616,00 4680 0,75 14/07/2005 6620,00 6048,00 5040 0,76 15/07/2005 6800,00 6312,00 5260 0,77 16/07/2005 6300,00 6456,00 5380 0,85 17/07/2005 6160,00 5760,00 4800 0,78 18/07/2005 6280,00 5592,00 4660 0,74 19/07/2005 5840,00 5664,00 4720 0,81 20/07/2005 6080,00 5520,00 4600 0,76 22/07/2005 5840,00 5592,00 4660 0,8 Promedio 4990,45 4536,55 3780,45 0,75

Mín 3740,00 624,00 520,00 0,14 Máx 6800,00 7008,00 5840,00 1,11

Promedio 4990,45 4536,55 3780,45 0,75 Desv.Std. 981,51 1645,81 1371,51 0,24

Tabla 5.17: Determinación de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc. en el digestor de 2ª fase



c) Determinación de la humedad, materia seca, sólidos sotales, Sólidos volátiles y sólidos fijos en el influente del digestor de 2ª fase (2Bi)

Fecha Humedad(i)% Mat. Seca(i)

% ST(i) (mg/L)SV(i)

(mg/L) SF(i) (mg/L)03/06/2005 98,53% 1,47% 14303,33 9216,67 5086,67 07/06/2005 98,67% 1,33% 12308,33 8491,66 3816,67 08/06/2005 97,84% 2,16% 16600,00 10746,67 5853,33 09/06/2005 97,34% 2,66% 27166,67 18300,00 8866,67 10/06/2005 97,15% 2,85% 30306,67 21343,33 8963,33 11/06/2005 96,80% 3,20% 37353,33 25356,33 11997,00 12/06/2005 96,71% 3,29% 37843,30 24359,33 11997,00 13/06/2005 96,63% 3,37% 37466,67 25820,00 11646,67 14/06/2005 97,37% 2,63% 28043,33 19350,00 8693,33 15/06/2005 96,74% 3,26% 28393,33 18683,33 9710,00 16/06/2005 96,27% 3,73% 33553,33 24553,33 9000,00 17/06/2005 96,45% 3,55% 35120,00 26586,67 8533,33 18/06/2005 95,98% 4,02% 37140,00 27653,33 9486,67 19/06/2005 97,53% 2,47% 43483,33 36236,67 7246,67 20/06/2005 96,85% 3,15% 35286,67 26500,00 8786,67 21/06/2005 96,20% 3,80% 38616,67 31403,33 7213,33 22/06/2005 97,19% 2,81% 37840,00 28973,33 8866,67 23/06/2005 97,10% 2,90% 46490,00 38140,00 8350,00 25/06/2005 96,91% 3,09% 30860,00 21530,00 9330,00 26/06/2005 96,72% 3,28% 31063,33 21733,33 9330,00 27/06/2005 96,53% 3,47% 33563,33 23990,00 9573,33 28/06/2005 95,95% 4,05% 37900,00 28640,00 9260,00 29/06/2005 96,15% 3,85% 36583,33 27413,33 9170,00 30/06/2005 95,51% 4,49% 41966,67 32966,67 9000,00 01/07/2005 96,63% 3,37% 40616,67 31616,67 9000,00 02/07/2005 96,52% 3,48% 33306,67 24030,00 9276,67 03/07/2005 96,27% 3,73% 38133,00 30496,67 7636,33 04/07/2005 95,96% 4,04% 38956,67 29500,00 9456,67 05/07/2005 96,37% 3,63% 44693,33 35300,00 9393,33 06/07/2005 96,13% 3,87% 41953,33 32670,00 9283,33 07/07/2005 96,27% 3,73% 43553,33 34553,33 9000,00 08/07/2005 96,38% 3,62% 34590,00 25130,00 9460,00 09/07/2005 95,98% 4,02% 37140,00 27653,33 9486,67 10/07/2005 96,29% 3,71% 31036,67 22620,00 8416,67 11/07/2005 97,03% 2,97% 34630,00 27210,00 7420,00



Continuación

Fecha Humedad(i)% Mat. Seca(i)

% ST(i) (mg/L)SV(i)

(mg/L) SF(i) (mg/L)12/07/2005 97,32% 2,68% 28450,00 22013,33 6436,67 13/07/2005 96,70% 3,30% 44036,67 33256,67 10780,00 14/07/2005 96,40% 3,60% 39283,33 24876,67 14406,67 15/07/2005 96,96% 3,04% 32313,33 18936,67 13376,67 16/07/2005 95,21% 4,79% 27893,33 19833,33 8060,00 18/07/2005 96,80% 3,20% 30923,33 23013,33 7910,00 19/07/2005 97,38% 2,62% 36776,67 28570,00 8206,67 20/07/2005 97,31% 2,69% 37310,00 28850,00 8460,00

Mín 95,21 1,33 12308,33 8491,66 3816,67 Máx 98,67 4,79 46490,00 38140,00 14406,67


Tabla 5.18: Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, volátiles y fijos en el influente del digestor de 2ª fase

Evolución de la Humedad y de la materia Seca en el Influente 2Bi

0,00%

10,00%

20,00%

30,00%

40,00%

50,00%

60,00%

70,00%

80,00%

90,00%

100,00%

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

Humedad(i)% Mat.Sólida(i) %

Gráfico 5.13: Evolución de la humedad y materia seca en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase




0,005000,00

10000,0015000,0020000,0025000,0030000,0035000,0040000,0045000,0050000,00

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

St(i) (mg/L) Sv(i) (mg/L) SF(i) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.14: Evolución de los ST, SV y SF en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase



d) Determinación de la Materia Orgánica e Inorgánica en el Influente del Digestor de 2ª Fase (2Bi)

Fecha %MO(i) %MI(i) Fecha (continuación)

%MO(i) %MI(i)

03/06/05 51,68 45,32 28/06/05 88,93 11,07 07/06/05 48,15 51,85 29/06/05 74,55 25,45 08/06/05 65,09 34,91 30/07/05 81,97 18,03 09/06/05 69,47 30,53 01/07/05 80,23 19,77 10/06/05 72,57 27,43 02/07/05 74,31 25,69 11/06/05 77,97 22,03 03/07/05 82,67 17,33 12/06/05 74,17 25,83 04/07/05 77,46 22,54 13/06/05 72,72 27,28 05/07/05 83,85 16,15 14/06/05 78,77 21,23 06/07/05 80,12 19,88 15/06/05 74,54 25,46 07/07/05 80,25 19,75 16/06/05 76,76 23,24 08/07/05 71,64 28,36 17/06/05 70,74 29,26 09/07/05 77,82 22,18 18/06/05 74,79 25,21 10/07/05 72,41 27,59 20/06/05 72,69 27,31 11/07/05 74,18 25,82 21/06/05 77,11 22,89 12/07/05 72,40 29,96 22/06/05 77,71 22,89 13/07/05 71,98 28,02 23/06/05 75,50 24,50 14/07/05 81,32 18,68 25/06/05 79,39 20,61 15/07/05 82,13 17,87 26/06/05 73,18 26,82 16/07/05 76,12 23,88 27/06/05 82,03 11,97 18/07/05 73,28 26,72

19/07/05 50,86 49,14 20/07/05 57,49 42,51 Mín 48,15 11,07 Máx 88,93 51,85 Promedio 74,07 25,78 Desv. Std. 8,55 8,57

Tabla 5.19: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el influente del digestor de 2ª fase



Evolución de la MO y MI en el Influente

0102030405060708090

10003

/06/

05

08/0

6/05

10/0

6/05

12/0

6/05

14/0

6/05

16/0

6/05

18/0

6/05

21/0

6/05

23/0

6/05

26/0

6/05

28/0

6/05

30/0

7/05

02/0

7/05

04/0

7/05

06/0

7/05

08/0

7/05

10/0

7/05

12/0

7/05

14/0

7/05

16/0

7/05

19/0

7/05

Fecha

%MO(i) %MI(i)

valores (%)

Gráfico 5.15: Evolución de materia orgánica e inorgánica en el influente (2Bi) del digestor anaerobio de 2ª fase



e) Determinación de humedad, materia seca, sólidos totales, sólidos volátiles y sólidos fijos en el efluente del digestor de 2ª fase (1Be)

Fecha Humedad(e)% Mat.


SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

03/06/2005 98,53% 1,47% 14303,33 9216,67 5086,67 07/06/2005 98,86% 1,14% 11546,67 7308,33 4238,33 08/06/2005 98,05% 1,95% 19656,67 9341,67 10315,00 09/06/2005 98,05% 1,95% 19656,67 9341,67 10315,00 10/06/2005 98,14% 1,86% 16993,33 12158,33 4835,00 11/06/2005 98,11% 1,89% 18013,33 12426,67 5586,67 12/06/2005 97,90% 2,10% 19776,67 14080,00 5696,67 13/06/2005 98,06% 1,94% 19031,67 13065,00 5966,67 14/06/2005 98,06% 1,94% 18288,33 12480,00 5808,33 15/06/2005 98,01% 1,99% 19618,33 13525,00 6093,33 16/06/2005 98,02% 1,98% 19223,33 13131,67 6091,67 17/06/2005 97,78% 2,22% 20825,00 14620,00 6205,00 18/06/2005 97,53% 2,47% 23483,33 16236,67 7246,67 19/06/2005 97,55% 2,45% 23636,67 16263,33 7373,33 20/06/2005 97,36% 2,64% 25061,67 17385,00 7676,67 21/06/2005 97,60% 2,40% 22996,67 15663,33 7333,33 22/06/2005 97,38% 2,62% 25673,33 17563,33 8110,00 23/06/2005 97,14% 2,86% 27013,33 18430,00 8583,33 25/06/2005 96,96% 3,04% 29370,00 20046,67 9323,33 26/06/2005 96,90% 3,10% 28340,00 19466,67 8873,33 27/06/2005 96,66% 3,34% 31233,33 21973,33 9260,00 28/06/2005 96,88% 3,12% 29513,33 20413,33 9100,00 29/06/2005 96,83% 3,17% 29633,33 20633,33 9000,00 30/06/2005 96,63% 3,37% 30616,67 21616,67 9000,00 01/07/2005 96,66% 3,34% 31440,00 22096,67 9343,33 02/07/2005 96,65% 3,35% 29950,00 21190,00 8760,00 03/07/2005 96,75% 3,25% 30346,67 21270,00 9076,67 04/07/2005 96,56% 3,44% 28090,00 19743,33 8346,67 05/07/2005 96,53% 3,47% 31953,33 22670,00 9283,33 06/07/2005 96,38% 3,62% 30700,00 21683,33 9016,67 07/07/2005 96,38% 3,62% 34590,00 25130,00 9460,00 08/07/2005 96,49% 3,51% 26946,67 19343,33 7603,33 09/07/2005 96,29% 3,71% 31036,67 22620,00 8416,67 10/07/2005 97,53% 2,47% 24630,00 17210,00 7420,00 11/07/2005 97,32% 2,68% 28450,00 22013,33 6436,67



Continuación

Fecha Humedad(e)% Mat.


SV(e) (mg/L)

SF(e) (mg/L)

12/07/2005 97,37% 2,63% 26846,67 20160,00 6686,67 13/07/2005 97,17% 2,83% 31033,33 24086,67 6946,67 14/07/2005 97,23% 2,77% 25046,67 17266,67 7780,00 15/07/2005 97,35% 2,65% 26560,00 18500,00 8060,00 16/07/2005 97,20% 2,80% 26613,33 18376,67 8236,67 18/07/2005 97,38% 2,62% 26776,67 18570,00 8206,67 19/07/2005 97,40% 2,60% 27210,00 18750,00 8460,00 20/07/2005 97,47% 2,53% 26636,67 19016,67 7620,00

Total 1088361,67 756083,34 332278,35 Mín 96,29 1,14 11546,67 7308,33 4238,33 Máx 98,86 3,71 34590,00 25130,00 10315,00


Tabla 5.20: Determinación de la humedad, materia seca, sólidos totales, volátiles y fijos en el efluente del Digestor de 2ª Fase

Evolución de la Humedad y Materia Seca en el Efluente 2Be

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

Humedad(e)% Mat.Seca(e)%

Gráfico 5.16: Evolución de la humedad y materia seca en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª Fase




0,005000,00

10000,0015000,0020000,0025000,0030000,0035000,0040000,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

ST(e) (mg/L) Sv(e) (mg/L) SF(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 5.17: Evolución de la ST, SV y SF en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª Fase



f) Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del digestor de la 2ª fase (2B).

Fecha %MO (e) %MI (e) 05/06/2005 47,60 52,40 07/06/2005 44,21 55,79 08/06/2005 44,95 55,05 09/06/2005 54,52 45,48 10/05/2005 51,44 48,56 11/06/2005 43,24 56,76 12/06/2005 49,47 50,53 13/06/2005 42,99 57,01 14/06/2005 36,82 63,18 15/06/2005 42,73 57,27 16/06/2005 40,41 59,59 17/06/2005 36,38 63,62 18/06/2005 38,68 61,32 20/06/2005 37,26 62,74 21/06/2005 38,64 61,36 22/06/2005 33,79 66,21 23/06/2005 33,33 66,67 25/06/2005 32,37 67,63 26/06/2005 29,77 70,23 27/06/2005 49,60 50,40 28/06/2007 47,14 52,86 29/07/2005 34,44 65,56 30/07/2005 33,42 66,58 01/07/2005 31,27 68,73 02/07/2005 29,71 70,29 03/07/2005 32,80 67,20 04/07/2005 33,30 66,70 05/07/2005 40,90 59,10 06/07/2005 31,52 68,48 07/07/2005 42,12 57,88 08/07/2005 43,85 56,15 09/07/2005 41,55 58,45 10/07/2005 47,58 52,42 11/07/2005 42,83 57,17 12/07/2005 41,66 58,07 13/07/2005 41,93 58,07 14/07/2005 47,46 52,54 15/07/2005 46,01 53,99 16/07/2005 46,10 53,90 18/07/2005 49,69 50,31 19/07/2005 42,24 49,14 20/07/2005 41,52 58,48 22/07/2005 38,46 61,54

Mín 29,71 45,48 Máx 54,52 70,29


Fecha %MO (e) %MI (e) Tabla 5.21: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el efluente del Digestor de la 2ª fase



Evolución de MO y MI en el Efluente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

7/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

%MO %MI

Porcentaje (%)

Gráfico 5.18: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el efluente (2Be) del digestor anaerobio de 2ª fase



g) Eliminación de sólidos volátiles en el digestor de la 2ª fase (2B)

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/Día SV elimin.R(i–e)

KgSV (R+i–e) Acum.

03/06/2005 9216,67 9216,67 07/06/2005 8491,66 7308,33 0,001 0,010 08/06/2005 10746,67 9341,67 0,001 0,012 09/06/2005 18300,00 9341,67 0,009 0,021 10/06/2005 21343,33 12158,33 0,009 0,030 11/06/2005 25356,33 12426,67 0,013 0,043 12/06/2005 24359,33 14080,00 0,010 0,053 13/06/2005 25820,00 13065,00 0,013 0,066 14/06/2005 19350,00 12480,00 0,007 0,073 15/06/2005 18683,33 13525,00 0,005 0,078 16/06/2005 24553,33 13131,67 0,011 0,089 17/06/2005 26586,67 14620,00 0,012 0,101 18/06/2005 27653,33 16236,67 0,011 0,112 19/06/2005 36236,67 16263,33 0,020 0,133 20/06/2005 26500,00 17385,00 0,009 0,142 21/06/2005 31403,33 15663,33 0,016 0,158 22/06/2005 28973,33 17563,33 0,011 0,169 23/06/2005 38140,00 18430,00 0,020 0,189 25/06/2005 21530,00 20046,67 0,001 0,190 26/06/2005 21733,33 19466,67 0,002 0,192 27/06/2005 23990,00 21973,33 0,002 0,194 28/06/2005 28640,00 20413,33 0,008 0,202 29/06/2005 27413,33 20633,33 0,007 0,209 30/06/2005 32966,67 21616,67 0,011 0,221 01/07/2005 31616,67 22096,67 0,010 0,230 02/07/2005 24030,00 21190,00 0,003 0,233 03/07/2005 30496,67 21270,00 0,009 0,242 04/07/2005 29500,00 19743,33 0,010 0,252 05/07/2005 35300,00 22670,00 0,013 0,264 06/07/2005 32670,00 21683,33 0,011 0,275 07/07/2005 34553,33 25130,00 0,009 0,285 08/07/2005 25130,00 19343,33 0,006 0,291 09/07/2005 27653,33 22620,00 0,005 0,296 10/07/2005 22620,00 17210,00 0,005 0,307 11/07/2005 27210,00 22013,33 0,005 0,307



Continuación

Fecha SVi (mg/L) SVe (mg/L) Kg/l/Día SV elimin. R(i–e)

KgSV (R+i–e) Acum.

12/07/2005 22013,33 20160,00 0,002 0,309 13/07/2005 33256,67 24086,67 0,009 0,318 14/07/2005 24876,67 17266,67 0,008 0,325 15/07/2005 18936,67 18500,00 0,0004 0,326 16/07/2005 19833,33 18376,67 0,001 0,327 18/07/2005 23013,33 18570,00 0,004 0,332 19/07/2005 28570,00 18750,00 0,010 0,341 20/07/2005 28850,00 19016,67 0,010 0,351

Mín 8491,66 7308,33 0,0004 0,010 Máx 38140,00 25130,00 0,020 0,351

Promedio 25824,03 17754,85 0,008 0,20 Desv. Std. 6652,45 4353,73 0,106 0,11

Tabla: 5.22: Valores acumulados y elimindos de sólidos volátiles del digestor de 2ª fase



h) Producción del biogás en el digestor de 2ª fase mesofílica (2B)

Fecha Producción de Biogas (l)

% CH4 % CO2

09/06/2005 4,12 59,2 40,8 10/06/2005 3,97 59,8 40,2 11/06/2005 5,41 64,3 35,7 13/06/2005 5,91 59,6 40,4 14/06/2005 6,97 67,2 32,8 15/06/2005 8,31 62,5 37,5 16/06/2005 7,14 68,5 31,5 17/06/2005 5,38 70,2 29,8 18/06/2005 5,96 67,5 32,5 20/06/2005 4,35 69,6 30,4 21/06/2005 8,58 72,4 27,6 22/06/2005 8,7 71,5 28,5 23/06/2005 9,53 73,6 26,4 25/06/2005 8,85 72,4 27,6 26/06/2005 6,91 70,7 29,3 27/06/2005 6,69 59,5 40,5 28/06/2005 8,42 66,5 33,5 29/06/2005 7,97 65 35 30/06/2006 7,77 70,3 29,7 01/07/2005 8,02 71,3 29,1 02/07/2005 7,72 70,9 29,1 03/07/2005 7,61 69,9 30,1 04/07/2005 6,99 70,1 29,9 05/07/2005 6,17 69,9 30,1 06/07/2005 8,67 69,6 30,4 07/07/2005 8,52 71,3 28,7 08/07/2005 7,79 69,9 30,1 09/07/2005 6,28 62,4 37,6 10/07/2005 4,78 64,6 35,4 11/07/2005 4,1 66,5 33,5 12/07/2005 4,8 69,5 30,5 13/07/2005 4,06 69,8 30,2 14/07/2005 5,25 70,2 29,8 15/07/2005 6,45 69,6 30,4 16/07/2005 6,41 68,9 31,1 17/07/2005 4,2 66,5 33,5 18/07/2005 4,46 70,5 29,5 19/07/2005 6,85 68,6 31,4 20/07/2005 3,2 69,2 30,8 22/07/2005 2,55 66,8 33,2

Total 255,82 – – Mín 2,55 59,2 26,4 Máx 9,53 73,6 40,8

Promedio 6,40 67,91 32,10 Desv Std. 1,80 3,80 3,80

Tabla 5.23: Producción del biogás en el Digestor de 2ª Fase



5.4. DIGESTIÓN AEROBIA 5.4.1. INFLUENCIA DE LA INSUFLACIÓN DEL AIRE INSUFLADO a) Digestor 1

Tiempo (Min) T (ºC) Actividad 0 42 tm 5 42 tm 10 42 tm 15 42 tm 20 42 tm 25 42 tm 30 42 aireación 35 38 aireación 40 34 aireación 45 37 aireación 50 40 aireación 55 40 aireación 60 41 aireación. 65 41 tm 70 41 tm 75 41 tm 85 42 tm 90 42 tm 95 42 tm

100 42 tm 105 42 tm 110 42 tm 115 42 tm 120 42 tm 125 42 aireación 130 37 aireación 135 35 aireación 140 39 aireación 145 40 aireación 150 41 aireación 155 41 aireación 160 41 tm 170 41 tm 175 42 tm 180 42 tm Mín 34 Máx 42

Promedio 40,69 Desv. Std. 2,08

Tabla 5.24: Determinación del cambio de la temperatura en el digestor aerobio 1



b) Digestor 6

Tiempo (Min) T (ºC) Actividad 0 40 tm 5 40 tm

10 40 tm 15 40 tm 20 40 tm 25 40 tm 30 40 aireación 35 38 aireación 40 36 aireación 45 37 aireación 50 39 aireación 55 40 aireación 60 40 aireación. 65 40 tm 70 40 tm 75 40 tm 85 40 tm 90 40 tm 95 40 tm 100 40 tm 105 40 tm 110 40 tm 115 40 tm 120 40 tm 125 40 aireación 130 37 aireación 135 35 aireación 140 37 aireación 145 39 aireación 150 40 aireación 155 40 aireación 160 40 tm 170 40 tm 175 40 tm 180 40 tm Mín 35 Máx 40





c) Digestor 9

Tiempo (Min) T (ºC) Actividad 0 54 tm 5 54 tm






d) Digestor 16

Tiempo (Min)

T (ºC) Actividad

0 52 tm 5 52 tm



Tabla 5,27: Determinación del cambio de la temperatura en el digestor aerobio 16



e) Digestor 17

Tiempo (Min)

T (ºC) Actividad

0 58 tm 5 58 tm






5.4.2. GRUPO I I. Digestor aerobio 1 a) Determinación de la temperatura

Fecha T. Compostaje

(ºC)

T. Ambiente

(ºC) 07/07/2005 26 31 10/07/2005 37 32 12/07/2005 51 30 14/07/2005 55 30 16/07/2005 53 30 18/07/2005 48 31 20/07/2005 40 31 22/07/2005 47 30 24/07/2005 46 30 26/07/2005 38 30 28/07/2005 40 31 30/07/2005 37 31 01/08/2005 34 29 03/08/2005 30 29 05/08/2005 30 28 08/08/2005 31 31 10/08/2005 33 30 12/08/2005 32 29 14/08/2005 33 29 16/08/2005 30 29 18/08/2005 30 29 20/08/2005 27 28 23/08/2005 26 28 25/08/2005 27 28 28/08/2005 27 27 01/09/2005 26 28

Mín 26 27 Máx 55 32

Prom 35,92 29,58 Desv, Std. 9,01 1,27

Tabla 5.29: Determinación de la temperatura en el digestor aerobio 1



b) Determinación de la humedad y de materia seca

Fecha Humedad %

Materia Seca (%)

07/07/2005 61,85 38,15 10/07/2005 48,65 51,35 14/07/2005 45,18 54,82 17/07/2005 54,12 45,88 21/07/2005 34,83 65,17 24/07/2005 45,54 45,54 28/07/2005 31,91 68,09 31/07/2005 51,54 48,46 04/08/2005 44,43 55,57 07/08/2005 38,55 61,45 11/08/2005 56,93 43,07 14/08/2005 50,42 49,58 18/08/2005 42,71 57,29 21/08/2005 32,45 67,45 25/08/2005 27,41 72,59 28/08/2005 25,21 74,79 01/09/2005 22,15 77,85

Min 22,15 38,15 Max 61,85 77,85

Media 41,99 57,48 Desv Std. 11,58 11,94

Tabla 5.30: Determinación de la humedad y materia seca en el digestor aerobio1



c) Determinación de la materia orgánica e inorgánica

Fecha %MO %MI 07/07/2005 83,19 16,81 14/07/2005 84,56 15,44 21/07/2005 82,85 17,15 28/07/2005 70,38 29,62 04/08/2005 65,55 34,45 11/08/2005 62,66 37,34 18/08/2005 55,94 44,06 25/08/2005 50,51 49,49 01/09/2005 49,31 50,69

Min 49,31 15,44 Max 84,56 50,69

Promedio 65,43 31,05 Desv. St. 13,97 13,97

Tabla 5.31: Determinación de la materia orgánica e Inorgánica en el digestor aerobio 1 d) Composición del compost

Parámetros Valores Nitrógeno kjeldahl (%) 1,5

Relación C/N 19,9 Fósforo Total (%P2O5) 0,9

Calcio (%) 13,8 Magnesio (%) 1,2

Materia Orgánica (%) 49,31 pH 7,9

Ácidos Húmicos (%) 3,4 Tabla 5.32: Composición del compost en el digestor aerobio 1



II. Digestor aerobio 2 a) Determinación de la temperatura

Fecha T. Compostaje

(ºC)

T. Ambiente

(ºC) 07/07/2005 26 31 10/07/2005 41 32 12/07/2005 39 30 14/07/2005 46 30 16/07/2005 51 30 18/07/2005 49 31 20/07/2005 45 31 22/07/2005 46 30 24/07/2005 43 30 26/07/2005 39 30 28/07/2005 41 31 30/07/2005 43 31 01/08/2005 39 29 03/08/2005 39 29 05/08/2005 37 28 08/08/2005 35 31 10/08/2005 36 30 12/08/2005 30 29 14/08/2005 30 29 16/08/2005 31 29 18/08/2005 29 29 20/08/2005 31 28 23/08/2005 28 28 25/08/2005 27 28 28/08/2005 26 27 01/09/2005 26 28

Mín 26 27 Máx 51 32

Promedio 36,65 29,58 Desv. St. 7,66 1,27





Fecha Humedad % Materia Seca (%)

07/07/2005 60,17 39,83 10/07/2005 53,13 46,87 14/07/2005 41,73 58,27 17/07/2005 51,02 48,98 21/07/2005 30,63 69,37 24/07/2005 41,72 58,28 28/07/2005 56,89 43,11 31/07/2005 41,32 58,68 04/08/2005 32,96 67,04 07/08/2005 49,45 50,55 11/08/2005 33,87 66,13 14/08/2005 41,15 58,85 18/08/2005 34,51 65,49 21/08/2005 39,81 60,19 25/08/2005 29,94 70,06 28/08/2005 25,81 74,19 01/09/2005 22,11 77,89

Mín 25,81 39,83 Máx 60,17 77,89

Promedio 40,64 59,55 Desv. St. 10,93 10,93

Tabla 5.34: Determinación de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 2 c) Determinación de la materia orgánica e inorgánica

Fecha %MO %MI 07/07/2005 76,29 23,71 14/07/2005 81,07 18,93 21/07/2005 75,61 24,39 28/07/2005 70,49 29,51 04/08/2005 68,28 31,72 11/08/2005 63,98 36,02 18/08/2005 52,20 47,80 25/08/2005 50,12 49,88 01/09/2005 49,78 50,22

Mín 49,78 18,93 Máx 81,07 50,22


Tabla 5.35: Determinación de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 2



d) Composición del compost

Parámetros Valores Nitrógeno kjeldahl (%) 1,5 Relación C/N 19,7 Fósforo Total (%P2O5) 1,1 Calcio (%) 14,1 Magnesio (%) 1,3 Materia Orgánica (%) 49,78 pH 7,8 Ácidos Húmicos (%) 2,9

Tabla 3.36: Composición del compost en el digestor aerobio 2



III. Digestor aerobio 3 a) Determinación de la temperatura

Fecha T. Compostaje (ºC) T. Ambiente (ºC) 09/07/2005 28 30 11/07/2005 39 30 13/07/2005 44 30 15/07/2005 46 31 17/07/2005 48 31 19/07/2005 50 30 21/07/2005 51 30 23/07/2005 47 30 25/07/2005 48 31 27/07/2005 45 31 29/07/2005 44 29 31/07/2005 41 29 02/08/2005 40 28 04/08/2005 38 31 06/08/2005 40 30 08/08/2005 39 29 10/08/2005 35 29 12/08/2005 34 29 14/08/2005 32 29 16/08/2005 29 28 18/08/2005 31 28 20/08/2005 29 28 22/08/2005 28 27 25/08/2005 28 28 28/08/2005 27 28 31/08/2005 27 28 04/09/2005 27 27

Mín 27 27 Máx 51 31






Fecha Humedad %

Materia Seca (%)

09/07/2005 60,63% 39,37% 12/07/2005 54,87% 45,13% 16/07/2005 32,83% 67,17% 19/07/2005 57,98% 42,02% 23/07/2005 45,29% 54,71% 26/07/2005 54,87% 45,13% 29/07/2005 39,95% 60,05% 31/07/2005 46,41% 53,59% 03/08/2005 39,48% 60,48% 07/08/2005 35,22% 64,78% 10/08/2005 50,12% 49,12% 14/08/2005 45,22% 54,78% 17/08/2005 38,45% 61,55% 21/08/2005 40,13% 59,87% 24/08/2005 35,58% 64,58% 28/08/2005 27,63% 72,37% 31/08/2005 24,25% 75,75% 04/09/2005 22,78% 77,22%

Mín 22,78% 39,37% Máx 60,63% 77,22%

Promedio 41,76% 58,20% Desv. Std. 11,19 11,23


Fecha %MO %MI 09/07/2005 75,72 24,28 16/07/2005 77,12 22,88 23/08/2005 77,75 22,25 31/07/2005 67,70 32,30 07/08/2005 63,75 36,25 14/08/2005 55,31 44,69 21/08/2005 53,11 46,89 28/08/2005 49,92 50,08 04/01/1900 49,85 50,15

Mín 49,85 22,25 Máx 77,75 50,15


Tabla 5.39: Evolución de la materia orgánica en el digestor aerobio 3




Parámetros Valores Nitrógeno Kjeldahl (%) 1,4



Materia orgánica (%) 49,85 pH 7,8

Ácidos Húmicos (%) 3,1




IV. Digestor 4 a) Determinación de la temperatura

Fecha T. Compostaje (ºC). T. Ambiente (ºC) 09/07/2005 28 30 11/07/2005 43 30 13/07/2005 44 30 15/07/2005 45 31 17/07/2005 43 31 19/07/2005 49 30 21/07/2005 47 30 23/07/2005 48 30 25/07/2005 49 31 27/07/2005 44 31 29/07/2005 44 29 31/07/2005 39 29 02/08/2005 40 28 04/08/2005 42 31 06/08/2005 39 30 08/08/2005 38 29 10/08/2005 37 29 12/08/2005 39 29 14/08/2005 36 29 16/08/2005 31 28 18/08/2005 31 28 20/08/2005 29 28 22/08/2005 32 27 25/08/2005 31 28 28/08/2005 27 28 31/08/2005 27 28 04/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 49 31

Promedio 38,09 29,22 Desv. St. 7,34 1,25





Fecha Humedad %

Materia Seca (%)

09/07/2005 58,81 41,19 12/07/2005 49,54 50,46 16/07/2005 31,08 68,92 19/07/2005 59,21 40,79 23/07/2005 42,57 57,43 26/07/2005 51,24 48,76 29/07/2005 43,79 56,21 31/07/2005 41,88 58,12 03/08/2005 35,74 64,26 07/08/2005 58,85 41,15 10/08/2005 48,27 51,73 14/08/2005 57,83 42,17 17/08/2005 55,02 44,98 21/08/2005 37,41 62,59 24/08/2005 48,14 51,86 28/08/2005 38,59 61,41 31/08/2005 26,94 73,06 04/09/2005 22,45 77,55

Mín 22,45 40,79 Máx 59,21 77,55



Fecha MO% MI% 09/07/2005 74,94 25,06 16/07/2005 75,48 24,52 23/08/2005 79,27 20,73 31/07/2005 69,58 30,42 07/08/2005 61,06 38,94 14/08/2005 55,10 44,90 21/08/2005 54,32 45,68 28/08/2005 50,97 49,03 04/09/2005 48,27 51,73

Mín 48,27 20,73 Máx 79,27 51,73


Tabla 5.43: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 4







Materia Orgánica 48,27 pH 7,9

Ácidos húmicos 3,0 Tabla 5.44: Composición del compost en el digestor aerobio 4



5.4.3. GRUPO II I. Digestor 5 a) Determinación de la temperatura


Mín 27 27 MáX 49 31

Promedio 37,70 29,11 Dest. St. 7,31 1,31





Fecha Humedad %

Materia Seca (%)

11/07/2005 60,62 39,38 14/07/2005 54,02 45,98 18/07/2005 35,23 64,77 21/07/2005 45,36 54,64 25/07/2005 36,11 63,89 28/07/2005 51,21 48,79 01/08/2005 55,92 44,08 04/08/2005 45,26 54,74 08/08/2005 41,23 58,77 11/08/2005 39,84 60,16 15/08/2005 45,40 54,60 18/08/2005 51,42 48,58 22/08/2005 46,45 53,55 25/08/2005 49,32 50,68 29/08/2005 32,83 67,17 01/09/2005 29,71 70,29 05/09/2005 23,01 76,99

Mín 23,01 39,38 Máx 60,62 76,99

Promedio 43,70 56,30 Desv.Std. 9,99 9,99


Fecha MO% MI% 11/07/2005 82,82 17,18 18/07/2005 70,70 29,30 25/07/2005 68,47 31,53 01/08/2005 64,90 35,10 08/08/2005 57,07 42,93 15/08/2005 52,63 47,37 22/08/2005 51,26 48,74 29/08/2005 50,65 49,35 05/09/2005 48,74 51,26 Mín 48,74 17,18 Máx 82,82 51,26 Promedio 60,80 39,20 Desv. Std. 11,61 11,61





Parámetros Valores Nitrógeno kjeldahl (%) 1,3 Relación C/N 21,6 Fósforo Total (%P2O5) 1,4 Calcio (%) 13,5 Magnesio (%) 1,4 Materia Orgánica (%) 48,74 pH 7,7 Ácidos Húmicos (%) 3,4




II. Digestor aerobio 6 a) Determinación de la temperatura


Mín 26 27 Máx 54 31






Fecha Humedad % Materia Seca (%) 11/07/2005 61,69 35,07 14/07/2005 52,41 47,59 18/07/2005 31,19 68,81 21/07/2005 50,24 49,76 25/07/2005 31,59 68,41 28/07/2005 48,65 51,35 01/08/2005 31,67 68,33 04/08/2005 53,65 46,35 08/08/2005 30,72 69,28 11/08/2005 54,53 45,47 15/08/2005 53,52 46,48 18/08/2005 44,38 55,62 22/08/2005 53,24 46,76 25/08/2005 43,58 56,42 29/08/2005 40,09 59,91 01/09/2005 32,02 67,98 05/09/2005 20,10 79,90

Mín 20,10 35,07 Máx 61,69 79,90



Fecha MO (%) MI (%) 11/07/2005 82,67 17,33 18/07/2005 82,19 17,81 25/07/2005 71,31 28,69 01/08/2005 67,09 32,91 08/08/2005 62,70 37,3 15/08/2005 61,54 38,46 22/08/2005 55,82 44,18 29/08/2005 51,34 48,66 05/09/2005 49,95 50,05

Mín 49,95 17,33 Máx 82,67 50,05





III. Digestor aerobio 7 a) Determinación de la temperatura

Fecha T. Compostaje (ºC)

T. Ambiente (ºC)

13/07/2005 27 30 15/07/2005 35 31 17/07/2005 52 31 19/07/2005 53 30 21/07/2005 49 30 23/07/2005 46 30 25/07/2005 45 31 27/07/2005 42 31 29/07/2005 39 29 31/07/2005 38 29 02/08/2005 38 28 04/08/2005 39 31 06/08/2005 39 30 08/08/2005 40 29 10/08/2005 39 29 12/08/2005 39 29 14/08/2005 40 29 16/08/2005 40 28 18/08/2005 39 28 20/08/2005 38 28 22/08/2005 39 27 24/08/2005 37 28 26/08/2005 32 28 28/08/2005 29 28 31/08/2005 27 28 03/09/2005 26 27 07/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 53 31

Promedio 38,26 29,04 Desv. St. 7,19 1,32





Fecha Humedad(%) Materia Seca (%)

13/07/2005 61,63 38,37 16/07/2005 51,25 48,75 20/07/2005 58,46 41,54 23/07/2005 43,51 56,49 27/07/2005 59,38 40,62 30/07/2005 51,78 48,22 03/08/2005 48,96 51,04 06/08/2005 42,69 57,31 10/08/2005 52,27 47,73 13/08/2005 48,45 51,55 17/08/2005 51,57 48,43 20/08/2005 47,51 52,49 24/08/2005 37,33 62,67 27/08/2005 41,24 58,76 31/08/2005 43,25 56,75 03/09/2005 30,12 69,88 07/09/2005 21,78 78,22

Mín 21,78 38,37 Máx 61,63 78,22


Tabla 5,54: Determinación de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 7 c) Determinación de la materia orgánica e inorgánica

Fecha MO (%) MI (%) 13/07/2005 83,68 16,32 20/07/2005 79,10 20,90 27/07/2005 78,79 21,21 03/08/2005 74,93 25,07 10/08/2005 64,78 35,22 17/08/2005 54,32 45,68 24/08/2005 50,51 49,49 31/08/2005 49,97 50,03 07/09/2005 49,72 50,28

Mín 49,72 16,32 Máx 83,68 50,28





d) Composición del Compost








IV. Digestor aerobio 8 a) Determinación de la Temperatura

Fecha

T. Compostaje

(ºC) T. Ambiente

(ºC) 13/07/2005 27 30 15/07/2005 37 31 17/07/2005 45 31 19/07/2005 50 30 21/07/2005 49 30 23/07/2005 48 30 25/07/2005 44 31 27/07/2005 45 31 29/07/2005 39 29 31/07/2005 36 29 02/08/2005 36 28 04/08/2005 39 31 06/08/2005 35 30 08/08/2005 38 29 10/08/2005 37 29 12/08/2005 39 29 14/08/2005 33 29 16/08/2005 36 28 18/08/2005 35 28 20/08/2005 35 28 22/08/2005 31 27 24/08/2005 33 28 26/08/2005 31 28 28/08/2005 29 28 31/08/2005 27 28 03/09/2005 26 27 07/09/2005 25 27

Mín 25 27 Máx 50 31






Fecha Humedad (%) Mat. Seca (%) 13/07/2005 59,29 40,71 16/07/2005 45,48 54,52 20/07/2005 57,62 42,38 23/07/2005 51,05 48,95 27/07/2005 55,88 44,12 30/07/2005 42,87 57,13 03/08/2005 39,39 60,61 06/08/2005 55,13 44,87 10/08/2005 49,38 50,62 13/08/2005 40,54 59,46 17/08/2005 55,93 44,07 20/08/2005 46,28 53,72 24/08/2005 42,15 57,85 27/08/2005 39,48 60,52 31/08/2005 42,09 57,91 03/09/2005 31,08 68,92 07/09/2005 20,22 79,78

Mín 20,22 40,71 Máx 59,29 79,78



Fecha MO (%) MI (%) 13/07/2005 85,90 14,10 20/07/2005 81,31 18,69 27/07/2005 78,58 21,42 03/08/2005 66,55 33,45 10/08/2005 62,75 37,25 17/08/2005 57,53 42,47 24/08/2005 52,00 48,00 31/08/2005 51,91 48,09 07/09/2005 48,03 51,97 Mín 48,03 14,10 Máx 85,90 51,97 Promedio 64,95 35,05 Desv. Std. 14,05 14,05




5.4.4. GRUPO III I. Digestor aerobio 9 a) Determinación de temperatura

Fecha T. Compostaje (ºC) T. Ambiente (ºC) 16/07/2005 28 30 18/07/2005 35 31 20/07/2005 47 31 22/07/2005 55 30 24/07/2005 58 30 26/07/2005 54 30 28/07/2005 54 31 30/07/2005 51 31 01/08/2005 41 29 03/08/2005 42 29 05/08/2005 40 28 07/08/2005 37 31 09/08/2005 39 30 11/08/2005 37 29 13/08/2005 38 29 15/08/2005 39 29 17/08/2005 39 29 19/08/2005 37 28 21/08/2005 36 28 23/08/2005 37 28 25/08/2005 34 27 27/08/2005 34 28 29/08/2005 35 30 31/08/2005 31 29 02/09/2005 29 29 05/09/2005 27 28 08/09/2005 26 27 11/09/2005 26 28

Mín 26 27 Máx 58 31





b) Determinación de humedad y materia seca

Fecha Humedad %

Mat. Seca (%)

16/07/2005 61,49 38,51 19/07/2005 48,31 51,69 23/07/2005 40,71 59,29 26/07/2005 58,14 41,86 30/07/2005 46,92 53,08 02/08/2005 39,78 60,22 06/08/2005 51,42 48,58 09/08/2005 51,25 48,75 13/08/2005 39,84 60,16 16/08/2005 42,81 57,19 20/08/2005 54,16 45,84 23/08/2005 47,36 52,64 27/08/2005 36,49 63,51 30/08/2005 42,36 57,64 04/09/2005 35,67 64,33 07/09/2005 31,81 68,19 11/09/2005 22,35 77,65

Mín 22,35 38,51 Máx 61,49 77,65


Tabla 5.62: Determinación de la Humedad y de Materia Seca en el digestor aerobio 9 c) Determinación de materia orgánica e inorgánica

Fecha MO (%) MI (%) 16/07/2005 82,66 17,34 23/07/2005 83,19 16,81 30/07/2005 75,60 24,40 06/08/2005 65,41 34,59 13/08/2005 60,36 39,64 20/08/2005 58,56 41,44 27/08/2005 53,63 46,37 04/09/2005 52,57 47,43 11/09/2005 51,73 48,27

Mín 51,73 16,81 Máx 83,19 48,27





II. Digestor aerobio 10 a) Determinación de temperatura

Fecha T. Compostaje (ºC) T. Ambiente (ºC) 16/07/2005 28 30 18/07/2005 39 31 20/07/2005 47 31 22/07/2005 51 30 24/07/2005 55 30 26/07/2005 58 30 28/07/2005 57 31 30/07/2005 55 31 01/08/2005 51 29 03/08/2005 48 29 05/08/2005 42 28 07/08/2005 40 31 09/08/2005 39 30 11/08/2005 40 29 13/08/2005 37 29 15/08/2005 39 29 17/08/2005 37 29 19/08/2005 34 28 21/08/2005 37 28 23/08/2005 35 28 25/08/2005 33 27 27/08/2005 35 28 29/08/2005 33 30 31/08/2005 32 29 02/09/2005 27 29 05/09/2005 27 28 08/09/2005 26 27 11/09/2005 26 28

Mín 26 27 Máx 58 31







Mín 20,05 39,79 Máx 60,21 79,95


Tabla 5.66: Determinación de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 10 c) Determinación de materia orgánica e inorgánica

Fecha MO (%) MI (%) 16/07/2005 82,16 17,84 23/07/2005 74,48 25,52 30/07/2005 62,99 37,01 06/08/2005 61,45 38,55 13/08/2005 58,44 41,56 20/08/2005 55,74 44,26 27/08/2005 53,32 46,68 04/09/2005 53,02 46,98 11/09/2005 51,42 48,58

Mín 51,42 17,84 Máx 82,16 48,58

Promedio 61,45 38,55 Desv Std. 10,49 10,49




III. Digestor aerobio 11 a) Determinación de temperatura


T. Ambiente (ºC)

18/07/2005 27 31 20/07/2005 40 31 22/07/2005 45 30 24/07/2005 47 30 26/07/2005 55 30 28/07/2005 52 31 30/07/2005 46 31 01/08/2005 41 29 03/08/2005 39 29 05/08/2005 40 28 07/08/2005 38 31 09/08/2005 39 30 11/08/2005 35 29 13/08/2005 37 29 15/08/2005 36 29 17/08/2005 36 29 19/08/2005 35 28 21/08/2005 37 28 23/08/2005 35 28 25/08/2005 33 27 27/08/2005 34 28 29/08/2005 34 30 31/08/2005 34 29 02/09/2005 33 29 04/09/2005 29 28 07/09/2005 27 27 09/09/2005 26 28 12/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 55 31






Fecha Humedad %

Mat. Seca (%)

18/07/2005 60,52 39,48 21/07/2005 46,54 53,46 25/07/2005 45,02 54,98 28/07/2005 51,24 48,76 01/08/2005 42,82 57,18 04/08/2005 39,48 60,52 08/08/2005 47,85 52,15 11/08/2005 52,26 47,74 15/08/2005 57,08 42,92 18/08/2005 41,87 58,13 22/08/2005 40,86 59,14 25/08/2005 38,15 61,85 29/08/2005 57,01 42,99 01/09/2005 44,89 55,11 05/09/2005 42,81 57,19 08/09/2005 31,05 68,95 12/09/2005 20,31 79,69

Mín 20,31 39,48 Máx 60,52 79,69



Fecha MO% MI% 18/07/2005 80,92 19,08 25/07/2005 75,68 24,32 01/08/2005 72,14 27,86 08/08/2005 66,26 33,74 15/08/2005 63,38 35,81 22/08/2005 58,93 41,83 29/08/2005 55,00 47,06 05/09/2005 53,08 49,13 12/09/2005 51,27 50,93

Mín 51,27 19,08 Máx 80,92 50,93

Promedio 64,07 36,64 Dest. Std. 10,50 11,41




IV. Digestor aerobio 12 a) Evolución de la temperatura

Fecha T. Compostaje

(ºC) T. Ambiente

(ºC) 18/07/2005 28 31 20/07/2005 39 31 22/07/2005 46 30 24/07/2005 47 30 26/07/2005 54 30 28/07/2005 57 31 30/07/2005 53 31 01/08/2005 52 29 03/08/2005 49 29 05/08/2005 42 28 07/08/2005 42 31 09/08/2005 39 30 11/08/2005 40 29 13/08/2005 38 29 15/08/2005 36 29 17/08/2005 37 29 19/08/2005 37 28 21/08/2005 36 28 23/08/2005 35 28 25/08/2005 34 27 27/08/2005 33 28 29/08/2005 32 30 31/08/2005 33 29 02/09/2005 31 29 04/09/2005 28 28 07/09/2005 27 27 09/09/2005 26 28 12/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 57 31






Fecha Humedad %

Mat. Seca %

18/07/2005 60,18 39,82 21/07/2005 40,41 59,59 25/07/2005 48,75 51,25 28/07/2005 39,87 60,13 01/08/2005 47,70 52,30 04/08/2005 54,81 45,16 08/08/2005 49,79 50,21 11/08/2005 38,65 61,35 15/08/2005 59,33 40,67 18/08/2005 47,52 52,48 22/08/2005 40,86 59,14 25/08/2005 33,59 66,41 29/08/2005 57,39 42,61 01/09/2005 42,36 57,64 05/09/2005 35,51 64,49 08/09/2005 30,22 69,78 12/09/2005 22,05 77,95

Mín 22,05 39,82 Máx 60,18 77,95



Fecha MO% MI% 18/07/2005 83,70 16,30 25/07/2005 75,22 24,78 01/08/2005 70,67 29,33 08/08/2005 72,82 27,18 15/08/2005 67,37 32,63 22/08/2005 60,36 39,64 29/08/2005 57,47 42,53 05/09/2005 54,69 45,31 12/09/2005 52,34 47,66

Mín 52,34 16,30 Máx 83,70 47,66







Relación C/N 22.0 Fósforo Total (%P2O5) 1,9






5.4.5. GRUPO IV I. Digestor aerobio 13 a) Determinación de temperatura


T. Ambiente (ºC)

20/07/2005 28 31 22/07/2005 40 30 24/07/2005 43 30 26/07/2005 44 30 28/07/2005 50 31 30/07/2005 51 31 01/08/2005 53 29 03/08/2005 49 29 05/08/2005 45 28 07/08/2005 46 31 09/08/2005 39 30 11/08/2005 37 29 13/08/2005 39 29 15/08/2005 38 29 17/08/2005 38 29 19/08/2005 39 28 21/08/2005 35 28 23/08/2005 36 28 25/08/2005 36 27 27/08/2005 37 28 29/08/2005 38 30 31/08/2005 35 29 02/09/2005 34 29 05/09/2005 31 28 08/09/2005 29 27 10/09/2005 27 28 12/09/2005 27 27 14/09/2005 27 28

Mín 27 27 Máx 53 31






Fecha Humedad %

Materia Sólida (%)

20/07/2005 60,69 39,31 23/07/2005 55,63 44,37 27/07/2005 33,53 66,47 30/07/2005 42,26 57,74 03/08/2005 46,11 53,89 06/08/2005 39,57 60,43 10/08/2005 53,44 46,56 13/08/2005 41,89 58,11 17/08/2005 59,49 40,51 20/08/2005 38,54 61,46 24/08/2005 49,67 50,33 27/08/2005 42,07 57,93 31/08/2005 32,14 67,86 03/09/2005 48,54 51,46 07/09/2005 35,66 64,34 10/09/2005 30,03 69,97 14/09/2005 20,39 79,61

Mín 20,39 39,31 Máx 60,69 79,61



Fecha MO% MI% 20/07/2005 84,05 15,96 27/07/2005 77,36 22,64 03/08/2005 72,65 27,35 10/08/2005 70,85 29,35 17/08/2005 64,00 36,00 24/08/2005 56,75 43,25 31/08/2005 51,02 48,98 07/09/2005 49,50 50,50 14/09/2005 49,20 50,80

Mín 49,20 15,96 Máx 84,05 50,80

Promedio 63,93 36,09 Desv.Std. 13,00 12,99






Relación C/N 24,1 Fósforo Total (%P2O5) 2.0






II. Digestor aerobio14 a) Determinación de temperatura


T. Ambiente (ºC)

20/07/2005 28 31 22/07/2005 35 30 24/07/2005 44 30 26/07/2005 49 30 28/07/2005 58 31 30/07/2005 53 31 01/08/2005 47 29 03/08/2005 44 29 05/08/2005 44 28 07/08/2005 41 31 09/08/2005 40 30 11/08/2005 42 29 13/08/2005 39 29 15/08/2005 37 29 17/08/2005 36 29 19/08/2005 37 28 21/08/2005 37 28 23/08/2005 36 28 25/08/2005 37 27 27/08/2005 35 28 29/08/2005 34 30 31/08/2005 35 29 02/09/2005 31 29 05/09/2005 29 28 08/09/2005 27 27 10/09/2005 27 28 12/09/2005 26 27 14/09/2005 26 28

Mín 26 27 Máx 58 31







Mín 19,95 38,28 Máx 61,72 80,05


Tabla 5.82: Determinación de la humedad y materia seca en el digestor aerobio14 c) Determinación de materia orgánica e inorgánica

Fecha MO% MI% 20/07/2005 84,05 15,96 27/07/2005 78,37 21,63 03/08/2005 75,99 24,01 10/08/2005 72,04 27,96 17/08/2005 64,59 35,41 24/08/2005 59,61 40,39 31/08/2005 54,80 45,20 07/09/2005 52,55 48,12 14/09/2005 49,91 50,82

Mín 49,91 15,96 Máx 84,05 50,82


Tabla 5.83: Determinación de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio14



5.4.6. GRUPO V I. Digestor aerobio 15 a) Determinación de la temperatura


T. Ambiente (ºC)

22/07/2005 30 30 24/07/2005 35 30 26/07/2005 48 30 28/07/2005 51 31 30/07/2005 54 31 01/08/2005 51 29 03/08/2005 49 29 05/08/2005 47 28 07/08/2005 48 31 09/08/2005 45 30 11/08/2005 42 29 13/08/2005 39 29 15/08/2005 37 29 17/08/2005 38 29 19/08/2005 38 28 21/08/2005 36 28 23/08/2005 35 28 25/08/2005 34 27 27/08/2005 35 28 29/08/2005 33 30 31/08/2005 34 29 02/09/2005 33 29 04/09/2005 32 27 06/09/2005 31 27 09/09/2005 27 29 12/09/2005 27 27 14/09/2005 26 28 16/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 54 31






Fecha

Humedad %

Materia Seca %

22/07/2005 62,36 37,64 25/07/2005 55,27 44,73 29/07/2005 52,99 47,01 01/08/2005 42,25 57,75 05/08/2005 56,29 43,71 08/08/2005 41,98 58,02 12/08/2005 54,25 45,75 15/08/2005 39,88 60,12 19/08/2005 52,99 47,01 22/08/2005 42,46 57,54 26/08/2005 50,96 49,04 29/08/2005 46,39 53,61 02/09/2005 40,98 59,02 05/09/2005 44,31 55,69 09/09/2005 34,29 65,71 12/09/2005 28,65 71,35 16/09/2005 24,05 75,95

Mín 24,05 37,64 Máx 62,36 75,95



Fecha MO% MI% 22/07/2005 82,46 17,54 29/07/2005 73,47 26,53 05/08/2005 76,08 23,92 12/08/2005 70,12 29,88 19/08/2005 64,03 35,97 26/08/2005 58,81 41,19 02/09/2005 52,90 47,10 09/09/2005 49,57 50,43 16/09/2005 45,37 54,63 Mín 45,37 17,54 Máx 82,46 54,63 Promedio 63,65 36,35 Dest. Std. 12,84 12,84




II. Digestor aerobio 16 a) Determinación de temperatura


T. Ambiente (ºC)

22/07/2005 28 30 24/07/2005 34 30 26/07/2005 36 30 28/07/2005 44 31 30/07/2005 49 31 01/08/2005 54 29 03/08/2005 51 29 05/08/2005 49 28 07/08/2005 50 31 09/08/2005 49 30 11/08/2005 48 29 13/08/2005 46 29 15/08/2005 44 29 17/08/2005 41 29 19/08/2005 42 28 21/08/2005 43 28 23/08/2005 42 28 25/08/2005 40 27 27/08/2005 38 28 29/08/2005 39 30 31/08/2005 35 29 02/09/2005 32 29 04/09/2005 31 27 06/09/2005 29 27 09/09/2005 28 29 12/09/2005 27 27 14/09/2005 26 28 16/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 54 31






Fecha Humedad %

Materia Seca (%)

22/07/2005 59,13 40,87 25/07/2005 50,58 49,42 29/07/2005 59,59 40,41 01/08/2005 51,22 48,78 05/08/2005 41,77 58,23 08/08/2005 38,99 61,01 12/08/2005 56,81 43,19 15/08/2005 46,54 53,46 19/08/2005 50,73 49,27 22/08/2005 47,59 52,41 26/08/2005 44,99 55,01 29/08/2005 55,47 44,53 02/09/2005 44,65 55,35 05/09/2005 41,42 58,58 09/09/2005 36,51 63,49 12/09/2005 30,04 69,96 16/09/2005 21,58 78,42

Mín 21,58 40,41 Máx 59,59 78,42



Fecha MO% MI% 22/07/2005 83,68 16,32 29/07/2005 74,89 25,11 05/08/2005 78,27 21,73 12/08/2005 71,53 28,47 19/08/2005 63,33 36,67 26/08/2005 58,60 41,40 02/09/2005 52,85 47,15 09/09/2005 50,29 49,71 16/09/2005 47,60 52,40 Mín 47,60 16,32 Máx 83,68 52,40 Promedio 64,56 35,44 Desv. Std. 13,11 13,11




III. Digestor aerobio 17 a) Determinación de temperatura


T. Ambiente (ºC)

22/07/2005 26 30 24/07/2005 37 30 26/07/2005 51 30 28/07/2005 59 31 30/07/2005 61 31 01/08/2005 58 29 03/08/2005 59 29 05/08/2005 52 28 07/08/2005 52 31 09/08/2005 49 30 11/08/2005 47 29 13/08/2005 43 29 15/08/2005 43 29 17/08/2005 46 29 19/08/2005 40 28 21/08/2005 42 28 23/08/2005 40 28 25/08/2005 41 27 27/08/2005 40 28 29/08/2005 39 30 31/08/2005 40 29 02/09/2005 38 29 04/09/2005 32 27 06/09/2005 31 27 09/09/2005 29 29 12/09/2005 27 27 14/09/2005 26 28 16/09/2005 26 27

Mín 26 27 Máx 61 31






Fecha Humedad (%)

Materia Seca (%)

22/07/2005 60,15 39,85 25/07/2005 49,58 50,42 29/07/2005 58,89 41,11 01/08/2005 54,58 45,42 05/08/2005 50,15 49,85 08/08/2005 46,08 53,92 12/08/2005 49,55 50,45 15/08/2005 38,91 61,09 19/08/2005 56,44 43,56 22/08/2005 46,29 53,71 26/08/2005 54,51 45,49 29/08/2005 51,09 48,91 02/09/2005 47,25 52,75 05/09/2005 50,52 49,48 09/09/2005 41,25 58,75 12/09/2005 33,29 66,71 16/09/2005 23,57 76,43

Mín 23,57 39,85 Máx 60,15 76,43



Fecha MO% MI% 22/07/2005 82,01 17,99 29/07/2005 76,53 23,47 05/08/2005 82,00 18,00 12/08/2005 72,24 27,76 19/08/2005 66,40 33,60 26/08/2005 64,85 35,15 02/09/2005 59,75 40,25 09/09/2005 55,68 44,32 16/09/2005 54,68 46,67

Mín 54,68 17,99 Máx 82,01 46,67



CAPÍTULO 6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS


DISCUSIÓN DE RESULTADOS —250—

Una vez finalizado el estudio y a la vista de los resultados obtenidos, se comprueban que algunas de los interrogantes iniciales han obtenido respuestas, otros merecerán ser tratados en estudios posteriores y, finalmente han surgido otras posibilidades que suscitan a su vez preguntas que suponen abordar otros planteamientos. Como toda investigación de la tesis, se trata de un proyecto con vida propia, lo que significa que a partir de ella, aparecen nuevas expectativas de futuras investigaciones. La conversión biológica de la fracción orgánica de los RSU en condiciones anaerobias se produce en tres pasos: El primer paso en el proceso implica la transformación de la fracción orgánica biodegradable, de compuestos de masas moleculares más altas a compuestos aptos para usar como fuente de energía y tejido celular mediada por enzimas (fase de hidrólisis). El segundo paso, implica la conversión bacteriana de los compuestos resultantes del primer paso a compuestos intermedios identificables de masa molecular más baja. El tercer paso ocurre la conversión bacteriana de los compuestos intermedios a productos finales más sencillos, fundamentalmente el metano y el dióxido de carbono. De acuerdo con lo anterior se ha establecido iniciar las la investigación experimental, considerando que para el buen andamiento del proceso se debía orientarse siempre por el control de los parámetros que influyen en el proceso de digestión anaerobia. En este caso se ha considerado que la temperatura, el pH, la acidez volátil, y la alcalinidad total, como parámetros que han a conducido y orientado el proceso de control de la digestión. Como el proceso final de la digestión anaerobia conlleva a la producción del biogás, este hecho ha pasado también como un parámetro orientativo para proceso de digestión anaerobia de sólidos en baja concentración, en rango mesofílico en la que se mezclan la fracción orgánica de los RSU y los fangos de depuradora.


DISCUSIÓN DE RESULTADOS — 251—

6.1. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE ETAPA ÚNICA MESOFÍLICA a) La Temperatura y el pH La evolución de la temperatura a lo largo del proceso de digestión ha alcanzado un máximo de 38ºC, un mínimo de 28ºC y un promedio 34,27 ºC. Orientándose con los criterio normales de digestión anaerobia en rango mesofílico (14– 35ºC), se considera que la digestión se ha procesado con normalidad. El Gráfico 6.1, muestra el decurso de la evolución de la temperatura y del pH del digestor de etapa única. La evolución del pH a lo largo del proceso de la digestión ha estado en su mayor parte de tiempo en rangos óptimos de fase metánica. Después de la 1ª alimentación y de las subsiguientes, se registraba una subida de pH hasta un 8,02; su descenso ha comenzado cuando se ha incrementado la alimentación con una cantidad de 0,350 Kg de foRSU. Progresivamente bajaba los valores de pH, pero siempre manteniéndose en los rangos normales de metanización, a medida que se alimentaba. El primero descenso del pH hasta 6,25 ha ocurrido después de haberse alimentado por segunda vez el digestor con 0,350 Kg de foRSU. Un segundo descenso de pH hasta 6,42 ha ocurrido a los 14 días del de alimentación del digestor con foRSU. Este descenso ha sido provocado probablemente por el incremento de la carga en la alimentación del día anterior junto con la fracción remaneciente en el digestor. Para provocar la subida del pH se ha optado por alimentarlo con fango metánico y a continuación se ha alimentado ligeramente el digestor con la foRSU. Un segundo descenso ha ocurrido cuando el digestor ha sido alimentado por 0,400 Kg de foRSU seguida por una alimentación de 0,250 Kg de foRSU habiendo alcanzado hasta un pH=6,34 (rango no muy tolerable para los microorganismos en la fase metánica). El período siguiente con un tiempo de residencia de 5 días se ha podido verificar que la evolución del pH estaba en los rangos óptimos de metanización, su bajada para nivel inferior de pH, alcanzaba hasta 6,82, el cual es tolerable para la fase metánica de en rangos. Para el tiempo de retención de 28 días, el pH ha sufrido una tendencia de descenso a medida que si alimentaba, este ha llegado a alcanzar hasta 6,42. Para el tiempo de retención de 35 días se ha observado una estabilidad del pH en el sistema en un rango normales de metanización excepto una vez que había alcanzado hasta 6,47.



Gráfico 6.1: Evolución de la temperatura y pH en el digestor anaerobio de Etapa Única b) Acidez volátil y alcalinidad total Se observa que la cantidad de foRSU en la alimentación ha influenciado de manera directa en el comportamiento de la generación de la acidez y de su acumulación en el fango durante el proceso de digestión y consecuentemente ha determinado el pH. Al inicio del proceso de alimentación con la fracción orgánica de residuos se han verificado valores menores de acidez volátil y de la alcalinidad total. A medida que se iba alimentando el digestor, se incrementaba tanto la acidez como la alcalinidad. Los valores de la alcalinidad han sido casi superiores con respecto a los de acidez total hasta este proceso se quebró. En el gráfico 6.2 se demuestra ligera estabilidad en la curva de la alcalinidad, siempre con tendencia creciente. La acidez ha demostrado ser muy inestable. Se ha observado en la alcalinidad un mínimo de 3040 mg/L de alcalinidad y 432 mg/L de acidez volátil, un máximo de 6200 mg/L de alcalinidad y 6528 mg/ de acidez volátil. Se ha registrado un promedio de 4405,40 mg/L de alcalinidad total y 3718,15 mg/L de acidez volátil. La relación AV/Alcalinidad ha estado entre 0,13 y 1,52, con un promedio de 0,82. Se puede certificar que en los días en que se ha notado el descenso de la alcalinidad total corresponde con los días en que se había incrementado la acidez volátil y por consiguiente había descendido el pH por debajo de 6,5, excepto el día 41 día, en el que la alcalinidad fue superior que la acidez, pero el pH estaba por debajo de normal (6,47). Es probable que pueda ser un fallo de medición.

Evolución de la Temperatura y pH

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

Fecha

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

T (ºc) pH

T(ºC) pH



Evolución de AV, Alc y de la Relación AV/Alc

0,001000,002000,003000,004000,005000,006000,007000,00

02/0

6/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

1/19

00

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

0,000,200,400,600,801,001,201,401,60

Alc. (mg/L) AVG (mg/L) AVG/Alc

AVG ; Alc(mg/L)

Rel AVG/Alc

Gráfico 6.2: Evolución de la acidez volátil, alcalinidad y la relación AV/Acalinidad en el digestor anaerobio de etapa única – 1A c) Evolución de humedad y materia seca La humedad en el influente a lo largo del proceso ha alcanzado un mínimo de 93,30%, un máximo de 97,65% y un promedio de 96,23%, mientras que la materia seca en el influente ha alcanzado un mínimo de 2,35%, un máximo de 6,70% y un promedio de 3,77%. En el efluente se ha registrado un mínimo de 95,01%, un máximo de 98,20 y una media de 96,74% de humedad, mientras que la materia seca ha sido de un 1,80% mínimo, 4,99% máximo y una media de 3,26%. Orientándose por el gráfico 6.3 se puede destacar que el porcentaje de la humedad en el efluente fue siempre superior excepto el día 10º día. En el día 31ºdía se ha notado un descenso del porcentaje de la humedad en el influente. Estos hechos son justificados por la cantidad de alimento que se habían suministrado al digestor en los correspondientes días. Se verifica que a lo largo del proceso de digestión se destaca el elevado contenido de materia seca en el influente salvo el 8º, 30º y 43º día en que la materia seca del efluente ha sido superior , gráfico 6.4. Se destaca el día 31º día en el que se pude alcanzar un 6,70% de materia seca. Esto se debe a que en este día se había alimentado con una elevada cantidad de foRSU y fangos metánicos bastante densos.



Evolución de la Humedad en el Influente y Efluente

88,00%

90,00%

92,00%

94,00%

96,00%

98,00%

100,00%

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

Humedad(i) % Humedad (e)%

Porcentaje (%)

Gráfico 6.3: Evolución de la humedad en el influente y efluente en el digestoranaerobio de etapa única

Evolución de la Materia Seca en el Influente y Efluente

0,00%1,00%2,00%3,00%4,00%5,00%6,00%7,00%8,00%

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

Mat. Seca(i)% Mat.Seca(e) %

Porcentaje (%)

Gráfico 6.4: Evolución de la materia seca en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única. d) Evolución de sólidos en el digestor En lo que se refiere a los sólidos totales, se ha registrado un mínimo de 22286,70 mg/L en el influente, 18496,70 mg/L en el efluente, un máximo de 60373,30 mg/L en el influente, 47633,30 mg/L en el efluente, un promedio de 36764,01 mg/L en el influente y 30813,54mg/L en el efluente. El gráfico 6.5 demuestra que los sólidos totales en el influente han estado en mayor concentración con respeto a los sólidos totales en el efluente salvo el día 27º día



en el que también la materia seca en el influente era inferior que la del efluente. El día 31º día se había incrementado el valor de sólidos totales del influente motivado por el aumento de la cantidad de foRSU y fango suministrado al digestor.

Evolución de Sólidos Totales en el Influente y Efluente

0,0010000,0020000,0030000,0040000,0050000,0060000,0070000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

ST(i) (mg/L) ST(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gáfico 6.5: Evolución de los sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única. Los sólidos volátiles a lo largo de todo período de digestión han manifestado de la siguiente forma: en el influente se ha registrado un mínimo de 16853,90 mg/L, un máximo de 53616,70 mg/L y un promedio de 28866,51 mg/L, mientras que en el efluente se ha registrado un mínimo de 13096,70 mg/L, un máximo de 37873,30 mg/L y un promedio de 21903,63 mg/L. De acuerdo con el gráfico 6.6, durante el período del decurso del proceso de la digestión se ha verificado que los sólidos volátiles en el influente representaban valores superiores con respeto a los sólidos volátiles en el efluente en todas las mediciones, demostrando así el buen funcionamiento del sistema en la eliminación de los volátiles. Esta tendencia ha sido acentuada en los períodos que van desde el 7º hasta 15º día, del 19º al 22º día, de 30º hasta 37º y desde 46º día hasta el final del proceso de digestión. En lo que se refiere a la eliminación de sólidos volátiles en el digestor, el gráfico 6.7 muestra las curvas que relacionan los sólidos volátiles del influente y del efluente con respeto a los sólidos volátiles eliminados, los cuales siguen la tendencia de la evolución de los sólidos volátiles del influente, mostrando deste modo que su eliminación esta dependiente de cierto modo de la concentración del influente. El gráfico 6.8 muestra los sólidos volátiles acumulados en la eliminación. Hasta los 20 días de retención se eliminaba para un maximo de 0,014 kg/L/día y se acumulaba en el digestor 0,125 Kg/L. A los 25 días de retención se observa un máximo de eliminación de sólidos volátiles de 0,012 Kg/L/día y una acumulación en el digestor de 0,148 Kg/L. A los 30 días de retención se eliminaba para un



máximo de 0,030 Kg/L/día y una acumulación de 0,202 Kg/L de sólidos volátiles en el digestor. A los 35 días de retención se ha constatado una eliminación máxima e 0,014 Kg/L/dia y una acumulación de 0,248 Kg/L de sólidos volátiles en el digestor. El proceso de digestión global culmina con una eliminación de sólidos volátiles en un máximo de 0,030 Kg/L/día, un mínimo de 0,001 Kg/L/día y un promedio de 0,007 Kg/L/día. Con relación a la acumulación de los sólidos volátiles en el digestor, este ha alcanzado una acumulación de un mínimo de 0,003 Kg/Lun, máximo de 0,250 Kg/L y un promedio de 0,142 Kg Kg/L.

Evolución de Sólidos Volátiles en el Influente y Efluente

0,00

10000,00

20000,00

30000,00

40000,00

50000,00

60000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

SV(i) (mg/L) SV(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 6.6: Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única.



SV(i), SV(e) y SV eliminados por día en el Reactor

0,00

10000,00

20000,00

30000,00

40000,00

50000,00

60000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

Fecha

SVi (mg/L) SVe (mg/L) SV elimin/Día.

mg/L SV

Gráfico 6.7: Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados (R+i–e) en el digestor anaerobio de etapa única.

Kg SV acumulados en el Reactor (R+i-e)

0,000

0,050

0,100

0,150

0,200

0,250

0,300

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

Fecha

Kg SV (R+i-e)Acum

Kg/L/Día SV

Gráfico 6.8. Kg/L/día de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaerobio de etapa única



La aportación en sólidos fijos se a procesado de la siguiente manera: Se ha registrado un mínimo de 2046,70 mg/L un máximo de 12283,30 mg/L y un promedio de 7897,50 mg/L en el influente. En el efluente se ha registrado un mínimo de 3856,70 mg/L un máximo de 11380,00 mg/L y un promedio de 8909,91 mg/L Haciendo una lectura del gráfico 6.8, se nota una diferencia enorme del comportamiento de los componentes de residuos en materia sólida fija del influente y efluente. La curva del influente se representa con grandes fluctuaciones con varios picos y una baja concentración. La curva del efluente se presenta con una tendencia de estabilidad. La calidad y la cantidad de la foRSU en la alimentación puede ser la causa fundamental del comportamiento de las curvas. Al añadir una determinada cantidad de foRSU a un fango en digestión se crea nueva concentración, y cuanto mayor sea diferencias en las cantidades de fracciones de cada porción de alimentación, son notorias las diferencias de concentraciones resultantes, este es el caso de del comportamiento de la curva del influente.

Evolución de los Sólidos Fijos en el Influente y Efluente

0,002000,004000,006000,008000,00

10000,0012000,0014000,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

Fecha

SF(i) (mg/L) SF(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 6.9: Evolución de los sólidos fijos en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única. e) Evolución de materia orgánica e inorgánica en digestor En lo que se refiere a la materia orgánica en el digestor, los análisis han demostrado que se han registrado en el influente un mínimo de 46,45%, un máximo de 78,05% y un promedio de 67,11%. En el efluente se ha registrado un valor mínimo de 21,46%, un máximo de 63,46% y un promedio de 42,90%. El gráfico 6.9 demostra que durante el proceso de digestión, la materia orgánica en el influente ha sido elevada en comparación con la del efluente. La diferencia es bastante notoria desde el 8º día hasta 15 día, teniendo su descenso al 47º día y tornando esta a incrementarse de nuevo. La curva del efluente ha presentado muchas fluctuaciones, unas con tendencia de ascensos y otras con descensos.



Evolución de la Materia Orgánica en el Influente y Efluente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%MO(i) %MOe

Valor (%)

Gráfico 6.10: Evolución de materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única. En el digestor se puede apreciar, a partir de los datos analíticos, que la materia inorgánica en el influente se ha representado con mínimo de 21,95%, un máximo de 53,55% y un promedio de 33,32%, mientras que en el efluente se ha registrado en un mínimo de 36,54%, un máximo de 78,54% y un promedio de 56,58%. La materia inorgánica en el influente ha sido de concentración inferior con respeto a su concentración en el efluente. Son notorias también las fluctuaciones que la curva del efluente presenta en relación con el influente.

Evolución de la Materia Inorgánica en el Influente y Efluente

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

29/0

5/20

05

03/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%MI(i) %MI e

Valores (%)

Gráfico 6.11: Evolución de materia inorgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de etapa única.



f) Producción de biogás Se ha registrado una aportación de un total de 180,90 litros de biogás. Los registros efectuados de producción de biogás presentan un mminimo de 2,14 litros un máximo de 7,52 litros y un promedio de 4,41 litros. El biogás ha presentado una pureza metano de un mínimo de 51,1%, un máximo de 71,2% y un promedio de 62,92%. El dioxido de carbono ha sido presente en un mínimo de 28,5%, un máximo de 48,5% y un promedio de 36,81%. De las 41 mediciones realizadas, 22 presentaron valores inferiores de 65% en el contenido de metano. La producción del biogás ha sido elevada principalmente a los 19, 22, 28, 29, 30, 36, 37, 38, 49, 50 y 61 días de digestión en los cuales se destaca también un gran porcentaje de metano. Para este ensayo, no se puede establecer una relación directa entre la cantidad de foRSU suministrada al digestor en el día anterior con la producción de biogás del día siguiente, ya que la carga elevada de foRSU suministrada al digestor ha influido muchas veces para la acidificación del fango haciendo bajar el pH y consecuentemente esto ha provocado una baja producción del biogás. Es probable que la gran cantidad de producción de biogás se ha debido a la combinación de varios factores: biodegradabilidad del foRSU, favorable temperatura y pH, aumento de los microorganismos metánicos en el digestor y existencia de nutrientes. Los gráficos 6.12 y 6.13, discriben la evolución de la producción del biogás y la relación entre los componente, metano y dioxido de carbono,repectivamente, evidenciando que el contenido de metano ha sido siempre mayor.

Producción Total del Biogas

0123456789

10

04/0

6/20

05

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

17/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

Producción del Biogas

Volumen (L)

Gráfico 6.12: Producción de biogás en el digestor anaerobio de etapa única.



Características del Biogas

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,0004

/06/

2005

06/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

0503

/07/

2005

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

17/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%CH4 %CO2

Valor en %

Gráfico 6.13: Composición del biogás en el digestor anaerobio de etapa única.

La tabla 6.1 da un resumen de los resultados de los parámetros determinados en la digestión anaerobia de etapa única.

Parámetros Mínimo Máximo Promedio Humedad (i) % 93,30 97,65 96,23 Humedad (e)% 95,01 98,20 96,74 Mat. Seca (i) % 2,35 6,70 3,77 Mat. Seca (e) % 1,80 4,99 3,26

ST(i) mg/L 22286,70 60373,30 36764,01 ST(e) mg/L 18496,70 47633,30 30813,54 SV (i) mg/L 16853,90 53616,70 28866,51 SV (e) mg/L 13096,70 37873,30 21903,63 SF (i) mg/L 2046,70 12283,30 7897,50 SF (e) mg/L 3856,70 11380,00 8909,91

MO (i) % 46,45 78,05 67,11 MO (e) % 21,46 63,46 42,90 MI (i) % 21,95 53,55 33,32 MI (e) % 36,54 78,54 56,58

Tabla 6.1: Resultados de la digestión anaerobia de etapa única.



6.2. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE PRIMERA FASE MESOFÍLICA a) Temperatura y pH Alimentando con foRSU al digestor que contenía fangos previamente digeridos se ha observado que poco a poco cambian las condiciones iniciales como la temperatura, el pH, la acidez volátil y la alcalinidad. A lo largo del proceso de digestión se ha verificado que la temperatura crecía a medida que se iba alimentando. Este crecimiento tuvo su límite a los 38ºC. Se ha registrado una temperatura mínima de 24ºC, una máxima de 38ºC y una temperatura promedia de 33,91ºC, lo que conlleva a afirmar que la digestión se ha procesado en rango mesofílico. Al principio el pH era elevado, a medida que se alimentaba el digestor, decrecía, llegando a alcanzar un mínimo de 3,40, máximo de 6,62 y con un promedio de 4,19. El gráfico 6.14 representa la evolución de la temperatura y del pH a lo largo del proceso de digestión anaerobia de la 1ª fase ácida.

Evolución de la Temperatura y pH

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,0045,00

30/0

5/20

05

04/0

5/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

06

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

0,001,002,003,004,005,006,007,008,00

T (ºC) pH

T(ºC) pH

Gráfico 6.14: Evolución de temperatura y pH en el digestor anaerobio de 1ª fase. b) Acidez volátil y alcalinidad total Tratándose de un reactor con fangos iniciales acídicos, a medida que se alimentaba con la mezcla de fango y foRSU en una cantidad de carga elevada, se ha dado la consecuencia del incremento de la acidez sobre la alcalinidad. Se pude verificar que entre el 9º y 22º día de digestión la acidez se había incrementado, habiendo bajado ligeramente en el 28º y 29º día. Desde 30º día hasta el final del ensayo se ha aumentado de nuevo la acidez volátil.



La alcalinidad se ha mantenido en muy bajo nivel de concentración. Los niveles de concentración de la acidez volátil ha sido como mínimo de 764 mg/L, un máximo de 28038,20 mg/L y un promedio de 17909,62 mg/L. La alcalinidad ha alcanzado con un mínimo de 500 mg/L, un máximo de 5100,0 mg/L y un promedio de 1836,24 mg/L. La relación AV/Alcalinidad ha sido con un mínimo de 0,80, máximo de 32,69 y un promedio de 12,19, por lo que se considera bastante alto. Pero tratándose de un digestor generador de ácido,y con una alimentación contínua como a la que se ha hecho, estos resultados pueden ser característicos para este tipo de digestores ácidos. De acuerdo con el gráfico 6.15, tanto la acidez así como la relación AV/Alc. ha presentado curvas inestables mientras que la curva de alcalinidad se ha presentado con una relativa estabilidad en varios puntos. La alcalinidad se presenta con valores relativamente elevados, desde el 6º hasta 15º día y más tarde desde 36º hasta el ultimo día del proceso.

Evolución de la Acidez Volátil, Alcalinidad y la Rel AcV/Alc.

0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

30000,00

30/0

5/20

0502

/06/

2005

04/0

6/20

0507

/06/

2005

09/0

6/20

05

11/0

6/20

0513

/06/

2005

15/0

6/20

05

17/0

6/20

0519

/06/

2005

21/0

6/20

0523

/06/

2005

26/0

5/20

05

28/0

6/20

0530

/06/

2005

02/0

7/20

0504

/07/

2005

06/0

7/20

05

08/0

7/20

0510

/07/

2005

12/0

7/20

05

14/0

7/20

0516

/07/

2005

19/0

7/20

0522

/07/

2005

Fecha

0

5

10

15

20

25

30

Alc. (mg/L) Ac V. (mg/L) Rel Ac.V/Alc

Ac.V y Alc. (mg/L) Rel AcV/Alc.

Gráfico 6.15: Evolución de acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alc en el digestor anaerobio de 1ª fase. c) Evolución de humedad y materia seca Los resultados analíticos de la concentración de la materia en el digestor han demostrado que en el influente se ha obtenido un mínimo de 86,48%, un máximo de 95,90% y un promedio de 88,81% y en el efluente ha resultado un mínimo de 88,45%, un máximo de 96,73% y un promedio de 91,29%.



En la materia seca se ha registrado en el influente un mínimo de 4,10%, un máximo de 13,52% y un promedio de 11,19%, mientras que en el efluente se ha podido obtener un mínimo de 3,27%, un máximo de 11,55% y un promedio de 8,71% desta forma se ha podido conservar o mantener el limite de concentración de materia seca en menor que 15%, según lo que se había planificado. A lo largo de todo el proceso de digestión como se ilustra en los gráficos 6.16 y 6.17 se ha notado que el porcentaje de la humedad en el influente ha sido inferior con relación al efluente exceptuando el 35º día; situación contraria se ha encontrado en la concentración de la materia seca donde la curva de influente siempre se ha presentado con la mayor concentración con respeto a la curva del efluente salvo el mismo 35º día. Este hecho puede ser atribuido con un error en la determinación, principalmente a la hora de la toma de la muestra que probablemente no estuviera bastante homogenizada.

La Evolución de la Humedad en el Influente y Efluente

75,00%

80,00%

85,00%90,00%

95,00%

100,00%

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

Humedad(i) % Humedad(e) %

Porcentaje (%)

Gráfico 6.16: Evolución de la humedad en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase.




0,00%2,00%4,00%6,00%8,00%

10,00%12,00%14,00%16,00%18,00%20,00%

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

Mat.Seca (i) % Mat.Seca (e)%

Porcentaje (%)

Gráfico 6.17: Evolución de materia seca en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase. d) Evolución de los sólidos en el digestor Atendiendo a la evolución de los sólidos totales en el digestor, se ha apurado en el influente un mínimo de 38803,33 mg/L, un máximo de 149025,64 mg/L y un promedio de 115502,58 mg/L, mientras que en el efluente se ha registrado un mínimo de 38803,33 mg/L, un máximo de 124125,00 mg/L y un promedio de 96964,87mg/L. Al principio del proceso se ha alimentado con gran cantidad de foRSU y posteriormente con una reducida cantidad para mantener los niveles de concentración de sólidos hasta 15%. Este hecho ha reflejado en los resultados de la evolución de los sólidos en el digestor. Entretanto se puede verificar a través del gráfico 6.18, que la concentración de los sólidos totales en el influente ha sido superior en todos los días. La existencia de puntos máximos y mínimos en las curvas de influente y efluentes pueden estar relacionados por la diferencia en la cantidad y calidad de la fracción orgánica suministrada al digestor día a tras día, así como por la diferencia de la cantidad de fango retirado de este digestor en cada día para alimentar el digestor de la 2ª Fase.



Evolución de los Sólidos Totales en el Influente y Efluente

0,0020000,0040000,0060000,0080000,00

100000,00120000,00140000,00160000,00180000,00

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

ST(i) (mg/L) ST(e) (mg/L)

Valores (mg/L)

Gráfico 6.18: Evolución de sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase. En lo que respeta a la evolución de los sólidos volátiles, se ha observado la misma tendencia donde a medida que se alimentaba el digestor se aumentaba el nivel de la concentración de los sólidos volátiles gaseosos en el influente. La tendencia ascensional se ha registrado hasta la mitad de todo proceso de digestión, habiendo comenzado su moderado descenso a partir del 30º día y veniendo a crecer de nuevo al 37º día seguida de descrecimos hasta el último día. Se ha registrado en el influente, un mínimo de 29993,33 mg/L, un máximo de 130267,83 mg/L y un promedio de 98221,67 mg/L mientras que en el efluente se ha aportado un mínimo de 29993,33 mg/L, un máximo de 112751,67 mg/L y un promedio de 85159,85mg/L.

El gráfico 6.21 ilustra la evolución en la acumulación de sólidos volátiles eliminados en el digestor de 1ª fase. En 5 días de retención se ha eliminado un máximo de 0,024Kg/L/día de sólidos volátiles y con una acumulación en el digestor hasta 0,057 Kg/L de sólidos volátils. De forma general, en lo que se refiere a la eliminación de sólidos volátiles en el digestor, se ha verificado quedurante todo el proceso de digestión se elimina: un mínimo de 0,005 Kg//día, un máximo de 0,04 Kg/L/día y un promedio de 0,01 Kg/L/día. Su acumulación en el digestor ha dado un mínimo de 0,03 Kg/L, un máximo de 0,73 Kg/L y un promedio de 0,36 Kg/L de sólidos volátiles.



Evolución de los Sólidos Volátiles en el Influente y Efluente

10000,0030000,0050000,0070000,0090000,00

110000,00130000,00150000,00

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha


Valores (mg/L)

Gráfico 6.19: Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase.


0,00

20000,00

40000,00

60000,00

80000,00

100000,00

120000,00

140000,00

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha


mg/L SV

Gráfico 6.20: Evolución de sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados (R+i–e) en el digestor anaerobio de la 1ª fase.




00,050,1

0,150,2

0,250,3

0,350,4

0,450,5

0,550,6

0,650,7

0,7530

/05/

2005

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

Kg SV (R+i-e)Acum

Kg/L/Día SV

Gráfico 6.21. Kg/Ldía de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaerobio de 1ª fase. En la evolución de sólidos fijos se ha observado que, en el influente se ha aportado un mínimo de 1076,67 mg/L, un máximo de 29590,94 mg/L y un promedio de 6649,54 mg/L y en el efluente ha resultado un mínimo de 7971,67 mg/L, un promedio de 18363,33 mg/L y un máximo de 11562,01 mg/L. La curva del gráfico 6.22 que representa el influente, ha demostrado que, a lo largo del proceso de digestión, los sólidos fijos han sido superiores en su concentración y con mucha variación en cada día de su medición, mientras que en el efluente se ha dado una tendencia de poca variación, excepto el 11º, 14º, 22º y 39º día del proceso de digestión.



Evolución de los Sólidos fijos en el Influente y Efluente

500,005500,00

10500,0015500,0020500,0025500,0030500,0035500,00

30/0

5/20

05

04/0

6/20

05

07/0

6/20

05

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

13/0

6/20

05

15/0

6/20

05

17/0

6/20

05

19/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha


Gráfico 6.22: Evolución de los sólidos fijos en el influente y efluente en la digestión de 1ª Fase. e) Evolución de materia orgánica e inorgánica en el digestor En el gráfico 6.23, se puede analizar que la evolución de la materia orgánica en el influente ha sido siempre superior exceptuando el 7º día en el que el valor de la concentración de la materia orgánica ha sido superior en el efluente. Este hecho puede ser atribuido solamente a un error de medición principalmente a la hora de la recogida de la muestra para el análisis, ya que al alimentar un digestor ácido en régimen continuo con la fracción orgánica de elevado contenido de materia orgánica no se espera que el contenido de materia orgánica del influente sea inferior que al de efluente resultante al día. Siguiente. Las tendencias del proceso en este digestor demuestra que en el influente ha acorrido una gran variación de concentración de la materia orgánica entre 7º y 23º dias, siguiéndose a una estabilidad la cual ha venido a romperse desde el 40º día hasta el final del proceso, mientras que en el efluente se ha registrado una estabilidad en la concentración desde el inicio del proceso hasta día 16º día, esta estabilidad se recupera desde 38º día hasta el final del proceso con una moderada variación de concentración de materia orgánica. Se destaca que en el influente se ha registrado un mínimo de 47,65%, un máximo de 89,14% y un promedio de 79,08% de concentración de materia orgánica, mientras que en el efluente se ha registrado un mínimo de 62,68%, un máximo de 82,44% y un promedio de 71,84%.




0102030405060708090

10030

/05/

05

04/0

6/05

07/0

6/05

09/0

6/05

11/0

6/05

13/0

6/05

15/0

6/05

17/0

6/05

19/0

6/05

21/0

6/05

23/0

6/05

26/0

6/05

28/0

6/05

30/0

6/05

02/0

7/05

04/0

7/05

06/0

7/05

08/0

7/05

10/0

7/05

12/0

7/05

14/0

7/05

16/0

7/05

19/0

7/05

22/0

7/05

Fecha

%MO(i) %MOe

Valores (%)

Gráfico 6.23: Evolución de la materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase. En lo que se refiere a la concentración de la materia inorgánica se ha verificado que en el influente se ha obtenido un mínimo de 10,86%, un máximo de 52,35 % y un promedio de 20,95% . En el efluente ha sido encontrado un mínimo de 17,56%, un máximo de 52,32% y un promedio de 28,07%.

Orientándose por los resultados de este digestor, principalmente en el gráfico 6.24 se puede apreciar que en el influente se ha registrado una baja concentración de materia inorgánica y se presenta con diferentes concentraciones en los diferentes días del proceso. En el efluente, donde se registra mayor concentración de materia inorgánica, se ha verificado que esta estuvo estable al principio del proceso, y ha venido a presentarse con variadas niveles de concentraciones en el resto del proceso de la digestión.




0102030405060708090

10030

/05/

001

/06 /

0

03/0

6 /0

05/0

6 /0

07/0

6 /0

09/0

6 /0

11/0

6 /0

13/0

6 /0

15/0

6/0

17/0

6/0

19/0

6/0

21/0

6/0

23/0

6/0

25/0

6/0

27/0

6/0

29/0

6/0

01/0

7/0

0 3/0

7/0

0 5/0

7/0

0 7/0

7/0

0 9/0

7/0

1 1/0

7/0

1 3/0

7/0

1 5/0

7/0

1 7/0

7/0

1 9/0

7/0

21/0

7/0

Fecha

%MI(i) %MIe

Valores (%)

Gráfico 6.24: Evolución de materia inorgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 1ª fase.

La tabla 6.2 presenta un resumen de los resultados de las determinaciones de los parámetros evaluados en la digestión anaerobia de 1ª fase.



MO (i) % 47,65 89,14 79,08 MO (e) % 62,68 82,44 71,84 MI (i) % 10,86 52,35 20,95 MI (e) % 17,56 52,32 28,07

Tabla 6.2: Resultados en el digestor anaerobio de 1ª fase.



6.3. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE SEGUNDA FASE a) Temperatura y pH Alimentado al inicio con fangos digeridos en la fase metánica, este digestor ha sido alimentado posteriormente en régimen continuo por fangos ácidos procedentes del digestor anaerobio de la 1ª fase. Al principio la temperatura era de 25ºC a medida que se iba alimentando el digestor la temperatura subía. A lo largo de todo el proceso ha alcanzado una temperatura con un mínimo de 25ºC, un máximo de 41ºC y un promedio de 35,36ºC. La temperatura ha rondado en rango mesofílico sin sobresaltos alarmantes. El pH ha oscilado desde el principio del proceso en rangos normales de metanización salvo en algunas ocasiones en que su nivel bajaba hasta niveles de pH ácido. Se ha registrado un mínimo de 5,59, un máximo de 8,05 y un promedio de 7,23. Las acentuadas bajadas de pH se han registrado al 21º día con pH=6,23, al 36º día con un pH=6,38 y a los 40º, 41º y 42º días con pH igual a 5,59, 6,17 y 6,46 respectivamente. La acidez de este fango pude ser causada por varios factores, pero para este hecho se puede relacionar con la carga de alimentación ya que coincidentemente, en los días anteriores de estas ocurrencias, el digestor había recibido cargas elevadas de fango ácido en de la 1ª fase que al combinarse con el acidez remaneciente del fango en el digestor, se pude incrementar la acidez total del digestor. El gráfico 6.25 presenta la evolución de la temperatura y del pH, mostrando una tendencia de ascenso relativo en la temperatura hasta el 40º día del proceso seguida de un relativo descenso.

Evolución de la Temperatura y pH en el Efluente

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,0040,0045,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

5/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

T (ºc) pH

T (ºC) pH

Gráfico 6.25: Evolución de la temperatura y del pH en el digestor anaerobio de 2ª fase.



b) Acidez volátil y alcalinidad total Evaluando los parámetros de acidez volátil, la alcalinidad total y de su relación, en el gráfico 6.26, se puede apreciar lo siguiente: Al principio del la digestión (período de inercia) se ha notado bajos valores de acidez y alcalinidad. A medida en que progresivamente se iba alimentando el digestor con los fangos ácidos procedentes del digestor de la 1ª fase, se constataba un aumento de concentración de acidez así como de alcalinidad. Este ascenso de los parámetros ha llegado hasta un 6100 mg/L para la alcalinidad ultrapasando así el rango óptimo en la metanización al 25º día, este vino a decrecer, manteniéndose en los rangos óptimos de alcalinidad para la fase metánico. A partir del 33º día la alcalinidad ha subido ultrapasando los rangos óptimos del proceso metánico. La curva de la acidez ha tenido un comportamiento muy extremo cuanto al valores de rangos óptimos de la acidez en la fase metanica. Los valores de este han ultrapasado en algunas ocasiones los valores de la alcalinidad. Para contrariar el efecto de la acidez del fango se ha añadido en dichas ocasiones porciones de fangos metánicos procedentes de la depuradora o se dejaba de alimentar por un día, permitiendo así la recuperación de la alcalinidad asi como del pH. En consecuencia, de las diferencias de las concentraciones de acidez y alcalinidad en los diversos días han resultado relaciones elevadas de AV/Alcalinidad. La cantidad de fango ácido en la alimentación, así como el efecto de la acumulación de la acidez procedente de la parte de fango remaneciente en el digestor puede estar relacionado con la gran concentración de acidez volátil del licor en digestión. La poca velocidad de conversión de los ácidos en biogás ha contribuido bastante para que el licor del digestor estuviese con elevada concentración de ácidos que se han traducido en elevada concentración de acidez volátil. Es difícil predecir con exactitud la cantidad límite a que se debe suministrar el digestor para que este no sufra desequilibrio profundo entre la alcalinidad y la acidez. La acidez total ha influido bastante en el comportamiento del pH. El digestor ha podido tolerar una alimentación hasta 4 litro de fango por día mantenido un resultado óptimo en los primeros 23 días de digestión. Los restantes valores de alimentación por pequeñas que sean han influido en la concentración de la alcalinidad y de la acidez total. En este digestor se ha encontrado una alcalinidad total con un mínimo de 37400 mg/L, un máximo de 6800 mg/L y un promedio de 4990,45 mg/L., mientras que en la acidez volátil se ha apurado un mínimo de 624 mg/L, un máximo de 7008 mg/L y un promedio de 4536,55 mg/L. en la relación AV/Alcalinidad se ha encontrado con un mínimo de 0,16, un máximo de 133 un promedio de 0,90.



Evolución de la Ac. Volátil, Alcalinidad y Rel. Ac. V/Alc.

0,00

1000,00

2000,00

3000,00

4000,00

5000,00

6000,00

7000,00

8000,0005

/06/

2005

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

07

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

Alc. T (mg/L) Ac.V (mg/L ác. acético) Rel Ac.V/Alcl

Ac.V y Alc. (mg/L) Rel. Ac. V/Alc.

Gráfico 6.26: Evolución de la acidez volátil, alcalinidad y relación AV/Alcalinidad en el digestor anaerobio de 2ª Fase c) Evolución de humedad y materia seca En el influente del digestor se ha apurado un mínimo de 95,21%, un máximo de 98,67% y un promedio de 96,72%, mientras que en el efluente se ha verificado un mínimo de 96,29%, un máximo de 98,86% y un promedio de 97,33%. En el gráfico 6.27, se destaca que en el influente del digestor se aprecia un nivel inferior de humedad con respeto al efluente en todos los puntos o días de la digestión anaerobia. Con este resultado se puede verificar que la variación de la humedad en el influente ha sufrido varias veces cambios con diferencias bien destacables entre los valores de cada día, mientras que en el efluente se aprecia una tendencia no muy diferenciada entre los días. A lo que respeta a la materia seca, se puede destacar que a medida en que se alimentaba el digestor y pasaban los días se incrementaba la acumulación de la materia seca, por eso, la tendencia de este parámetro tanto en el influente como en el efluente ha sido de crecimiento contrariando la tendencia decreciente de la humedad. El decurso de los gráficos 6.27 y 6.28, se puede traducir por la variación de la carga del fango sometida al digestor, así como de la acumulación de fracción sólida en el fango del reactor en cada día, este efecto se aprecia más en el influente. Se destaca que en la materia seca del influente se ha encontrado con un mínimo de 1,33% un máximo de 4,79% y un promedio de 3,28%, mientras que en



el efluente se ha notado un mínimo de 1,14% un máximo de 3,71% y un promedio de 2,67%.

Evolución de la Humedad en el Influente y Efluente

93,00%94,00%95,00%96,00%97,00%98,00%99,00%

100,00%03

/06/

2005

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

Humedad(i)% Humedad(e)%

Porcentaje (%)

Gráfico 6.27: Evolución de la humedad en el influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª Fase


0,00%

1,00%

2,00%3,00%

4,00%

5,00%

6,00%

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

Mat.Seca (i) % Mat.Seca (e)%

Porcentaje (%)

Gráfico 6.28: Evolución de la materia seca influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª Fase. d) La evolución de los sólidos en el digestor En lo que se refiere a los sólidos totales en el influente se puede destacar que durante el período de la digestión se ha obtenido un mínimo de 12308,33 mg/L un máximo de 46490,00 mg/L y un promedio de 34531,35 mg/L. En el



efluente ha resultado un mínimo de 11546,67 mg/L, un máximo de 34590,00 mg/L y un promedio de 25310,74 mg/L. Cabe destacar también que al principio de la digestión se ha incrementado la concentración de los sólidos totales en el influente hasta los 11 días de digestión, el cual ha venido a decrecer por poco tiempo. El proceso de crecimiento y decrecimiento ha continuado hasta el final, mientras que en el efluente se ha observado también un crecimiento en la concentración de sólidos totales, pero sin diferencias de niveles de concentración muy acentuadas entre los días hasta el 34º día de digestión. Al 42º día para delante se ha podido mantenerse el digestor con un nivel de concentración de sólidos totales en el efluente sin grandes fluctuaciones, gráfico 6.29.

Evolución de Sólidos Totales en el Influente y Efluente

0,00

10000,00

20000,00

30000,00

40000,00

50000,00

60000,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

St(i) (mg/L) ST(e) (mg/L)

Valores (mg/L

Gráfico 6.29: Evolución de los sólidos totales en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase. Los sólidos volátiles en el influente se presentan para todo proceso de digestión con un mínimo de 8491,66 mg/L un máximo de 38140,00 mg/ y un promedio de 25537,61 mg/L. En el efluente, se ha apurado un mínimo de 7308,33 mg/L, un máximo de 25130,00 mg/L y un promedio de 17583,33 mg/L. En la evolución de los sólidos volátiles en el influente, se destaca un predominio de diferencia de concentración a medida que iba ocurriendo la digestión. A los primeros 11 días de digestión se ha constatado un aumento de su concentración la cual vino a bajar al 13º día. En seguida se ha notado un aumento contínuo de concentración de los sólidos volátiles, habiéndose decaído profundamente al 25 y 26º día.El proceso de evolución de sólidos volátiles ha continuado, pero con presencia de diversas variaciones de de concentraciones destacándose un fuerte descenso a los 42 y 43º día del proceso.



En el efluente, se encara con una evolución paulatina en la concentración de los sólidos volátiles, notándose grandes diferencias en su concentraciones entre los 34 y 41º días del proceso de digestión que posteriormente continua con un ritmo de tendencia creciente, gráfico 6.30. A los 9 días de retención se había eliminado hasta máximo de 0,013 Kg/L/día y un acumulado en la eliminación de 0,089 Kg/L de sólidos volátiles. A los 12 días de retención se eliminaba en un máximo de 0,02 Kg/L/día y un acumulado en la eliminación de 0,133 Kg/L de sólidos volátiles. A los 18 días de retención se eliminaba también para un máximo de 0,02 Kg/L/día y un acumulado en la eliminación de sólidos volátiles en el digestor de 0,193 Kg/L. Con respeto a la evolución de los sólidos volátiles eliminados se ha podido observar que se eliminan en todo proceso de digestión en un mínimo de 0.0004 Kg/L/día, un máximo de 0,02 Kg/L/día y un promedio de 0,008 Kg/L/día y resulta un acumulados de sólidos volátiles en el reactor por día de un mínimo de 0,01 Kg, un máximo de 0,35 Kg y un promedio de 0,20 Kg por litros por día. La evolución en la eliminación de los sólidos volátiles y de su acumulación se muestra en los gráfico 6.31 y 6.32.

Evolución de Sólidos Volátiles en el Influente y Efluente

3000,008000,00

13000,0018000,0023000,0028000,0033000,0038000,0043000,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha


Valores (mg/L)

Gráfico 6.30: Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase.




0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

30000,00

35000,00

40000,00

45000,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha


mg/L SV

Gráfico 6.31: Evolución de los sólidos volátiles en influente y efluente, y sólidos volátiles eliminados R(i–e) en el digestor anaerobio de 2ª fase.


0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

KgSV (R+i-e)Acum

Kg/L/Día SV

Gráfico 6.32. Kg/L/día de sólidos volátiles acumulados en la eliminación en el digestor anaeobio de 2ª fase.



Los sólidos fijos en el influente han sido de un mínimo de 3816,67 mg/L, un máximo de 14406,67 mg/L y un promedio de 8959,16 mg/L. En el efluente ha resultado un mínimo de 4238,33 mg/L, un máximo de 10315,00 mg/L y un promedio de 7727,40 mg/L. En el gráfico 6.33, se puede apreciar la evolución de los sólidos fijos, donde se aprecia un crecimiento en el influente hasta 11º día seguida por un decrecimiento y estabilización en la concentración de los sólidos fijos hasta 30º día en el que se ha observado una bajada. El digestor se estabiliza de nuevo manteniéndose hasta 36º días. A final del proceso de digestión, se verifica una diferenciación en la concentración de los sólidos fijos que alcanzan un crecimiento en su máximo en el 41º día. En el efluente, ha predominado un crecimiento agudo hasta 7º día, esto ha venido a decrecer al día siguiente prosiguiéndose con una evolución paulatinamente y moderada hasta 34º día. En adelante se ha notado ligero decrecimiento en la evolución de los sólidos fijos hasta el 38º donde se comienza a observarse un crecimiento en la concentración de los sólidos fijos.

Evolución de Sólidos Fijos en el Influente y Efluente

1000,003000,005000,007000,009000,00

11000,0013000,0015000,0017000,00

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

20/0

6/20

05

22/0

6/20

05

25/0

6/20

05

27/0

6/20

05

29/0

6/20

05

01/0

7/20

05

03/0

7/20

05

05/0

7/20

05

07/0

7/20

05

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

15/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha


Valores (mg/L)

Gráfico 6.33: Evolución de los sólidos fijos en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase. e) Evolución de materia orgánica e inorgánica en el digestor anaerobio de 2ª fase La evolución de la materia orgánica está demostrada en el gráfico 6.34 donde se verifica en el influente un crecimiento acentuado hasta el 9º día de digestión. En los días subsecuentes, con la alimentación a diario, se ha constatado un ligero crecimiento hasta 24º día en la curva de influente, mientras que en el efluente se constataba un descenso. La brusca subida tanto en el



influente así como en el efluente ha ocurrido en los 27 y 28º días. En adelante, ha ocurrido una tendencia de mantenimiento de la concentración poco diferenciada entre los días, en el inflyente, con una queda de niveles de concentración al final de los días de digestión. En el efluente se observaba una tendencia de ligero aumento de materia orgánica la cual ha venido a bajar en los días finales. El resultado de las mediciones en el influente da un aporte de un mínimo de 48,15% un máximo de 88,93% y un promedio de 74,07% de materia orgánica. En el efluente ha resultado un mínimo de 29,71% un máximo de 54,52% y un promedio de 40,67%.


0102030405060708090

100

03/0

6/20

05

08/0

6/20

05

10/0

6/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

7/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%MO(i) %MOe

Valores (%)

Gráfico 6.34: Evolución de la materia orgánica en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase.

El resultado de de materia inorgánica en el influente ha sido en un mínimo de 11,07%, un máximo de 51,87% y un promedio de 25,78 % de materia orgánica. En el efluente ha resultado un mínimo de 45,48 % un máximo de 70,29% y un promedio de 59,12%. La concentración de la materia inorgánica ha sido inferior con respeto al efluente desde el principio de la digestión. La curva del influente, asi como la del efluente muestra un brusco decrecimos entre los 23 y 25º días. En adelante se observa una tendencia a un aumento ligero de materia inorgánica, mientras que en el efluente, se muestra una tendencia hacia un ligero decrecimiento hasta el 45º día (gráfico 6.35).




0102030405060708090

10003

/06/

2005

08/0

6/20

05

10/0

5/20

05

12/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

07

30/0

7/20

05

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

22/0

7/20

05

Fecha

%MI(i) %MIe

Valores (%)

Gráfico 6.35: Evolución de la materia inorgánica en el influente y efluente en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase. f) Producción de biogás La tabla 5.23, en el capitulo de los resultados, nos demuestra que se ha registrado una aportación de un total de 255,82 litros de biogás. La cantidad de biogás producido es de un mínimo de 2,55 litros un máximo de 9,53 litros y un promedio de 6,40 litros. La pureza del biogás en metano es de un mínimo de 59,2%, un máximo de 773,6% y un promedio de 67,91%. La presencia del dióxido de carbono ha sido de un mínimo de 26,4%, un máximo de 40,8% y un promedio de 32,10%. Los gráficos 6.36 y 6.37 muestran la producción y la calidad del biogás de la digestión anaerobia de 2ª fase. Se han realizado 40 mediciones de las cuales 8 han presentado valores inferiores de 65% en el contenido de metano. Estos resultados inferiores han sido producidos en los siguientes días de digestión: al 7–11º días, al 13º, 24º, 36º y 37º días de digestión. La producción del biogás ha sido elevada principalmente a los siguientes días: 19º, 20º, 21º, 22º, 28º, 33º, 34º, 35º, de digestión en los cuales se destacan también un porcentaje elevado de metano. Para este ensayo, no se ha podido establecer una relación directa entre la cantidad de foRSU suministrada al digestor al día anterior con la producción de biogás del día siguiente, lo que se puede analizar es su relación con la alcalinidad y acidez volátil en los días de baja y alta producción. Siendo así se ha constatado que en los primeros días donde se ha notado baja producción de biogás con contenido bajo en metano, había baja concentración de alcalinidad y acidez



volátil. En los días de mayor producción se ha verificado una elevada concentración de alcalinidad aunque los últimos días de mayor producción de biogás se ha notado también una elevada concentración de la acidez el el fango en digestión. De entre los factores que hayan contribuido para este producción se puede destacar la rápida biodegradación de la fracción orgánica, favorable temperatura mesofílica y pH, probable incremento del número de microorganismos metánicos en el digestor y existencia de nutrientes suficientes en el fango. El gráfico 6.36 demuestra que la producción del biogás no ha sido uniforme en todos los días. El incremento de su producción ha sido mayor entre el 19 º día al 35º día y la su valor porcentual de los componestes ha sido el metano, gráfico 6.37.

Producción Total de Biogas (L)

0,001,002,003,004,005,006,007,008,009,00

10,00

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

06

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

Producción de Biogas (l)

Volumen (L)

Gráfico 6.36: Producción de biogás en la en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª



Características del Biogas

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

09/0

6/20

05

11/0

6/20

05

14/0

6/20

05

16/0

6/20

05

18/0

6/20

05

21/0

6/20

05

23/0

6/20

05

26/0

6/20

05

28/0

6/20

05

30/0

6/20

06

02/0

7/20

05

04/0

7/20

05

06/0

7/20

05

08/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

Fecha

%CH4 %CO2

Valor en %

Gráfico 6.37: Composición del biogás en influente y efluente en el digestor anaerobio de 2ª fase. La tabla 6.3 presenta el resumen de las determinaciones de los parámetros de la digestión anaerobia de 2ª fase.



MO (i) % 48,15 88,93 74,07 MO (e) % 29,71 54,52 40,67 MI (i) % 11,07 51,87 25,78 MI (e) % 45,48 70,29 59,12

Tabla 6.3: Resultados en la digestión anaerobia de 2ª fase



6.4. DIGESTIÓN AEROBIA El proceso de compostaje ha sido realizado en 17 digestores aerobios subdivididos en 5 grupos. Los análisis de los resultados se van abordar por cada digestor en su respectivo grupo en lo que respeta a la evolución de los parámetros investigados durante el proceso experimental, siendo la influencia de la aireación en el proceso de digestión, la evolución de la humedad y materia seca, la evolución de la temperatura y la evolución de la degradación de la materia orgánica, la composición de los nutrientes, pH y ácidos húmicos en el compost. 6.4.1. INFLUENCIA DE LA AIREACIÓN Para determinar la influencia del aire insuflado por los compresores con respeto al funcionamiento del conjunto de los digestores, se ha determinado la variación de la temperatura en los digestores 1, 6, 9, 16 y 17, durante el período de insuflación y período muerto. Se ha verificado que a lo largo de la actividad de insuflación del aire para los digestores, este viene con una baja temperatura al principio la cual condiciona la disminución de la temperatura en la materia en descomposición. A medida que el tiempo va pasando, el aire insuflado sale caliente y al penetrar en el interior de la materia va calentándola, permitiendo así a la elevación de la temperatura de esta hasta casi alcanzar la temperatura inicial (antes de la insuflación). Terminada la actividad de la insuflación, inicia el período de tiempo muerto de 60 minutos donde la temperatura continúa subiendo hasta alcanzar el valor inicial. Los cambios que se han notado se pueden resumir en lo siguiente: En el compostador 1 con una temperatura inicial de 42 ºC se ha verificado una variación de temperatura en mínimas de 34, máximas de 41ºC en las dos aireaciones, máximas en general de 42ºC y un promedio de 40,69ºC. El gráfico 6.38 muestra la curva de la variación de la temperatura.



Gráfico 6.38: Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 1.

El digestor 6, con una temperatura inicial de 40ºC ha sufrido los siguientes cambios: temperaturas mínimas de 35ºC, máximas de 40ºC tanto en la aireación como en el tiempo muerto y un promedio de 39,37ºC. El gráfico 6.39 ilustra el decurso de la variación de la temperatura.


El digestor 9 con una temperatura inicial de 54ºC en tiempo muerto, ha

alcanzado una mínima de 48ºC, máxima de 53ºC en la aireación y 54ºC en tiempo muerto y un promedio general de 52,91ºC. El gráfico 6.40 muestra la evolución de la temperatura del digestor 9.




En el digestor 16, con una temperatura inicial de 52ºC, se ha registrado un mínimo de 47ºC y máximo de 51ºC en período de aireación, un máximo de 52ºC en general y un promedio de 51,17ºC. La evolución de la temperatura se ilustra en el gráfico 6.41.


El digestor 17, con una temperatura inicial de 58ºC, ha alcanzado un mínimo de 53ºC en la primera aireación y 52ºC en la segunda aireación. Su máximo en la aireación ha sido de 57ºC, y en general de 58ºC. Se ha obtenido un promedio de 56,86ºC. El gráfico 6.42, muestra la evolución de la temperatura.



Gráfico 6.42: Influencia de la aireación en la temperatura en el digestor aerobio 17. Los datos del ensayo de esta parte han permitido llegar a resultados orientativos de que aireando el sistema de en cada 30 minutos seguida de 60 minutos sin airear permite mantener la temperatura en los digestores con una variación muy ligera de un máximo de 8ºC en un tiempo entre 40 a 50 minutos, al mismo tiempo, ha permitido mantener los soplantes en actividad durante todo el proceso de compostaje. Se ha observado que la temperatura comienza a evolucionar luego en la primera semana alcanzado su máximo en la segunda y tercera semana. A medida que los días van avanzando la temperatura va desminuyendo poco a poco ya que la mayor parte de la materia prima sufre cambios por la actividad de las bacterias. A la séptima semana la temperatura baja definitivamente hasta alcanzar la temperatura ambiental. El contenido de humedad y su relación con la materia seca depende de la cantidad de agua que se suministra, de la que es absorbida por la materia en descomposición y de la que evapora durante el proceso, es decir, el efecto que ejerce la evaporación causada por el calentamiento, y por la acción del aire insuflado. No fue posible suministrar una doce exacta de agua a cada uno de los digestores para mantener la misma cantidad de humedad en cada tiempo de la actividad de compostaje. Lo que ha sido posible fue el mantenimiento de la humedad en un rango de entre 30 a 60% entre la primera semana hasta la mitad de la séptima semana.



6.4.2. GRUPO I Está constituido por 4 digestores identificados por los números 1, 2, 3 y 4. Estos han sido alimentados con igual cantidad y tipo de materia prima. Los residuos de los digestores 1 y 3 han sido mezclados con lodos de digestión anaerobia de de etapa única (1Ae) y los residuos de los digestores 2 y 4 han sido mezclados con los lodos de la digestión anaerobia de 2ª fase (2Be). a) Digestor aerobio 1 La temperatura ha alcanzado su máximo de 55ºC en el séptimo día del inicio del proceso, manteniendose acima de 34º hasta la cuarta semana del proceso. En los restantes días se ha mantenido casi igual a la temperatura ambiental, significando de este modo la desminución de la actividad microbiana y del proceso de compostaje. El gráfico 6.43 muestra la evolución de la temperatura en la digestión. La temperatura máxima ha sido de 55ºC, mínima de 26ºC y un promedio de 35,92ºC.

Evolución de la Temperatura

0

10

20

30

40

50

60

07/0

7/20

05

10/0

7/20

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05

14/0

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05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

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22/0

7/20

05

24/0

7/20

05

26/0

7/20

05

28/0

7/20

05

30/0

7/20

05

01/0

8/20

05

03/0

8/20

05

05/0

8/20

05

08/0

8/20

05

10/0

8/20

05

12/0

8/20

05

14/0

8/20

05

16/0

8/20

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18/0

8/20

05

20/0

8/20

05

23/0

8/20

05

25/0

8/20

05

28/0

8/20

05

01/0

9/20

05

Fecha

T. Compostaje (ºC) T. Ambiente (ºC)

T (ºC)

Gráfico 6.43: Evolución de la temperatura del digestor aerobio 1. La humedad ha sido mantenida gracias al riego con agua que ha sido sometida la materia en discomposicición. El control de este parámetro ha permitido mantener una humedad no superior a 60% excepto el primero día durante la mezcla de las fracciones con el lodo. La evolución de esta y de la materia seca se muestra en el gráfico 6.44, dondo se puede verificar que la desminución del contenido de humedad depende directameme de la falta de agua, a partir de la séptima semana. Se ha registrado una humedad de: máxima de 61,85%, mínima de 22,15% y promedio de 41,99%C, mientras que en la



materia seca ha sido de un máximo de 77,85%, un mínimo de 38,15% y un promedio de 57,48%.

Evolución de la Humedad y Materia Seca

0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%07

/07/

2005

10/0

7/20

05

14/0

7/20

05

17/0

7/20

05

21/0

7/20

05

24/0

7/20

05

28/0

7/20

05

31/0

7/20

05

04/0

8/20

05

07/0

8/20

05

11/0

8/20

05

14/0

8/20

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18/0

8/20

05

21/0

8/20

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25/0

8/20

05

28/0

8/20

05

01/0

9/20

05

Fecha

Humedad % Materia Seca%)

Valores en %

Gráfico 6.44: Evolución de la humedad y de materia seca en el digestor aerobio 1. Al principio el contenido de la materia orgánica ha sido elevada, a medida que el proceso iba decorriendo, se desminuía el contenido de esta, este hecho ha sido causado por la conversión de una parte de esta en gases carbonicos, amoniaco, e vapores de água y por otro lado, por la mineralización. El gráfico 6.45 muestra la evolución de la materia orgánica e inorgánica. Se ha obtenido al final del proceso un 49,31% de materia orgánica y 50,69% materia inorgánica. La calidad del compost se resume en la tabla 6.5, que se puede ver al final del grupo.



Evolución de la Materia Ogánica e Inorgánica

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

07/0

7/20

0

14/0

7/20

0

21/0

7/20

0

28/0

7/20

0

04/0

8/20

0

11/0

8/20

0

18/0

8/20

0

25/0

8/20

0

01/0

9/20

0

Fecha

%MO %MI

Valores (%)

Gráfico 6.45: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 1. b) Digestor aerobio 2 La temperatura ha alcanzado un máximo de 51ºC al noveno día después del inicio del proceso. Esta se mantuvo hasta la mitad de la sexta semana por encima de 36ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado una temperatura máxima de 51ºC, mínima de 26ºC y promedio de 36,65ºC. El gráfico 6.46, muestra la evolución de la temperatura en este digestor.


05

1015202530354045505560

07/0

7/20

05

10/0

7/20

05

12/0

7/20

05

14/0

7/20

05

16/0

7/20

05

18/0

7/20

05

20/0

7/20

05

22/0

7/20

05

24/0

7/20

05

26/0

7/20

05

28/0

7/20

05

30/0

7/20

05

01/0

8/20

05

03/0

8/20

05

05/0

8/20

05

08/0

8/20

05

10/0

8/20

05

12/0

8/20

05

14/0

8/20

05

16/0

8/20

05

18/0

8/20

05

20/0

8/20

05

23/0

8/20

05

25/0

8/20

05

28/0

8/20

05

01/0

9/20

05

Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.46: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 2.



La humedad ha sido al principio del 60,17%, lo que corresponde a su máximo. Ésta ha sido mantenida por los riegos con agua hasta la sexta semana. Se ha mantenido una húmedad mínima por encima de 30% y por debajo de 60%. Al final del proceso se ha registrado con un mínimo de 25,81% y promedio de 40,64% de humedad, mientras que la materia seca ha sido de un máximo de 77,89%, un mínimo de 39,83% y un promedio de 59,55%. EL gráfico 6,47 muestra la evolución de la humedad con respeto a la materia seca.


0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

07/0

7/20

05

10/0

7/20

05

14/0

7/20

05

17/0

7/20

05

21/0

7/20

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24/0

7/20

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28/0

7/20

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31/0

7/20

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04/0

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05

07/0

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05

11/0

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14/0

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18/0

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21/0

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25/0

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05

28/0

8/20

05

01/0

9/20

05

Fecha

Humedad % Materia Seca (%)

Valores (%)

Gráfico 6.47: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 2.

La materia orgánica inicial en la materia prima ha sido de 76,29%. Debido al proceso de descomposición y conversión de esta en volátiles como dióxido de carbono agua y amoniaco principalmente y la mineralización, esta se fue reduciendóse hasta al final del proceso en un 49,78%, mientras que la materia inorgánica alcanzaba un 50,22%. El gráfico 6.48, muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.2, se muestra la calidad del producto final (compost) obtenido en este digestor.



Evolución de la Materia Orgánica e Inorgánica

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

07/0

7/20

05

14/0

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05

21/0

7/20

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28/0

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04/0

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05

11/0

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18/0

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25/0

8/20

05

01/0

9/20

05

Fecha

%MO %MI

Valores (%)

Gráfico 6.48: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 2. c) Digestor aerobio 3 La temperatura ha alcanzado su máximo de 51ºC en el 12º día. Se ha mantenido acima de 32ºC hasta la sexta semana, lo que significa que después de este período se habia sesado la actividad activa de los microorganismos, consecuentemente el proceso de fermentación se ha desminuido. En este digestor se ha registrado una máxima de 51ºC, mínima de 27ºC y un promedio de 37,57ºC. El gráfico 6.49 muestra la evolución de la misma.


05

1015202530354045505560

09/0

7/20

05

11/0

7/20

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7/20

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27/0

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29/0

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31/0

7/20

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05

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05

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20/0

8/20

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28/0

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05

31/0

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05

04/0

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05

Fecha


T (ºC)




En la mezcla de las fracciones orgánicas de los residuos con los fangos ha resultado una humedad de 60,63% siendo esta cifra la máxima registrada en to el proceso e la digestión. El riego con agua para humidificar se ha realizado hasta la mitad de la sexta semana, por eso se observa un paulatino decrécimo de la humedad en la ultimas semanas. El gráfico 6.50 muestra la evolución de la humeda y de materia seca, siendo esta última de um máximo de 77,22%, mínima de 39,37% y promedio de 58,20%.


0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

09/0

7/20

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7/20

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29/0

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05

07/0

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10/0

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14/0

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17/0

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21/0

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05

31/0

8/20

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04/0

9/20

05

Fecha


Valores (%)


El resultado de la mezcla de las fracciones de residuos han sido de 75,72% de materia orgánica y 24,28% de materia inorgánica. Al final del proceso se ha obtenido un decrecimo de materia organica para un 49,85% y aumento de materia inorgánica para 50,15%. El gráfico 6.51muestra la evolución de la materia orgánica e inorgánica. Los resultados del compost final de este digestor se resume en la tabla 6.5.




0102030405060708090

100

09/0

7/20

05

16/0

7/20

05

23/0

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07/0

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28/0

8/20

05

04/0

1/19

00

Fecha

%MO %MI

Valores (%)

Gráfico 6.51: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 3. d) Digestor aerobio 4 La temperatura ha variado de la siguiente forma: un máximo de 49ºC, mínimo de 26ºC y un promedio de 38,09ºC. Esta ha alcanzado dos máximos: en el 10º y 14º días con 49ºC. Paulatinamente la temperatura comienza a descender hasta la sexta semana. El gráfico 6.52 muestra la evolución de la temperatura.


05

1015202530354045505560

09/0

7/20

05

11/0

7/20

05

13/0

7/20

05

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7/20

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17/0

7/20

05

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7/20

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21/0

7/20

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23/0

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7/20

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27/0

7/20

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29/0

7/20

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31/0

7/20

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02/0

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05

04/0

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05

08/0

8/20

05

10/0

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05

12/0

8/20

05

14/0

8/20

05

16/0

8/20

05

18/0

8/20

05

20/0

8/20

05

22/0

8/20

05

25/0

8/20

05

28/0

8/20

05

31/0

8/20

05

04/0

9/20

05

Fecha


T (ºC)




Al inicio, la materia prima contenía una humedad de 58,81%, con los riegos de agua se ha conseguido mantener una humedad acima de 38,59% hasta la séptima semana. Para todo el proceso se ha registrado una humedad máxima de 58,81%, mínima de 22,45% y un promedio de 44,85%, mientras que la materia seca ha sido de un máximo de 77,55%, un mínimo de 40,79% y un promedio de 55,15%. El gráfico 6.53 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.


0,00%10,00%20,00%30,00%40,00%50,00%60,00%70,00%80,00%90,00%

100,00%

09/0

7/20

05

12/0

7/20

05

16/0

7/20

05

19/0

7/20

05

23/0

7/20

05

26/0

7/20

05

29/0

7/20

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31/0

7/20

05

03/0

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05

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10/0

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05

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05

04/0

9/20

05

Fecha


Valores (%)

Gráfico 6.53: Evolución de la humedad y materia en el digestor aerobio 4. Con un elevado contenido inicial de materia orgánica en un 74,94%, esta ha venido a reducirse hasta el final del proceso a un 48,27%, proceso contrário se ha operado en la materia inorgánica donde por minesalización se se ha obtenido al final del proceso un 51,73%. El decurso de la evolución de los dos parámetros se muestra con el gráfico 6.54. Los resultados del compost final de este digestor se resume en la tabla 6.5.




0102030405060708090

100

09/0

7/20

05

16/0

7/20

05

23/0

8/20

05

31/0

7/20

05

07/0

8/20

05

14/0

8/20

05

21/0

8/20

05

28/0

8/20

05

04/0

1/19

00

Fecha

%MO %MI

Valores (%)

Gráfico 6.54: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 4. Los valores de los parámetros controlados por cada digestor aerobio se resume en la tabla 6.4 y la composición de los nutrientes de cada compost de cada digestor de este grupo se resume en la tabla 6.5.

Parámetros Digestor 1 Digestor 2 Digestor 3 Digestor 4 Mínimo 26 26 28 28 Máximo 55 51 51 49

Tem

pera

tura

(º

C)

Promedio 35,92 36,65 37,57 38,09 Mínimo 22,15 25,81 22,78 22,45 Máximo 61,85 60,17 60,63 59,21

Hum

edad

(%)


Mat

eria

Se

ca

(%)


Mat

eria

O

rgán

ica

(%)


Mat

eria

In

orgá

nica

Promedio 31,05 34,69 36,64 36,78 Tabla 6.4: Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo I.



Digestor 1 Digestor 2 Digestor 3 Digestor 4

Nitrógeno Kjeldahl (%) 1,5 1,5 1,4 1,5 Relación C/N 19,9 19,7 20,4 18,9 Fósforo (P2O5) 0,9 1,1 1,0 1,1 Calcio (%) 13,8 14,1 13,2 14,1 Magnesio (%) 1,2 1,3 1,4 1,4 Materia orgánica (%) 43,31 49,78 49,85 48,27 pH 7,9 7,8 7,8 7,9 Ácidos húmicos (%) 3,4 2,9 3,1 3,0

Tabla 6.5: Composición del compost de los digestores aerobios del grupo I.



6.4.3. GRUPO II Está constituido por 4 Digestores identificados por los números 5, 6, 7 y 8. Estos han sido alimentados con igual cantidad y mismo tipo de fracciones orgánicas de residuos. La diferencia se encuentran en el tipo de fango utilizado para en su mezcla, siendo para los digestores 5 y 7, los fangos del digestor anaerobio de etapa única (1Ae) y para los digestores 6 y 8, los fangos de la digestión anaerobia de 2ª fase (2Be). a) Digestor aerobio 5 En este digestor se ha alcanzado una temperatura máxima de 49ºC al 12 13º día del proceso. Se ha podido mantener acima de 32ºC hasta la sexta semana. La temperatura ha oscilado con un máximo de 49ºC, un mínimo de 27ºC y un promedio de 37,79ºC. La evolución de este parámetro se representa en el gráfico 6.55.


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Fecha


T (ºC)


En lo que se refiere a la humedad de la materia, el proceso se ha iniciado con un contenido de humedad de 60,62%. Hasta la séptima semana se ha mantenido por riego con agua una humedad acima de 32,83%. En todo el proceso de digestión se ha registrado una humedad máxima de 60,62%, un minimo de 23,01% y un promedio de 43,70%,. En lo que respeta a la materia seca, esta ha rondado con un máximo de 76,99%, un mínimo de 39,38% y un promedio de 56,30%. En el gráfico 6.56 se muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha

Humedad % Matera Seca (%)

Valores (%)


La mezcla de las fracciones de los residuos han dado un contenido de 82,82% de materia orgánica la cual fue decreciendo hasta el final del proceso de digestión en un 48,74% de, mientras que la materia inorgánica que era de 17,18% evolucionaba hasta 51,26%. La evolución de los dos parámetro se representa en el gráfico 6.57. Los resultados del compost final del digestor se resume en la tabla 6.7.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.57: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 5. b) Digestor aerobio 6 La temperatura ha alcanzado un máximo de 54ºC en el 10º día. Se ha podido mantener acima de 32ºC hasta la mitad de la sexta semana. Después de este período se se ha verificado un decrécimo de la actividad activa de los microorganismos, consecuentemente la fermentación. En este digestor se ha registrado una máxima de 54ºC, mínima de 26ºC y un promedio de 37,52ºC. El gráfico 6.58 muestra la evolución de la misma.


06

121824303642485460

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Fecha


T (ºC)




La mezcla de las fracciones orgánicas de los residuos con los fangos ha dado un resultado de una humedad de 61,69% siendo esta cifra la máxima registrada. El riego con agua ha permitido mantener la materia en estado humidificado hasta la mitad de la séptima semana acima de 32,02%. El gráfico 6.59 muestra la evolución de la humeda y de materia seca. Se ha verificado que la materia seca ha sido de um máximo de 79,90%, mínima de 35,07% y promedio de 56,68%.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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/2005

Fecha


Valores (%)

Gráfico 6.59: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 6. El resultado de la mezcla de las fracciones de residuos han resultadoen un 82,67% de materia orgánica y 17,33% de materia inorgánica. Al final del proceso se ha verificado un decrécimo de materia organica para 49,95% y aumento de materia inorgánica para 50,05%. El gráfico 6.60 muestra la evolución de la materia orgánica e inorgánica. Los resultados del compost final de este digestor se resume en la tabla 6.7.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.60: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 6. c) Digestor aerobio 7 La temperatura ha variado de la siguiente forma: un máximo de 53ºC, un mínimo de 26ºC y un promedio de 38,26ºC. Esta ha alcanzado su máximo en el 6º día con 53ºC. Poco a poco iba descediendo la temperatura hasta la mitad de la sexta semana llegando a estar acima de 32ºC. se ha registrado un promedio de 38,26ºC. El gráfico 6.61 muestra la evolución de la temperatura.


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Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.61: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 7. Al inicio, la materia prima para el proceso de digestión contenía una humedad de 61,63ºC, con los riegos se ha conseguido mantener una humedad



acima de 37,33ºC hasta la séptima semana. Para todo el proceso se ha registrado una humedad máxima de 61,63ºC, mínima de 21,78% y un promedio de 46,54ºC, mientras que la materia seca ha sido de un máximo de 78,22ºC, un mínimo de 38,37ºC y un promedio de 53,46ºC. El gráfico 6.62 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha


Valores (%)


Con un elevado contenido inicial de materia orgánica de 83,68%, y de 16,32% de materia inorgánica. La materia orgánica ha venido a reducirse poco a poco hasta el final del proceso para un 49,72%. El proceso contrário se ha operado en la materia inorgánica donde por mineralización se ha obtenido al final del proceso un 50,28%. El decurso de la evolución de los dos parámetros se muestra con el gráfico 6.63. Los resultados del compost final de este digestor se resume en la tabla 6.7.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.63: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 7.

d) Digestor aerobio 8 En este digestor se ha alcanzado una temperatura máxima de 50ºC al 6º día del inicio del proceso. Se ha podido mantener temperatura acima de 35ºC hasta la sexta semana. La temperatura ha rondado con un mínimo de 25ºC y un promedio de 36,48ºC. La evolución de este parámetro se representa en el gráfico 6.64.


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Fecha


T (ºC)




En lo que respeta a la humedad y la materia seca, el proceso se ha iniciado de la siguiente forma: un contenido de humedad máxima de 59,29%, y 79,78% de materia seca. Hasta la séptima semana se ha mantenido por riego con agua una humedad acima de 39,39%. En todo el proceso de digestión se ha registrado un promedio de 45,53% de humedad y 54,48% de materia seca. En el gráfico 6,65 se muestra la evolución de la humedad y materia seca.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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Fecha

Humedad % Mat. Seca (%)

Valores (%)

Gráfico 6.65: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 8. La mezcla de las fracciones de los residuos han dado un contenido de 85,90% de materia orgánica la cual ha decrecido hasta el final del proceso de digestión en un 48,03%, mientras que la materia inorgánica que era de 14,10% ha evolucionado hasta 51,97%. La evolución de los dos parámetro se representa en el gráfico 6.66. Los resultados del compost final del digestor se resume en la tabla 6.7.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.66: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 8. La variación de los parámetros controlados por cada digestor aerobio de este grupo se resume en la tabla 6.6 y la composición del compost obtenido en cada uno de los digestores aerobios de este grupo se resume en la tabla 6.7.

Parámetros Digestor 5 Digestor 6

Digestor 7 Digestor 8

Mínimo 27 26 26 25 Máximo 49 57 53 50

Tem

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(º

C)


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(%)


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Se

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(%)


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O

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(%)


Mat

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In

orgá

ni

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Promedio 39,20 35,04 34,91 35,05 Tabla 6.6: Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo II.



Parámetros Digestor 5 Digestor 6 Digestor 7 Digestor 8 Nitrógeno Kjeldahl (%) 1,3 1,3 1,4 1,3 Relación C/N 20,6 21,1 21,5 22,4 Fósforo (P2O5) 1,4 1,6 1,4 1,6 Calcio (%) 13,5 14,6 13,7 14,6 Magnesio (%) 1,4 1,4 1,5 1,3 Materia orgánica (%) 48,74 49,95 49,72 48,03 pH 7,7 7,8 7,6 7,8 Ácidos húmicos (%) 3,4 3,4 3,2 3,3

Tabla 6.7: Composición del compost de los digestores aerobios del grupo II. 6.4.4. GRUPO III Está constituido por 4 digestores identificados por los números 9, 10, 11 y 12. Estos han sido alimentados con igual cantidad y tipo de materia prima. Los residuos de los digestores 9 y 11 fueron mezclados con fangos de digestor anaerobia de etapa única (1Ae). Los residuos de los digestores 10 y 12 fueron mezclados con los fangos del digestor de 2ª fase (2Be) a) Digestor aerobio 9 Se ha alcanzado en este digestor una temperatura máxima de 58ºC al 8º día del proceso. Se ha podido mantener la temperatura acima de 34ºC hasta la sexta semana. La temperatura ha estado en un máximo de 58ºC, un mínimo de 26ºC y un promedio de 38,79ºC. La evolución de este parámetro se representa en el gráfico 6.67.


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Fecha


T (ºC)




En lo que se respeta a la humedad de la materia en descomposición, ha resultado al inicio con un contenido de humedad de 61,49%. Hasta la séptima semana se ha mantenido por riego con agua una humedad acima de 35,67,%. En todo el proceso de digestión se ha registrado una humedad máxima de 61,49%, un minimo de 22,35% y un promedio de 42,96% y en lo que respeta a la materia seca, ha rondado con un máximo de 77,65%, un mínimo de 38,51% y un promedio de 54,87%. En el gráfico 6.68 se muestra la evolución de la humedad y materia seca en el digestor.

Evolución de la humedad y Materia Seca

0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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/2005

16/08

/2005

20/08

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23/08

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27/08

/2005

30/08

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04/09

/2005

07/09

/2005

11/09

/2005

Fecha

Humedad % Mat Seca (%)

Valores (%)

Gráfico 6.68: Evolución de humedad y materia seca en el digestor aerobio 9. La mezcla de las fracciones de los residuos con el fango ha dado un contenido inicial de 82,66% de materia orgánica. El cual fue decreciendo hasta el final del proceso de digestión, lacanzando un 51,73%: Mientras que la materia inorgánica, que representaba un 16,81%, alcanzaba un 48,27%. La evolución de los dos parámetros se representa en el gráfico 6.69. Los resultados del compost final del digestor se resumen en la tabla 6.9.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

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23/0

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7/20

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13/0

8/20

05

20/0

8/20

05

27/0

8/20

05

04/0

9/20

05

11/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.69: Evolución de la materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 9. b) Digestor aerobio 10 Durante la digestión de los residuos en este digestor se ha alcanzado una temperatura máxima de 58ºC al 10º día del proceso de digestión. Se ha podido mantener temperatura acima de 32ºC hasta la sexta semana. La temperatura ha rondado con un mínimo de 26ºC y un promedio de 39,57ºC. La evolución de este parámetro se representa en el gráfico 6.70.


05

1015202530354045505560

16/0

7/20

0518

/07/

2005

20/0

7/20

05

22/0

7/20

0524

/07/

2005

26/0

7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

0501

/08/

2005

03/0

8/20

05

05/0

8/20

0507

/08/

2005

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8/20

0511

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13/0

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0515

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17/0

8/20

05

19/0

8/20

0521

/08/

2005

23/0

8/20

0525

/08/

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27/0

8/20

0529

/08/

2005

31/0

8/20

05

02/0

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0505

/09/

2005

08/0

9/20

0511

/09/

2005

Fecha


T (ºC)




En lo que respeta al contenido de la humedad y de materia seca, el proceso ha sido de la siguiente forma: humedad máxima de 60,21%, mínima de 20,05% y un promedio de 44,17% , mientras que la materia seca ha sido en un máximo de 79,95% de materia seca, mínimo de 39,79% y un promedio de 55,83%. Hasta la séptima semana se ha mantenido por riego con agua una humedad acima de 34,40%. En el gráfico 6.71 se muestra la evolución de la humedad y materia seca.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

16/07

/2005

19/07

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23/07

/2005

26/07

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30/07

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02/08

/2005

06/08

/2005

09/08

/2005

13/08

/2005

16/08

/2005

20/08

/2005

23/08

/2005

27/08

/2005

30/08

/2005

04/09

/2005

07/09

/2005

11/09

/2005

Fecha

Humedad % Mat. Sólida%

Porcentaje (%)


La mezcla de las fracciones de los residuos han dado un contenido de 82,16% de materia orgánica la cual ha decrecido hasta el final del proceso de digestión en un 51,42%, mientras que la materia inorgánica que era de 17,84% ha evolucionado hasta el final del proceso de digestión para un 48,58%. La evolución de los dos parámetro se representa en el gráfico 6.72. La composición del compost resultante se resume en la tabla 6.9.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

16/0

7/20

05

23/0

7/20

05

30/0

7/20

05

06/0

8/20

05

13/0

8/20

05

20/0

8/20

05

27/0

8/20

05

04/0

9/20

05

11/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)




c) Digestor aerobio 11 La temperatura ha alcanzado un máximo de 55ºC al séptimo día después del inicio del proceso. Se mantuvo hasta la sexta semana por encima de 33ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado una temperatura máxima de 55ºC, mínima de 26ºC y promedio de 37,0ºC. El gráfico 6.73 ilustra la evolución de la temperatura en este digestor.

Evolución de la temperatura

0

10

20

30

40

50

60

18/0

7/20

0520

/07/

2005

22/0

7/20

0524

/07/

2005

26/0

7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

0501

/08/

2005

03/0

8/20

0505

/08/

2005

07/0

8/20

0509

/08/

2005

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0513

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15/0

8/20

0517

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19/0

8/20

0521

/08/

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23/0

8/20

0525

/08/

2005

27/0

8/20

0529

/08/

2005

31/0

8/20

0502

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2005

04/0

9/20

0507

/09/

2005

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2005

Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.73: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 11. La humedad ha sido al principio de 60,52% lo que corresponde su máximo. Ha estado mantenida por los riegos con agua hasta la séptima semana lográndose una humedad por encima de 38,15%. Al final del proceso se ha registrado con un mínimo de 20,31% y promedio de 44,69% de humedad, mientras que la materia seca ha sido en un máximo de 79,69%, un mínimo de 39,48% y un promedio de 55,31%. EL gráfico 6.74 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

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01/08

/2005

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/2005

12/09

/2005

Fecha

Humedad % Mat. Seca (%)

Valores (%)


La materia orgánica inicial en la materia prima ha sido de 80,92%. Debido al proceso de descomposición y conversión de esta en volátiles como dióxido de carbono vapor de agua y gases amoniacales fundamentalmente y por la mineralización de otra parte orgánica, esta se fue reduciendóse hasta al final del proceso en un 51,27%, mientras que la materia inorgánica que al inicio era de 19,08% alcanzaba un 50,93%. El gráfico 6.75, muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.9, se muestra la composición del producto final (compost) obtenido en este digestor.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

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7/20

05

01/0

8/20

05

08/0

8/20

05

15/0

8/20

05

22/0

8/20

05

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8/20

05

05/0

9/20

05

12/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.75: Evolución de la materia orgánica en el digestor aerobio 11.



d) Digestor aerobio 12 La temperatura en este digestor ha alcanzado un máximo de 57ºC al décimo día del inicio del proceso de compostaje. Se ha podido mantener temperatura acima de 32ºC hasta la mitad de la séptima semana. La temperatura ha rondado hasta el final del proceso con un mínimo de 26ºC y un promedio de 38,46ºC. La evolución de este parámetro se representa en el gráfico 6.76.


05

1015202530354045505560

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0520

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0524

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7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

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03/0

8/20

0505

/08/

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0509

/08/

2005

11/0

8/20

0513

/08/

2005

15/0

8/20

0517

/08/

2005

19/0

8/20

0521

/08/

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23/0

8/20

0525

/08/

2005

27/0

8/20

0529

/08/

2005

31/0

8/20

0502

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04/0

9/20

0507

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2005

09/0

9/20

0512

/09/

2005

Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.76: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 12. El proceso se ha iniciado de la siguiente forma: un contenido de humedad máximo de 60,18%, y de 39,82% en materia seca. Hasta la séptima semana se ha mantenido por riego con agua una humedad acima de 33,59%. En todo el proceso de digestión se ha registrado un promedio de 44,06% de humedad y 55,94% de materia seca. un mínimo de 22,05% de humedad y 39,82% de materia seca. En el gráfico 6.77 se muestra la evolución de la humedad y materia seca en el digestor.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

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15/08

/2005

18/08

/2005

22/08

/2005

25/08

/2005

29/08

/2005

01/09

/2005

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/2005

08/09

/2005

12/09

/2005

Fecha

Humedad % Mat.Seca %

Valores (%)

Gráfico 6.77: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 12. La mezcla de las fracciones de los residuos han dado un contenido de 83,70% de materia orgánica la cual ha venido a decrecer hasta el final del proceso de digestión para un 52,34%, mientras que la materia inorgánica que era de 16,30% ha crecido hasta 47,66%. La evolución de los dos parámetro se representa en el gráfico 6.78. Los resultados del compost obtenido al final del proceso de digestión se resume en la tabla 6.9.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

18/0

7/20

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25/0

7/20

05

01/0

8/20

05

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8/20

05

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8/20

05

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8/20

05

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8/20

05

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9/20

05

12/0

9/20

05

MO% MI%

Valores (%)




Los valores de los parámetros controlados por cada digestor aerobio de este grupo de digestores se resume en la tabla 6.8 y la composición de los compost de cada digestor de este grupo se resume en la tabla 6.9.

Parámetros Digestor 9 Digestor 10 Digestor 11

Digestor 12

Mínimo 26 26 26 26 Máximo 58 58 55 57

Tem

per

atur

a (º

C)


Hum

e da

d (%

)


Mat

eria

S

eca

(%)


Mat

eria

O

rgán

ica

(%)


Mat

eria

In

orgá

ni

ca

(%)

Promedio 35,14 38,55 36,64 33,93

Tabla 6.8: Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo III.

Parámetros Digestor 9 Digestor 10 Digestor 11 Digestor 12 Nitrógeno Kjeldahl (%) 2,1 1,9 1,9 2,0 Relación C/N 19,4 21,9 22,0 21,8 Fósforo (P2O5) 1,8 1,9 1,9 1,8 Calcio (%) 14,1 14,2 14,1 14,3 Magnesio (%) 1,4 1,5 1,4 1,3 Materia orgánica (%) 51,73 51,42 51,27 52,34 pH 7,7 7,5 7,7 7,6 Ácidos húmicos (%) 3,5 3.6 3,6 3,7

Tabla 6.9: Composición del compost de los digestores aerobios del grupo III.



6.4.5. GRUPO IV Está constituido por 2 digestores identificados por los números 13, 14. Estos han sido alimentados con igual cantidad y tipo de materia prima. Los residuos han sido mezclados con con fangos de 1ª fase de digestión anaerobia. a) Digestor aerobio 13 La temperatura en este digestor ha variado de la siguiente forma: un máximo de 53ºC, mínimo de 27ºC y un promedio de 38,25ºC. La máxima temperatura ha sido alcanzada al noveno día despues del inicio del proceso con más de 34ºC.Se ha mantenido la temperatura durante siete semanas. Paulatinamente ha descendido hasta ultimo día. El gráfico 6.79 muestra la evolución de la temperatura de este digestor.


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1015202530354045505560

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Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.79: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 13. Al inicio del proceso la materia prima contenía una humedad de 60,69%, con los riegos de água se ha conseguido mantener la humedad acima de 30,03% hasta la séptima semana. Para todo el proceso se ha registrado una humedad máxima de 60,69%, mínima de 20,39% y un promedio de 42,92%, mientras que la materia seca ha sido de un máximo de 79,31%, un mínimo de 39,31% y un promedio de 57,08%. El gráfico 6.80 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

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27/08

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Fecha


Valores (%)


Con un elevado contenido inicial de materia orgánica en un 84,05%, esta ha venido a reducirse hasta el final del proceso para un 49,20%. El proceso contrário se ha verificado en la concentración de materia inorgánica donde por mineralización y volátilización de cierta parte orgánica durante la fermentación, se ha obtenido al final del proceso un 50,80%. El decurso de la evolución de los dos parámetros se muestra con el gráfico 6.81. Los resultados del compost final de este digestor se resume en la tabla 6.11.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

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05

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7/20

05

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05

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8/20

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8/20

05

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8/20

05

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9/20

05

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9/20

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Fecha

MO% MI%

Valores (%)




b) Digestor aerobio 14 La temperatura ha alcanzado un máximo de 58,0ºC al octavo día después del inicio del proceso de digestión. Se ha mantenido hasta la sexta semana por encima de 34ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado una temperatura mínima de 26ºC y promedio de 37,64ºC. El gráfico 6.82 ilustra la evolución de la temperatura en este digestor.


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101520253035404550556065

20/0

7/20

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7/20

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8/20

0519

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21/0

8/20

0523

/08/

2005

25/0

8/20

0527

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2005

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2005

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0505

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2005

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9/20

0510

/09/

2005

12/0

9/20

0514

/09/

2005

Fecha


T (ºC)


La humedad ha sido al principio de 58,02%. Con los riegos de agua hasta la séptima semana se ha logrado mantener la humedad por encima de 31,20%. Al final del proceso se ha registrado un máximo de 61,72%, un mínimo de 19,95% y promedio de 45,47% de humedad, mientras que la materia seca ha sido en un máximo de 80,05%, un mínimo de 38,28% y un promedio de 54,53%. EL gráfico 6,83 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

20/07

/2005

27/07

/2005

03/08

/2005

10/08

/2005

17/08

/2005

24/08

/2005

31/08

/2005

07/09

/2005

14/09

/2005

Fecha

Humedad(%) Materia Seca (%)

Valores (%)


La materia orgánica inicial en la mezcla de los residuos con el fango ha resultado en un valor de 84,05% de materia orgánica. A medida que el tiempo fue transcurriendo se ha producido un decrecimiento de la materia organica mientras que crecía la materia inorgánica. Al final del proceso se ha constatado que había un 49,91% de materia orgánica y 50,82% de materia inorgánica, El gráfico 6.84, muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.11, se muestra la composición del producto final (compost) obtenido en este digestor.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

20/0

7/20

05

27/0

7/20

05

03/0

8/20

05

10/0

8/20

05

17/0

8/20

05

24/0

8/20

05

31/0

8/20

05

07/0

9/20

05

14/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)




Los valores de los parámetros controlados en cada digestor aerobio de este grupo se resumen en la tabla 6.10. La composición de los compost de cada digestor de este grupo se resume en la tabla 6.11.

Parámetros Digestor 13 Digestor 14 Mínimo 27 26 Máximo 53 58

Tem

pe

ratu

ra

(ºC

)

Promedio 38,25 37,64 Mínimo 20,39 19,95 Máximo 60,69 61,72

Hum

edad

(%)


Mat

eria

Se

ca

(%)


Mat

eria

O

rgán

i ca

(%)


Mat

eria

In

orgá

nica

(%

)

Promedio 36,09 34,39

Tabla 6.10: Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo IV.

Parámetros Digestor 13 Digestor 14 Nitrógeno Kjeldahl (%) 1,3 1,3 Relación C/N 24,1 22,9 Fósforo (P2O5) 2,0 2,1 Calcio (%) 14,7 14,8 Magnesio (%) 1,4 1,4 Materia orgánica (%) 49,20 49,91 pH 7,4 7,5 Ácidos húmicos (%) 3,2 3,5

Tabla 6.11: Composición del compost de los digestores aerobios del grupo IV.



6.4.6. GRUPO V Está constituido por 3 digestores identificado por los números 15, 16 y 17. Estos han sido alimentados con igual cantidad y tipo de residuos. La materia prima del digestor 15 ha sido mezclada con fango de etapa única (1Ae), para digestor 16, con el fango de la 2ª fase (2Be) y para el digestor 17, con fango del digestor de 1ª fase (1Be). a) Digestor aerobio 15 La temperatura ha alcanzado un máximo de 54,0ºC al octavo día después del inicio del proceso de compostaje. Se ha podido mantener la temperatura hasta la sexta semana por encima de 32ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado una temperatura mínima de 26ºC y promedio de 37,89ºC. El gráfico 6.85 muestra la evolución de la temperatura en este digestor.


05

1015202530354045505560

22/0

7/20

0524

/07/

2005

26/0

7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

0501

/08/

2005

03/0

8/20

0505

/08/

2005

07/0

8/20

0509

/08/

2005

11/0

8/20

0513

/08/

2005

15/0

8/20

0517

/08/

2005

19/0

8/20

0521

/08/

2005

23/0

8/20

0525

/08/

2005

27/0

8/20

0529

/08/

2005

31/0

8/20

0502

/09/

2005

04/0

9/20

0506

/09/

2005

09/0

9/20

0512

/09/

2005

14/0

9/20

0516

/09/

2005

Fecha


T (ºC)


La humedad de la mezcla de los residuos ha sido al principio de un 62,36%,

que ha sido su máximo, habiendo ultrapasado al límite deseado de 60%. Con los riegos de agua hasta la séptima semana se ha logrado mantener la humedad por encima de 34,29%. Al final del proceso se ha registrado un mínimo de 24,05% y promedio de 45,32% de humedad, mientras que la materia seca ha sido de un máximo de 75,95%, un mínimo de 37,64% y un promedio de 54,68%. EL gráfico 6,86 representa la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/07

/2005

25/07

/2005

29/07

/2005

01/08

/2005

05/08

/2005

08/08

/2005

12/08

/2005

15/08

/2005

19/08

/2005

22/08

/2005

26/08

/2005

29/08

/2005

02/09

/2005

05/09

/2005

09/09

/2005

12/09

/2005

16/09

/2005

Fecha

Humedad % Materia Seca %

Valores (%)


La materia orgánica inicial en la mezcla de los residuos con el fango ha sido de un valor de 82,46%. A medida que el tiempo fue transcurriendo se ha producido gases como dioxido de carbono vapores de agua y de amoniaco fundamentalmente y otra parte de esta materia orgánica se ha mineralizado criando un decrecimiento de de esta. Así al final del proceso se ha constatado que habia un 45,37% de materia orgánica y 54,63% de materia inorgánica, El gráfico 6.87, muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.13, se muestra la composición del producto final (compost) obtenido en este digestor.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/0

7/20

05

29/0

7/20

05

05/0

8/20

05

12/0

8/20

05

19/0

8/20

05

26/0

8/20

05

02/0

9/20

05

09/0

9/20

05

16/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)




b) Digestor aerobio 16 La temperatura ha alcanzado un máximo de 54,0ºC al octavo día después del inicio de la digestión. Se ha mantenido hasta la sexta semana por encima de 32ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado al final del proceso, una temperatura máxima de mínima de 26ºC y promedio de 39,32ºC. El gráfico 6.88 ilustra la evolución de la temperatura en este digestor.


05

1015202530354045505560

22/0

7/20

0524

/07/

2005

26/0

7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

0501

/08/

2005

03/0

8/20

0505

/08/

2005

07/0

8/20

0509

/08/

2005

11/0

8/20

0513

/08/

2005

15/0

8/20

0517

/08/

2005

19/0

8/20

0521

/08/

2005

23/0

8/20

0525

/08/

2005

27/0

8/20

0529

/08/

2005

31/0

8/20

0502

/09/

2005

04/0

9/20

0506

/09/

2005

09/0

9/20

0512

/09/

2005

14/0

9/20

0516

/09/

2005

Fecha


T (ºC)


La humedad ha sido al principio de un 59,13%. Con los riegos de agua, se ha logrado mantener la humedad por encima de 31,20% hasta la séptima semana. Al final del proceso se ha registrado con un máximo de 59,59%, un mínimo de 21,58% y promedio de 45,74% de humedad, mientras que la materia seca ha sido en un máximo de 78,42%, un mínimo de 40,41% y un promedio de 54,26%. EL gráfico 6,89 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/07

/2005

25/07

/2005

29/07

/2005

01/08

/2005

05/08

/2005

08/08

/2005

12/08

/2005

15/08

/2005

19/08

/2005

22/08

/2005

26/08

/2005

29/08

/2005

02/09

/2005

05/09

/2005

09/09

/2005

12/09

/2005

16/09

/2005

Fecha


Valores (%)

Gráfico 6.89: Evolución de la humedad y materia seca en el digestor aerobio 16. En la mezcla de las fracciones de los residuos con el fango ha resultado un valor de 83,68% de materia orgánica. A medida que el tiempo fue transcurriendo se ha producido un decrecimiento de esta, mientras tanto crecía la materia inorgánica. Al final del proceso se ha constatado que había un 47,60% de materia orgánica y 52,40% de materia inorgánica, El gráfico 6.90, muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.13, se muestra la composición del compost obtenido en este digestor.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/0

7/20

05

29/0

7/20

05

05/0

8/20

05

12/0

8/20

05

19/0

8/20

05

26/0

8/20

05

02/0

9/20

05

09/0

9/20

05

16/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)

Gráfico 6.90: Evolución de materia orgánica e inorgánica en el digestor aerobio 16.



c) Digestor aerobio 17 La temperatura ha alcanzado un máximo de 61,0ºC al octavo día después del inicio del proceso de digestión. Se ha mantenido hasta la sexta semana por encima de 32ºC, es decir por encima de temperatura ambiental. En este digestor se ha registrado una temperatura mínima de 26ºC y promedio de 41,93ºC. El gráfico 6.91 ilustra la evolución de la temperatura en este digestor.


05

101520253035404550556065

22/0

7/20

0524

/07/

2005

26/0

7/20

0528

/07/

2005

30/0

7/20

0501

/08/

2005

03/0

8/20

0505

/08/

2005

07/0

8/20

05

09/0

8/20

0511

/08/

2005

13/0

8/20

0515

/08/

2005

17/0

8/20

0519

/08/

2005

21/0

8/20

0523

/08/

2005

25/0

8/20

0527

/08/

2005

29/0

8/20

0531

/08/

2005

02/0

9/20

05

04/0

9/20

0506

/09/

2005

09/0

9/20

0512

/09/

2005

14/0

9/20

0516

/09/

2005

Fecha


T (ºC)

Gráfico 6.91: Evolución de la temperatura en el digestor aerobio 17. La humedad ha sido al principio de 60,15%. Con los riegos de agua hasta la séptima semana se ha logrado mantener la humedad por encima de 33,29%. Al final del proceso se ha registrado un máximo de 60,15%, un mínimo de 23,57% y promedio de 47,77% de humedad, mientras que la materia seca ha sido en un máximo de 76,43%, un mínimo de 39,85% y un promedio de 52,23%. EL gráfico 6,92 muestra la evolución de la humedad y de la materia seca.




0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/07

/2005

25/07

/2005

29/07

/2005

01/08

/2005

05/08

/2005

08/08

/2005

12/08

/2005

15/08

/2005

19/08

/2005

22/08

/2005

26/08

/2005

29/08

/2005

02/09

/2005

05/09

/2005

09/09

/2005

12/09

/2005

16/09

/2005

Fecha


Valores (%)


La materia orgánica inicial en la mezcla de los residuos con el fango ha resultado un valor de 82,01%. A medida que el tiempo fue transcurriendo se ha producido un decrecimiento de la materia organica mientras que crecía la materia inorgánica. Al final del proceso se ha constatado que había un 54,68% de materia orgánica y 46,67% de materia inorgánica, El gráfico 6.93 muestra la evolución de los parámetros materia orgánica e inorgánica. En la tabla 6.13, se muestra la composición del producto final (compost) obtenido en este digestor.


0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

22/0

7/20

05

29/0

7/20

05

05/0

8/20

05

12/0

8/20

05

19/0

8/20

05

26/0

8/20

05

02/0

9/20

05

09/0

9/20

05

16/0

9/20

05

Fecha

MO% MI%

Valores (%)




Los valores de los parámetros controlados por cada digestor aerobio de este grupo se resume en la tabla 6.12 y la composición de los compost de cada uno de los digestor de este grupo se resume en la tabla 6.13.

Parámetros Digestor 15

Digestor 16

Digestor 17

Mínimo 26 26 26 Máximo 54 54 61

Tem

pe

ratu

ra

(ºC

)

Promedio 37,89 39,32 41,93 Mínimo 24,05 21,58 23,57 Máximo 62,36 59,59 60,15

Hum

edad

(%)


Mat

eria

Se

ca

(%)


Mat

eria

O

rgán

i ca

(%)


Mat

eria

In

orgá

nica

(%

)

Promedio 36,35 35,44 31,91

Tabla 6.12: Parámetros de control de los digestores aerobios del grupo V.

Parámetros Digestor 15 Digestor 16 Digestor 17 Nitrógeno Kjeldahl (%) 1,3 1,4 1,3 Relación C/N 23,0 23,2 23,3 Fósforo (P2O5) 1,9 2,1 2,0 Calcio (%) 14,6 14,8 14,9 Magnesio (%) 1,5 1,3 1,5 Materia orgánica (%) 45,37 47,60 54,68 pH 7,5 7,3 7,4 Ácidos húmicos (%) 3,4 3,4 3,1

Tabla 6.13: Composición del compost de los digestores aerobios del grupo V.

Se ha constatado que en todos los digestores independientemente de la proporción de las fracciones de las mezcla de los residuos que se hayan hecho con los distintos fangos de diferentes edades, siempre han tenido un período de crecimiento de temperatura hasta la segunda semana al máximo y se ha seguido com un período de decrécimo paulatino y estabilidad de temperatura superior a la temperatura ambiental. Se ha verificado que con la degradación de la materia al final del proceso hay un decrecimo de materia orgánica y un crecimiento de materia inorgánica. El decrecimiento de la materia orgánica durante el proceso de compostaje ha sido causado por transformaciones bioquímicas que han ocurrido de forma más activa en hasta la sexta semana para cada digestor.



La remoción de los residuos durante el período de fermentación ha criado condiciones beneficiosas de penetración del aire insuflado y a su vez ha podido abrir caminos para la expulsión de los gases resultantes de la respiración de los microorganismos. La calidad de compost obtenido en cada digestor se diferencían en sus características unos con otros aunque sean del mismo grupo de residuos con proporciones de mezclas iguales. Así demostra que las condiciones de digestión y calidad de cada componente que forma la mezcla es la clave de la calidaddel compost resultante.

CAPÍTULO 7. CONCLUSIONES


CONCLUSIONES — 332—

7.1. CONCLUSIONES RESPECTO A LA DIGESTIÓN ANAEROBIA

En esta Tesis se ha llevado a cabo una investigación aplicada al objetvo de transformar la materia orgánica de los residuos sólidos urbanos en biogás y compost. El proceso utilizado ha sido el desarrollo de una digestión anaerobia seguida de otra aerobia para optimizar el compost obtenido.

Con base a los resultados obtenidos y a la discusión que de ellos se ha hecho, se ha llegado a las conclusiones que se señalan a continuación. 7.1.1. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE ETAPA ÚNICA

Con una alimentación diaria, a base de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos (foRSU), del digestor de etapa única mesofílica, las condiciones de digestión señalan las siguientes variaciones de los parámetros:

Parámetros de control

1) La temperatura, se ha mantenido en un rango mesofílico entre 28 y 38ºC, resultando un promedio de 34,27 ºC; habiéndose sobrepasado 3ºC el rango óptimo en la fase metánica.

2) El pH se ha mantenido estable, con un promedio de 7,21. Se ha

alcanzado un máximo de 8,02 y un mínimo 6,25. Este último valor representa un fallo en el sistema de condiciones metánicas.

3) La acidez volátil del fango durante la digestión ha sido elevada con

respeto a las condiciones normales de digestión en fase metánica, rondado un promedio de 3.611,77 mg/L de ácido acético. La alcalinidad se ha mantenido en rangos óptimos de fase metánica, con un promedio de 4.405,40 mg/L. La relación AV/Alc ha sido de 0,69 como promedio.


4) En la alimentación del digestor, se detecta fallo del sistema cuando el valor de sólidos totales alcanza 34.310 mg/L y la concentración de sólidos volátiles es de 32.140 mg/L; permitiendo el incremento de la acidez del fango hasta 4.532 mg/L y el descenso del pH a 6,25, por debajo del nivel de tolerancia de fase metánica.

5) El sistema ha podido eliminar los siguientes valores de sólidos volátiles:

un mínimo de 0,001Kg/L/día, un máximo de 0,030 Kg/L/día, y un promedio de 0,007 Kg/L/día, lo que ha dado un acumulado en la eliminación de sólidos volátiles de 0,25 Kg/L.



6) La producción media de biogás ha sido de 4,41 L, representando el metano un 62,92 %. Su producción mínima ha sido de 2,14 L y la máxima de 7,52 L; con un contenido en metano situado entre un mínimo del 51,1% y un máximo del 71,2 %.

7) El lodo obtenido ha presentado las siguientes características:

• pH = 7,88 • Alcalinidad = 5160 mg/L • Acidez volátil = 5028 mg/L • Relación C/N = 0,97 • Humedad = 98,20 % • Materia seca = 1,80 % • ST = 18.496,70 mg/L • SV = 13.096,70 mg/L • SF =5.400,0 mg/L • MO= 49,63 % • MI = 43,97 % • N =1,20 – 1,32 % • Relación CN = 24 – 35

7.1.2. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE 1ª FASE MESOFÍLICA En la digestión anaerobia de 1ª fase, que se ha arrancado con los fangos ácidos, se concluye: Parámetros de control

1) La temperatura ha oscilado entre 24 y 38 ºC con un promedio de 39,1ºC.

2) El pH ha estado entre 3,40 y 6,62, dominando totalmente el rango ácido de digestión.

3) Ha predominado la concentración de la acidez volátil, que ha alcanzado

un máximo de 28.039,20 mg/L, un mínimo de 764,00 mg/L y un promedio de 17.909,62 mg/L, mientras que la concentración de la alcalinidad total ha rondado entre 500 y 5.100 mg/L, con un promedio de 1.836,24, resultando así una relación AV/alcalinidad de un promedio de 10,21.




4) A lo largo del proceso de alimentación, se ha conseguido mantener en el digestor una concentración de sólidos totales por debajo de 15% en materia seca. Ésta ha oscilado entre el 4,10 y el 13,52%, con un promedio del 11,19%. Consecuentemente, la humedad ha estado entre el 86,4 y el 95,90%, siendo el promedio del 88,81%.

5) El digestor se estabiliza a partir del décimo sexto día, en el que los

sólidos totales han alcanzado la cifra de 140.048,21 mg/L y los sólidos volátiles el valor de 119.364,92 mg/L, con una producción de acidez volátil de 27.888 mg/L ácido acético.

6) La carga mínima de eliminación de sólidos volátiles ha sido de 0,005

Kg/L/día, la máxima 0,04 Kg/L/día, y la promedio de 0,01Kg/L/día, dando un acumulado máximo en la eliminación de sólidos volátiles en un0,73 Kg/L.

7) El lodo resultante de la digestión ha manifestado las siguientes

características:

• pH = 3,40 • Alcalinidad = 2.040 mg/L • Acidez volátil = 24.672 mg/L • Relación AV/alcalinidad = 12,09 • Humedad = 90,24 % • Materia seca = 9,76 % • ST = 98.983,33 mg/L • SV = 72.358,42 mg/L • SF = 15.203,33 mg/L • MO = 72,26 % • MI = 27,74 % • N = 1,22 – 144% • Relación CN = 24 – 35

7.1.3. DIGESTIÓN ANAEROBIA DE 2ª FASE MESOFÍLICA El arranque de este digestor se ha realizado mediante fangos digeridos en fase metánica procedentes de una depuradora de aguas residuales. Tras este arranque, ha pasado a ser alimentado diariamente con el efluente ácido del digestor de 1ª fase. Parámetros de control



1) Ha predominado una temperatura por encima del óptimo rango mesofílico (30–35 ºC) a lo largo de casi todo el proceso, habiendo oscilado entre 25 y 41 ºC, con un valor promedio de 35,36 ºC.

2) Se ha mantenido pH estable hasta el vigésimo día del proceso de digestión, siendo el valor mínimo alcanzado ese día de 6,69. En todo el período de digestión el pH ha oscilado entre 5,59 y 8,05, con un valor promedio de 7,23 .

3) A lo largo de la digestión, la alcalinidad ha permanecido estable en

rangos óptimos de fase metánica hasta llegar al vigésimo tercer día. En el período posterior se han observado oscilaciones que han representado una inestabilidad. Los valores de este parámetro han variado entre 3.740 y 6.800 mg/L, con un promedio de 4.990 mg/L.

4) La concentración de acidez volátil ha sobrepasado el rango óptimo de

metanización desde el principio del proceso, con valores entre 624 y 7.008 mg/L, y un promedio de 4.536,55 mg/L. La relación de AV/Alcalinidad ha estado entre 0,14 y 1,11, con un promedio de 0,75.


5) Se ha operado en baja concentración, resultando un contenido de la humedad que ha oscilado entre 95,21 y 98,67 %, con un promedio de 96,72%, mientras que la concentración de materia seca en el digestor ha sido de un mínimo de 1,33 %, un máximo de 4,79 % y un promedio de 3,28 %.

6) Los valores en que ha comenzado a detectarse el fallo en la digestión,

corresponden con una alimentación límite de 43.483,33 mg/L de sólidos totales y una concentración de 36.236,67 mg/L de sólidos volátiles. Su repercusión ha creado condiciones para la bajada de pH hasta 6,72 y un incremento de temperatura hasta los 35 ºC, pero sin afectar el rango óptimo de la alcalinidad total.

7) La carga mínima de eliminación de sólidos volátiles ha sido de 0,0004

Kg/L/día, la máxima de 0,02 Kg/L/día y un valor medio de 0,008 Kg/L/día, resultando un acumulado en la elimiación de sólidos volátiles en un máximo de 0,35 Kg/L.

8) El valor máximo admitido, sin que se den modificaciones que alteren el

proceso, ha sido de 37.140 mg/L para los sólidos totales y de 27.653,33 mg/L para los volátiles. Para este valor, el pH se ha situado en 7,28; lo que corresponde al décimo sexto día del proceso de digestión.

9) La producción media de biogás ha sido de 6,40 Litros, con un porcentaje

de metano del 67,91%. La producción mínima ha sido de 2,55 Litros y la



máxima de 9,53 Litros, con un contenido en metano de 59,2 y 73,6%, respectivamente.

10) El lodo salido de esta digestión ha presentado las siguientes

características:

• pH = 7,23 • Alcalinidad = 4.990,45 mg/L • Acidez volátil = 4.536,55 mg/L • Relación AV/alcalinidad = 0,90 • Humedad = 97,47 % • Materia seca = 2,53 % • ST = 26.636,67 mg/L • SV = 19.016,34 mg/L • SF = 7.620 mg/L • MO =38,46 % • MI = 61,54 % • N =1,19–1,28 % • Relación C/N = 25–34

7.1.4. COMPARACIÓN DE LOS TRES PROCESOS DE DIGESTIÓN ANAEROBIA

12) Con respecto a la media de producción del biogás, la digestión de doble

fase, y en concreto la de 2ª fase, ha demostrado ser la más productiva, por presentar cifras elevadas de biogás y un alto contenido en metano.

13) En cuanto a la eliminación de sólidos volátiles, el digestor de 2ª fase ha

demostrado ser el menos eficiente, en relación al digestor de etapa única y este ha sido superado por el digestor de 1ª fase

14) Para la recuperación de las condiciones de digestión en fase metánica

es necesario optar por retirar una cierta cantidad de fango del digestor, sustituyéndola por otro fango metánico, o por dejarlo un tiempo sin alimentar.

15) Alimentando con foRSU a diario un digestor anaerobio que arranque con

un fango ácido torna muy dificil alcanzar la fase metánica el aque se produce un biogas de calidad.

16) Un mejor arranque del digestor anaerobio de etapas, así como el de

fases, se puede conseguir utilizando como material de arranque los lodos de depuradoras de águas residuales en fase metánica.

17) La falta de recirculación o falta de agitación del fango después de una

alimentación con residuos frescos favorece la acidificación del fango.



7.2. CONCLUSIONES RESPECTO A LA DIGESTIÓN AEROBIA

1) En la preparación del material para compostaje para los distintos grupos de digestores se ha tenido en cuenta, principalmente, el tamaño de las partículas, su contenido en nitrógeno y la relación C/N de las distintas fracciones de residuos utilizados. Los valores que presentaban dichos residuos son los siguientes:

Tabla 7.1: Nitrógeno total y relación C/N de los residuos compostados.

2) Los cinco grupos de digestores aerobios preparados han sido alimentados con distintas fracciones orgánicas en las siguientes proporciones:

Grupos de digestores aerobios

% de los componentes

RC CS CF HS Fangos Grupo I 40,1 13,3 13,3 13,3 20,0 Grupo II 56,7 10,0 10,0 10,0 13,3 Grupo III 26,7 20,0 13,3 20,0 20,0 Grupo IV 46,6 – 6,7 26,7 20,0 Grupo V 46,6 6,7 20,0 6,7 20,0

Tabla 7.2: Proporción de las mezclas para cada grupo de digestores aerobios. Leyenda: RC: Residuos del comedor; CS: Césped seco; CF: Césped fresco; HS: Hojas secas.

Residuo utilizado % Nitrógeno Relación C/N Césped fresco 2,02–2,18 19–22 Césped seco 1,6–1,9 % 28–33

Hojas de árboles secas 0,9–1,2 % 40–68 Resto de comida 1,23–1,54 34–33

Fangos de etapa única 1,20–1,32 22–33 Fangos de 1ª fase 1,22–144 24–35 Fangos de 2ª fase 1,19–1,28 25–34



3) A partir de esta mezcla ha resultado un compost, para cada grupo de digestores, de la siguiente calidad:

Parámetros Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo V % Nitrógeno Kjeldahl 1,4–1,5 1,3–1,4 1,9–2,1 1,3 1,3–1,4 Relación C/N 18,9–20,4 20,6–22,4 1,9–22,0 22,9–24,1 23,0 % P (P2O5) 0,9–1,1 1,4–1,6 1,8–1,9 2,0–2,1 1,9–2,1 % Calcio 13,2–14,1 13,5–14,6 14,1–14,3 14,7–14,8 14,6–14,9 % Magnesio 1,2–1,4 1,3–1,5 1,3–1,5 1,4 1,3–1,5 % Materia orgánica 43,3–41,8 48,0–49,9 51,3–52,33 49,2–49,9 45,4–54,7 pH 7,8–7,9 7,6–7,8 7,5–7,7 7,4–7,5 7,3–7,5 % Ácidos húmicos 2,9–3,4 3,2–3,4 73,5–3,7 3,2–3,5 3,1–3,4

Tabla 7.3: Calidad del compost obtenido en la digestión aerobia.

4) La calidad del compost resultante de la fermentación aerobia, según los grupos de los digestores, viene determinada por la variación de los componentes de la mezcla y de las condiciones de operación.

5) Al tratarse de un producto resultante de distintos componentes iniciales,

que no tiene una composición química constante, cada compost presenta características muy variadas.

6) La aireación forzada ha influido positivamente en el proceso de

fermentación, ya que ha permitido el abastecimiento de oxígeno a los microorganismos y la expulsión de gases resultantes de la respiración de los mismos en en los digestores; pese a su influencia negativa por la bajada de temperatura en los primeros 15 minutos de cada aireación.

7) La temperatura alcanzada en el proceso de fermentación ha sido superior

a 49 ºC de forma general y con un tiempo de duración no menor de 3 días, lo que ha permitido la eliminación de gérmenes patógenos, permitiendo así la desinfección del compost.

8) El proceso de digestión aerobio se ha llevado a cabo mediante una corta

etapa mesofílica, seguida de otra termofílica un poco más larga y un período final aún más largo de temperatura de estabilización descendiente.

9) En la mezcla de las fracciones de residuos ha resultado un valor elevado

de materia orgánica, llegando hasta 84,56%, el valor más alto de todos los digestores. A medida que ocurría su descomposición, disminuía ese valor, hasta llegar a 54,68%, también como valor mínimo entre todos ellos. A su vez, esto se corresponde con un porcentaje de 64,66% de materia mineralizada.



10) El compost producido no alcanza las características de un fertilizante industrial, pero puede servir como acondicionador del suelo para la agricultura, ya que su contenido en nutrientes presenta valores aceptables para la estabilización y enriquecimiento de suelos y actuaría como enmienda orgánica.

11) Se registran pocas diferencias en la composición de los compost de cada

grupo de digestores aerobios, tratándose siempre de un producto de calidad.



7.3. CONCLUSIONES GENERALES

Una vez revisado todo el proceso y valoradas cada una de sus etapas, siguiendo los objetivos previamente establecidos, se puede concluir que:

1) La digestión anaerobia de residuos ha sido fundamental para la producción de lodos portadores de nutrientes y microorganismos que han contribuido a la degradación de la fracción orgánica de residuos, junto con los microorganismos que se han desarrollado en los propios residuos.

2) El uso combinado de dos procesos de digestión (anaerobio–aerobio)

permite el aprovechamiento máximo de los residuos y, por tanto, de una mejor génesis de biogás y lodos en la digestión anaerobio, y de compost en el compostaje aerobio.

3) La combinación de las distintas fracciones orgánicas de los residuos

sólidos urbanos (residuos biodegradables domésticos, de jardinería y lodos de depuradora), es un reto para el futuro del compost de calidad, por aportar cada uno valiosos nutrientes para las plantas.

4) El compostaje de residuos es una técnica que contribuye a la reducción de

los residuos generados en diversas actividades, resultando un compost que aporta nutrientes asimilables por las plantas y que mejoran las condiciones del suelo al aportar humus y materia orgánica que será mineralizada.

5) Con la técnica aplicada se ha logrado una producción de compost en ocho

semanas y se ha conseguido un compost de calidad adecuada para fines agronómicos.

6) Dado que esta tecnología es accesible y de costo reducido, puede

emplearse de manera doméstica. Así, sería una forma de disminuir gastos en la producción de un compost de adecuado rendimiento, frente a la producción industrial sobrecargada por los gastos de transporte, entre otros.

7) El compostaje supone un abaratamiento de los costes de construcción y

mantenimiento frente a la digestión anaerobia. De ahí su elección en situaciones de bajos recursos económicos. De hecho, ésta sería la tecnología a implementar en Mozambique, dado su desarrollo tecnológico y situación económica.

CAPÍTULO 8. RESUMEN Y RECOMENDACIONES


RESUMEN Y RECOMENDACIONES - 344-

• RESUMEN La combinación secuencial de los procesos de digestión anaerobia y

aerobia, con vistas a la obtención de un compost de calidad a partir de distintas proporciones de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos mezcladas con lodos digeridos, ha sido el gran objetivo a alcanzar en esta Tesis.

Han sido utilizadas como metodología, la digestión anaerobia de etapa única, de doble fase (1ª fase seguida de 2ª), en rango mesofílico y digestión aerobia.

En la digestión de etapa única se ha arrancado con un fango de depuradora de aguas residuales en su fase metánica.

El digestor, de un volumen total de 30 L, ha sido rellenado con 22 L de fango; dejándolo en período de inercia durante cuatro días para permitir la aclimatación de los microorganismos.

El digestor se ha alimentado cada día con la fracción orgánica de residuos de comedor previamente seleccionados. Se ha medido la temperatura, el pH, la alcalinidad total y la acidez volátil para controlar el funcionamiento del digestor en rango metánico. Además, se han medido los sólidos totales, volátiles y fijos, para controlar el régimen de alimentación, y la materia orgánica e inorgánica como control operativo para la calidad del lodo resultante.

El proceso de digestión de etapa única ha durado 53 días. En él se ha producido un total de 180,90 L de biogás, con un promedio de contenido en metano del 62,92%, y un lodo con las siguientes características: pH = 7,88; alcalinidad = 5160 mg/L; acidez volátil = 5028 mg/L; relación C/N = 0,97; humedad = 98,20%; materia seca = 1,80%, ST = 18496,70 mg/L, SV = 13096,70, SF = 5400,0; MO = 49,63 y MI = 43,97.

La digestión anaerobia de 1ª fase se ha procesado en un digestor de iguales características al de etapa única. Éste ha sido rellenado con 24 litros de fango ácido procedente de la depuradora y alimentado posteriormente y a diario con una mezcla de fracción orgánica y fango ácido de la depuradora. El proceso ha durado 51 días. El fango resultante de este proceso ha servido para alimentar el digestor de 2ª fase. En este digestor ocurre la liquefacción–hidrólisis en la fase ácida, no habiendo posibilidad de producción del biogás.

Se han realizado los mismos análisis para el control de los parámetros de control, de alimentación y operativos.

El fango resultante ha presentado las siguientes características: pH = 3,40; alcalinidad = 2040 mg/L; acidez volátil = 24672 mg/L; relación AV/Alcalinidad = 12,09; humedad de 90,24%; concentración de materia seca =



9,76% = sólidos totales = 98983,33mg/L; sólidos volátiles = 72358,42 mg/L; sólidos fijos = 15203,33 mg/L; materia orgánica = 72,26% y materia inorgánica = 27,74%.

La digestión anaerobia de 2ª fase se ha procesado en un digestor de 60 L. En éste se han introducido inicialmente 40 L de fango metánico procedente de la depuradora de aguas residuales, dejándolo en un período de inercia, para la aclimatación de los microorganismos a las nuevas condiciones ambientales, por un tiempo de tres días. En períodos posteriores, el digestor ha sido alimentado por fangos resultantes de la digestión de la 1ª fase. El proceso ha durado 47 días.

Han sido analizados los mismos parámetros para controlar el proceso. Se ha obtenido un total de 255,82 L de biogás, con un promedio de 6,40

L/día y un contenido en metano del 67,91%.

La calidad del lodo ha sido la siguiente:

Humedad = 97,47%; materia seca = 2,53%; sólidos totales = 26636,67 mg/L; sólidos volátiles = 19016,34 mg/L; sólidos fijos = 7620 mg/L; materia orgánica = 38,46% y materia inorgánica = 61,54%. La digestión aerobia se ha procesado en 17 digestores aerobios de PVC montados sobre una plataforma de madera. Para su aireación se han utilizado dos soplantes con fuerza de presión igual a 0,5 bar. Para este proceso se han formado 5 grupos de digestores aerobios. Cada grupo de digestor fue alimentado con una mezcla de residuos de comida del comedor, residuos de jardinería (césped fresco y seco, hojas de árboles secas) en distintas proporciones y fangos resultantes de la digestión anaerobia. Los restos de comida han sido recogidos del comedor de la ETS de ingenieros de Caminos Canales y Puerto de la Universidad Politécnica de Madrid, el césped fresco ha procedido del recorte de jardín de esta escuela y de la Facultad de Periodismo de la Universidad de Complutense de Madrid, y las hoja de árboles de los jardines pertenecientes a estas escuelas. El proceso ha ocurrido en el laboratorio, donde se ha podido también controlar la evolución de parámetros como temperatura, materia orgánica e inorgánica durante el proceso de fermentación, y parámetros de calidad del producto final del proceso, a las 8 semanas de duración del proceso.



El compost obtenido por cada grupo de digestores ha presentado las siguientes valores de los parámetros analizados:

Parámetros (%) Grupo I Grupo II Grupo III Grupo IV Grupo V Nitrógeno Kjeldahl 1,4–1,5 1,3–1,4 1,9–2,1 1,3 1,3–1,4 Relación C/N 18,9–20,4 20,6–22,4 1,9–22,0 22,9–24,1 23,0 P (P2O5) 0,9–1,1 1,4–1,6 1,8–1,9 2,0–2,1 1,9–2,1 Calcio 13,2–14,1 13,5–14,6 14,1–14,3 14,7–14,8 14,6–14,9 Magnesio 1,2–1,4 1,3–1,5 1,3–1,5 1,4 1,3–1,5 Matera orgánica 43,3–41,8 48,0–49,9 51,3–52,33 49,2–49,9 45,4–54,7 pH 7,8–7,9 7,6–7,8 7,5–7,7 7,4–7,5 7,3–7,5 Ácidos húmicos 2,9–3,4 3,2–3,4 73,5–3,7 3,2–3,5 3,1–3,4

Tabla 8.1: Caracteristicas del compost resultante de la digestión aerobia de la foRSU.

Ha predominado un decrecimiento del contenido de la materia orgánica y un crecimiento de la inorgánica en todos los digestores aerobios. Los resultados indican que se ha obtenido un biogas de calidad, un lodo de buena calidad y un compost de calidad muy aceptable para fines agrícolas.



• RECOMENDACIONES El uso de los procesos de digestión aerobia seguida de aerobia, es una opción muy valiosa para el aprovechamiento de la fracción orgánica de los residuos. Esta técnica es muy fructífera para el aprovechamiento de residuos urbanos y agrícolas. Se recomienda el uso de fango de aguas residuales que no contenga contaminantes químicos como material de riego durante el compostaje para incrementar la humedad en el material destinado al compostaje. Siempre que se pretenda producir compost, la aireación, la selección y combinación de distintos componentes de fracción orgánica con distintas proporciones de relación C/N deben ser las claves para que resulte una buena calidad. Por eso se recomienda el empleo de residuos de jardinería como material que aporta nutrientes básicos, como son nitrógeno, fósforo y potasio. La aplicación del compost sería muy interesante para recuperar los suelos degradados por incendios o por la agricultura intensiva. De ahí se recomienda su producción intensiva a nivel industrial com material residual bien seleccionado.

Es recomendable realizar una evaluación de determinados contaminantes, como son los metales pesados, tanto en lodos como en compost, antes de aplicarlos al suelo agrícola.



CAPÍTULO 9. BIBLIOGRAFÍA


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ANEXOS —358—

CAPÍTULO 10. ANEXOS


ANEXOS —360—

ABREVIATURAS Y SIMBOLOS – foRSU– fracción orgánica de Residuos Sólidos Urbanos – MO– Materia Orgánoca – MI– Materia Inorgánica – ST– Sólidos Totales – SV– Sólidos Volátiles – SF– Sólidos Fijos – RC– Residuos del Comedor – CF–Césdped Fresco – CS– Césped Seco – HS– HoJas de arboles secas – AV– Acidez volátil – Alc. – Alcalinidad – RSU – Residuos Sólidos Urbanos – 1A– Digestor anaerobio de etapa única – 1B– Digestor anaerobio de 1ª Fase – 2B– Digestor anaerobio 2ª Fase – 1Ai– Influente de digestor anaerobio de etapa única – 1Ae– Efluente de digestor anaerobio de etapa única – 1Bi– Influente de digestor anaerobio de 1ª fase – 1Be– Efluente de digestor anaerobio de 1ª fase – 2Bi– Influente de digestor anaerobio de 2ª fase – 2Be– Efluente de digestor anaerobio de 2ª fase .


ANEXOS —361—

Figura A: balanza analítica

Figura B: Estufa para la determinación de la humedad de materia


ANEXOS —362—

Figura C: Horno para calcinación

Figura D: Mezcla de fangos con residuos del comedor


ANEXOS —363—

Figura E: Aparato orsate para determinación porcentual del biogas

Figura F: Uno de los compost obtenido en la digestión aerobia


ANEXOS —364—

Figura G: Determinación de la temperatura durante el compostaje

Figura H: Aparato de destilación (Pro–Nitro, S– 627) para análisis de nitrogeno Kjeldahl.


ANEXOS —365—

Figura I: Placa calefactora para calentamiento de muestras en matraz de Kjeldahl

Figura J: Proceso de


ANEXOS —366—

Figura K: Muestreo de los fangos para análisis físico–quómicas

Figura L: Determinación del pH de un fango


ANEXOS —367—

Figura M: Bomba centrifuga para la recirculación de fango del digestor anaerobio

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