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Estudio experimental del efecto de la presión sobre la producción de metano resultante de la digestión anaerobia de materia orgánica en fase líquida
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Saldana, Miguel A. Fremont Aranda, Carvajal Meraz, Laura Domínguez, Armando |
| Copyright Year | 2002 |
| Abstract | An experimental study about the effect of the pressure on the methane production from the anaerobic digestion of a landfill leachate was performed. The results of this study, reported here, evidence the existence of a relationship between the system pressure and the methane production. Palabras clave Digestion anaerobia, Lixiviado, Metano, Presion, Relleno Sanitario. INTRODUCCION El relleno sanitario de Bordo Poniente se ubica en la zona federal del exlago de Texcoco. Se trata del ultimo sitio en actividad que recibe residuos solidos municipales provenientes de la Ciudad de Mexico. Buscando aumentar su capacidad de recepcion, se planea la elevacion del deposito i.e. la construccion de piramides de residuos de ∼30 m de altura (Kokusai Kogyo Co. Ltd, 1999). Ello representa un aumento significativo de la presion hidrostatica del lixiviado contenido en los poros del relleno, ∼1 atm por cada 10 m de altura, en donde las reacciones protagonistas de la produccion de metano tienen lugar (Meraz, 1997). En tal perspectiva, el objetivo de este trabajo es estudiar experimentalmente el efecto de la presion sobre la produccion de CH4 resultante de la digestion anaerobia de la materia organica contenida en un lixiviado. La revision bibliografica realizada al respecto mostro que este tema ha sido muy poco estudiado. METODO La Figura 1 muestra el dispositivo experimental utilizado. El sistema consta de un reactor Parr-4522 de dos litros, con sistema de agitacion, sistema de medida y control de temperatura, asi como un sistema analogo para la presion. El reactor es acompanado por diversos aditamentos que permiten medir: (i) gasto de gas producido y su contenido de CH4, (ii) el pH del lixiviado, su demanda quimica de oxigeno y su concentracion en acido acetico. Para obtener un ambiente anaerobio dentro del reactor y para presurizar el sistema se utilizo N2. La gama de presiones empleada va de 1 a 4 atm. Durante cada uno de los experimentos, cada uno duro alrededor de nueve semanas, la presion y la temperatura (∼37 oC) se mantuvieron constantes. En todos los experimentos, la carga del reactor fue un volumen de ∼1.5 l de lixiviado proveniente de un estudio experimental paralelo (Meraz, 2000). Este lixiviado se formo durante la digestion anaerobia de residuos verdes y alimentos, sin agitacion y con alto contenido en solidos, i.e. condiciones similares a las que predominan en un relleno sanitario. Figura 1. Vista del reactor Parr-4522 de dos litros de capacidad, con sistema de agitacion, control de presion y temperatura. RESULTADOS Y DISCUSION Se efectuaron tres experimentos a presion P de 1, 2 y 4 atm. En cada experimento, se obtuvieron resultados sobre la produccion acumulativa de CH4, asi como sobre la evolucion del pH, la concentracion de acidos organicos volatiles y la demanda quimica de oxigeno en el lixiviado bajo digestion anaerobia – para una presentacion detallada ver Saldana (2002). 0 10 20 30 40 50 60 6.6 6.8 7 7.2 7.4 7.6 7.8 tiempo / dia pH P=1atm P=2atm P=4atm Figura 2. Efecto de la presion sobre la evolucion del pH del lixiviado bajo fermentacion anaerobia. 0 10 20 30 40 50 60 0 1 2 3 4 5 6 7 8 tiempo / dia Pr od uc ci on a cu m ul at iv a de m et an o / g P=1atm P=2atm P=4atm Figura 3. Efecto de la presion sobre la evolucion de la produccion acumulativa de metano por la digestion anaerobia de la materia organica en fase liquida. No se observo ningun efecto significativo de la presion sobre la evolucion de la concentracion de acidos organicos volatiles, ni sobre la demanda quimica de oxigeno. Por el contrario, la produccion acumulativa de CH4 y el pH del lixiviado si se vieron afectados por el valor de la presion. La Figura 2 muestra el efecto de la presion sobre la evolucion del pH del lixiviado. Notese que en general la fermentacion que ocurre bajo presion atmosferica presenta claramente la mayor acidez, indicando que la presion del sistema afecta el comportamiento quimico del sistema. Por su parte, la Figura 3 muestra la existencia de una relacion entre la produccion acumulativa de CH4 y la presion de la reaccion. Observese que a mayor presion relativa mayor es la produccion de metano. Finalmente, es pertinente observar que los resultados aqui presentados son considerados como preliminares, ya que mas trabajo experimental debera realizarse para garantizar su reproducibilidad. CONCLUSION Los resultados preliminares e ineditos obtenidos en este estudio, senalan la existencia de una relacion entre la presion de la reaccion y la concentracion de metano en el biogas producido por la digestion anaerobia de un lixiviado. REFERENCIAS • Kokusai Kogyo Co. Ltd. (1999). The Study on Solid Waste Management for Mexico City in the United Mexican States. Informe final. Publicado por la Agencia Japonesa de Cooperacion Internacional y el Gobierno de los Estados Unidos Mexicanos, Mexico D.F, Mexico. • Meraz L. (1997). Decharge Controlee et Producction de Biogaz: Etude Experimentale et Modelisation sur un Site Industriel et a l’Echelle Pilote. Tesis de Doctorado, Instituto Nacional Politecnico de Toulouse, Francia. • Meraz L. (2000). Estudio Experimental sobre la Produccion de Biogas en Relleno Sanitario y Caracterizacion de la Composicion del Biogas Producido en los sitios de Santa Catarina y Bordo Poniente. Informe final, Proyectos CONSERVA 2000, Publicado por GDF, Mexico D.F., Mexico. • Saldana M.A. (2002). Efecto de la Presion en la Descomposicion de la Materia Organica en el Relleno Sanitario de Bordo Poniente. Informe de Proyecto Terminal, UPIBI-IPN, Mexico D.F., Mexico. |
| Starting Page | 4 |
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| Page Count | 1 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/unam7/experimental.pdf |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
