ABSTRACT
Se empleó una celda de combustible microbiana (CCM) a escala de laboratorio para la generación de electricidad. La celda consistió de dos cámaras separadas por una membrana de intercambio protónico (PEM). Se utilizaron electrodos de papel carbón y un catolito acuoso burbujeado con aire para proveer O2 disuelto al electrodo. La generación de potencia en la CCM, se debió a la presencia de bacterias como biocatalizadores en la cámara del ánodo. Las bacterias fueron obtenidas de un inóculo mixto anaerobio de tipo entérico, empleando agua residual sintética (ARS) como sustrato. Se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre el rendimiento de la CCM, encontrando que la mayor densidad de potencia fue generada a temperatura mesofílica de 35 ±5°C y pH entre 5 y 6. Empleando resistencias de 600 y 1000W se obtuvieron densidades de 640 y 336mW·m-2, respectivamente. La eficiencia coulómbica obtenida fue de 59,8%. Este tipo de sistemas resultan atractivos para la generación de electricidad y a la vez para la degradación de la fracción orgánica.
A microbial fuel cell (MFC) at laboratory scale was used for the generation of electricity. The cell consisted of two compartments separated by a proton exchange membrane (PEM). Carbon paper electrodes and an aqueous catholyte supplied with air to provide dissolved O2 to the electrode were used. The power generation in the MFC, was due to the presence of bacteria as biocatalysts in the anode chamber. The bacteria were obtained from a mixed anaerobic type enteric inoculum, using synthetic wastewater as substrate. The influence of temperature and pH on the performance of the MFC was determined. The highest current densities, of 640 and 336mW·m-2, were obtained at the mesophilic temperature 35 ±5°C and pH between 5 and 6, using resistances of 600 and 1000W, respectively. The coulombic efficiency obtained was 59.8%. Such systems are attractive for electricity generation, at the same time that they disintegrate the organic fraction of waste water.
Empregou-se uma célula de combustível microbiana (CCM) a escala de laboratório para a geração de eletricidade. A célula consistiu de duas câmaras separadas por uma membrana de intercâmbio protônico (PEM). Utilizaram-se elétrodos de papel carbono e um católito aquoso borbulhando com ar para prover ao elétrodo O2 dissolvido. A geração de potência na CCM foi devida à presença de bactérias como biocatalizadores na câmara do ânodo. As bactérias foram obtidas de um inóculo misto anaeróbio de tipo entérico, empregando água residual sintética (ARS) como substrato. Determinou-se a influência da temperatura e o pH sobre o rendimento da CCM, encontrando que a maior densidade de potência foi gerada com a temperatura mesofílica de 35 ±5°C e pH entre 5 e 6. Empregando resistências de 600 e 1000W se obtiveram densidades de 640 e 336mW·m-2, respectivamente. A eficiência coulómbica obtida foi de 59,8%. Este tipo de sistemas resulta atrativo para a geração de eletricidade e por sua vez para a degradação da fração orgânica.
ABSTRACT
Se comparó dos sistemas de digestión de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (FORSU), empleando dos sistemas a escala laboratorio, uno con dos reactores empacados acoplados (RE-RE) y el otro con un reactor anaerobio de manto de lodos acoplado a un reactor empacado (RANMAL-RE), todos operados en régimen mesofílico. Para la fase de arranque del RE iniciador (RE 1.1) del sistema RE-RE, y del RANMAL iniciador (RANMAL 2.1) se inoculó mezcla de inóculos no anaerobios. Alcanzado el tiempo de metanogénesis franca (TMF) en los iniciadores, sus efluentes fueron recirculados a los correspondientes RE frescos (RE 1.2 y RE 2.2) y los lixiviados procedentes de éstos se recircularon a su vez a los indicadores metanogénicos (RE 1.1 y RANMAL 2.1). La fase de arranque de RE 1.1 se hizo con recirculación continua del lixiviado hasta llegar al tiempo de metanogénesis en 118 días; el lixiviado obtenido tuvo pH 7,05; factor alfa 0,35; ácidos orgánicos volátiles (AOV) 1405 mg/l Hac; DQO de recirculación 3080mg/l; y 62.02 por ciento de metano en el biogás. Para RANMAL 2.1, el arranque inició con circulación de inóculo salvaje y desde el día 7 se alimentó con agua residual sintética; el TMF fue alcanzado a los 34 días y el efluente tuvo pH 7,13 alfa 0,36; AOV 1289mg/l Hac; DQO 2280mg/l; y 60,40 por ciento de metano. El acoplamiento de los sistemas se realizó conectando las salidas de RE 1.1 y RANMAL 2.1 a RE 1.2 y RE 2.2 respectivamente, empacados con FORSU nueva. Ambos sistemas anaerobios acoplados resultaron atractivos para degradación de FORSU, aunque RANMAL-RE fue más rápido en el primer arranque, removió más sólidos volátiles (SV) que RE-RE y generó más metano. Las eficiencias de remoción de metano fueron 85,95 por ciento 80,88 por ciento y 0,1091 CH/g-SV en RE-RE, y 88,75 por ciento 82,61 por ciento y 0,1151 CH/g-SV en RENMAL-RE