ABSTRACT
RESUMEN El objetivo de esta investigación fue obtener estruvita a partir del digerido de un digestor rural, alimentado con estiércol bovino. Con el fin de determinar las variables de operación para recuperar estruvita (iones PO4 3- y NH4+), se desarrolló un diseño de experimentos, en el cual se evaluó el efecto combinado de la relación molar de Mg2+:PO4 3- (1.5:1, 2.5:1 y 3.5:1), tiempo de reacción (10, 50 y 90 min) y velocidad de agitación (100, 450 y 800 rpm). Las condiciones determinadas como favorables fueron relación molar 1.5, tiempo de reacción 50 min y una velocidad de agitación de 450 rpm. Estos resultados muestran que la recuperación de fosfato más alta es alcanzada el contenido de Mg ya presente en el digerido de estiércol bovino (153 mg/L). Los porcentajes de recuperación obtenidos fueron 55 ± 4.94 % y 58 ± 7.72 % para NH4+ y PO4 3- respectivamente. La formación y composición de cristales de estruvita se confirmó mediante microscopía petrografía, microscopía electrónica de barrido (SEM) y radiación infrarroja. El rendimiento de estruvita obteniendo fue 295.75 mg/L de digerido utilizado.
ABSTRACT The aim of this research was recovery nutrients (PO4 3- and NH4+ ions) in form of struvite, used cattle manure digestate from low cost anaerobic digester. In order to determinate operating variables (Mg2+: PO4 3- molar ratio, reaction time and stirring speed) an experimental design was developed. Struvite crystal was identified by mean of petrographic microscopy and infrared radiation. The highest recovery rates of 55±4.94 % and 58±7.72 % for NH4+ and PO4 3-, respectively was achieved at 1.5 molar ratio, 50 minutes reaction time and 450 rpm stirring speed. Struvite yield was 295.75 mg/L. These results show that the highest phosphate recovery is achieved with the magnesium concentration (153 mg/L) contained in the cattle manure digestate.
RESUMO O intuito desta investigação foi obter estruvita partindo do digerido de um digestor rural, alimentado com esterco bovino. A fim de determinar as variáveis de operação para recuperar a estruvita (íons PO4 3" e NH4 +), foi desenvolvido um delineamento experimental, no qual foi avaliado o efeito combinado da razão molar de Mg2+: PO4 3" (1.5:1, 2.5:1 e 3.5: 1), tempo de reação (10, 50 e 90 min) e a velocidade de agitação (100, 450 e 800 rpm). A combinação de condições determinadas como favoráveis foram: relação molar de 1.5, tempo de reação de 50 minutos e velocidade de agitação de 450 rpm. Estes resultados indicam que a maior recuperação de fosfato é obtida com a concentração de magnésio (153 mg / L) contida no esterco bovino digerido. As porcentagens de recuperação obtidas foram de 55 ± 4.94% e 58 ± 7.72% para NH4+ e PO4 3" respectivamente. A formação e composição de cristais de estruvita foram confirmadas por meio de microscopia de petrografia, microscopia eletrônica de varredura (SEM) e radiação infravermelha. O rendimento da estruvita obtida foi de 295.75 mg /L de digerido utilizado.
ABSTRACT
El biodigestor anaerobio utilizado en este estudio, se diseñó para tratar agua residual doméstica en un sanitario de prueba, y se caracteriza por ser de: flujo continuo, baja carga orgánica y tener cuatro etapas de proceso. La importancia del prototipo estudiado radicó en las condiciones reales en que se probó. La primera etapa consistió en la selección del sitio, construcción del prototipo en ferrocemento con capacidad de 1m³, impermeabilización y carga. En esta etapa se inoculó el reactor con materia orgánica procedente de las descargas del sanitario, durante el periodo de agosto a diciembre de 2011. La evaluación de este periodo consistió en la medición de parámetros de campo: pH, conductividad eléctrica, sólidos sedimentables, temperatura del influente - efluente y oxígeno disuelto del sistema que permitieron verificar el comportamiento del proceso del digestor durante la fase de arranque. Los resultados obtenidos para estas determinaciones a la entrada y salida del biodigestor respectivamente son los siguientes: pH (8.03; 8.43), conductividad eléctrica (1510.83 µS/cm; 1207.00 µS/cm), temperatura del proceso (19.2°C; 20.1°C), sólidos sedimentables (144.5mL/L; 0.02mL/L), oxígeno disuelto (4.5992 mg/L; 0.1924 mg/L) estos datos proporcionaron un punto de partida para el tratamiento de aguas residuales de tipo doméstica.
The anaerobic biodigester analyzed in the present study was designed for the treatment of domestic wastewater in a test restroom, characterized by its continuous flow, low organic load and a four-stage processing system. The value of the prototype under research consists in the real daily conditions under which it was tested. The first stage consisted of the site selection, and the manufacture of a waterproof iron reinforced cement prototype, with a 1m³ loading capacity. At this stage, during the period from august to december 2011, the reactor was inoculated with organic matter originating from the aforementioned restroom discharges. The evaluation of this stage consisted in taking measurements of the following field parameters: pH, electrical conductivity, sedimentable solids, and inflow and outflow temperature along the system. These records substantiated the behaviour of the processes within the digester during the starting phase. The results obtained through these determinations at both the biodigester entry and exit points are respectively: pH (8.03; 8.43), electrical conductivity (1510.83 µS/cm; 1207.00 µS/cm), inflow and outflow temperatures (19.2°C; 20.1°C), sedimentable solids (144.5mL/L; 0.02mL/L) and dissolved oxygen (4.5992 mg/L; 0.1924 g/L). These data provided a starting point for the treatment of domestic wastewater.