Residuos agroindustriales con potencial para la producción de metano mediante la digestión anaerobia / Agroindustrial wastes methanization and bacterial composition in anaerobic digestion

Las toneladas de residuos orgánicos que se generan anualmente en la agroindustria pueden aprovecharse como materia prima para la producción de metano. Para que los residuos orgánicos se puedan convertir a metano a gran escala, es importante que previamente se realicen sobre ellos pruebas de biodegradabilidad; un parámetro importante que conviene establecer es su potencial bioquímico de metano. En el presente trabajo se estudió la biodegradabilidad, la producción de metano y el comportamiento de poblaciones de eubacterias y arqueobacterias durante la digestión anaerobia de residuos de plátano, mango y papaya provenientes de la agroindustria, adicionando un inóculo microbiano. Los residuos de mango y plátano tenían mayor contenido de materia orgánica (94 y 75 %, respectivamente) que el residuo de papaya con base en su relación sólidos volátiles/sólidos totales. Después de 63 días de tratamiento, la mayor producción de metano se observó en la digestión anaerobia del residuo de plátano: 63,89 ml de metano por g de demanda química de oxígeno del residuo. Los resultados del potencial bioquímico de metano demostraron que el residuo de plátano tiene el mejor potencial para ser usado como materia prima en la producción de metano. A través de un análisis por PCR-DGGE con oligonucleótidos específicos se logró evaluar el tamaño y la composición de las poblaciones de eubacterias y arqueobacterias presentes en la digestión anaerobia de residuos agroindustriales a lo largo del proceso.

The tons of organic waste that are annually generated by agro-industry, can be used as raw material for methane production. For this reason, it is important to previously perform biodegradability tests to organic wastes for their full scale methanization. This paper addresses biodegradability, methane production and the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria during anaerobic digestion of banana, mango and papaya agroindustrial wastes. Mango and banana wastes had higher organic matter content than papaya in terms of their volatile solids and total solid rate (94 and 75 % respectively). After 63 days of treatment, the highest methane production was observed in banana waste anaerobic digestion: 63.89 ml CH4/per gram of chemical oxygen demand of the waste. In the PCR-DGGE molecular analysis, different genomic footprints with oligonucleotides for eubacteria and archeobacteria were found. Biochemical methane potential results proved that banana wastes have the best potential to be used as raw material for methane production. The result of a PCR- DGGE analysis using specific oligonucleotides enabled to identify the behavior of populations of eubacteria and archaeabacteria present during the anaerobic digestion of agroindustrial wastes throughout the process.

Avaliação da biodegradabilidade anaeróbia de lixiviados de aterro sanitários / Evaluate of the anaerobic biodegradability of landfill leachate

Os objetivos deste artigo foram investigar as condições ambientais e operacionais favoráveis ao desenvolvimento do teste de biodegradabilidade anaeróbia para lixiviados de aterro sanitário. As condições avaliadas foram a relação alimento/microrganismo (A/M), aclimatação do lodo, e toxicidade devido à alta concentração de amônia. Os resultados indicaram que a relação A/M equivalente a 0,45 apresentou-se como a mais favorável à realização do teste, e que o lodo empregado apresentou boa capacidade de adaptação ao lixiviado, não demandando aclimatação prévia. O lixiviado em questão apresentou relativamente baixa biodegradabilidade anaeróbia, associado aos resultados de estudos de biodegradabilidade aeróbia anteriores que sugerem que uma significativa fração de matéria orgânica é refratária mesmo ao metabolismo aeróbio,indica que o tratamento físico-químico deve ser utilizado como forma de pré ou pós-tratamento.

The objectives of this article were to investigate the favorable environment and operational conditions to the development of the anaerobic biodegradability test for landfill leachate. The evaluated conditions were the relation food/microrganismo (A/M), seed acclimatization, and toxicity due to high ammonia concentration. The results indicated that A/M relation equivalent to 0,45 was presented as most favorable to the accomplishment of the test, and that the seed used presented good capacity of adaptation to the leachate, not demanding previous acclimatization. The leachate in question presented relatively low anaerobic biodegradability, and associated to the results of previous studies of aerobic biodegradability suggest that a significant fraction of organic substance is refractory to the aerobic and anaerobic metabolism, indicating that the physical-chemical treatment must be used as form of pre or post-treatment.