Evaluación de producción de biogás y reducción de carga orgánica de vinazas mediante digestión anaerobia / Biogas production evaluation and reduction of vinasse organic load by anaerobic digestion

RESUMEN

RESUMEN La vinaza es un residuo derivado de la producción de alcohol carburante, que posee elevada carga orgánica disuelta (46%), bajo pH que oscila entre 3-5 y alta demanda química de oxigeno (DQO) de 200-300 mgDQO/L, dichas características hacen de la vinaza un potencial contaminante. Hoy en día, se han buscado métodos que contribuyan a un adecuado manejo de este residuo, como su aprovechamiento para generar energía. En esta investigación se determinó el efecto de la concentración de vinaza y el tipo de lodo inoculante sobre la tasa global de producción de biogás, actividad metanogénica y reducción de carga orgánica durante el proceso de digestión anaerobia. Se utilizaron lodos como fuente de inóculo, provenientes de una PTAR, de una laguna de vinaza, y de laguna de oxidación y enfriamiento; la producción de biogás se cuantificó con la técnica de desplazamiento de líquido, se determinó la actividad metanogénica específica (AME), se determinó la tasa de remoción de DQO y sólidos totales y se aislaron microorganismos metanogénicos. Se encontró que la concentración de 90% de vinaza con lodos de la laguna de oxidación obtuvo los mejores rendimientos, se cuantificó 674.5 mL de biogás durante 1 8 días en un volumen de trabajo de 400 mL y se calculó la AME de 0.2 gDQOCH4/gSSV.d. Se demostró que a partir de la digestión anaerobia reduce un 25.2% de la DQO y 22.4% de sólidos; los resultados del análisis microbiológico permitieron evidenciar la presencia de microorganismos metanogénicos en el biorreactor anaerobio.

ABSTRACT

ABSTRACT Sugarcane vinasse is a residue derived from the production of fuel alcohol, that has a high dissolved organic load (46%), pH ranging from 3 to 5, and chemical oxygen demand (COD) from 200 to 300 mg/l. These characteristics make of the vinasse a potential contaminant. Therefore, methods have been sought that contribute to an adequate management of this waste, such as its use to generate energy. In this research, the process of anaerobic digestion of sugarcane vinasse and sludge as inoculant was evaluated based on the global rate of biogas production, methanogenic activity and reduction of organic load. Different concentrations of vinasse and different sources of sludge were tested; WWTP biosolids, vinasse sludge, and sludge from oxidation and cooling lagoon. Biogas production was quantified by technique liquid displacement, was determined the specific methanogenic activity (SMA), removal of COD and total solids were also determined, and isolation of methanogenic microorganisms. It was determined that the concentration of 90% of vinasse with sludge from the oxidation and cooling lagoon produced the highest yield; 674.5 mL of biogas was quantified during 18 days in a work volume of 400 mL and the SMA of 0.2 g DQOCH4 / gSSV.d was calculated. It was demonstrated that the anaerobic digestion it reduces 25.2% of COD and 22.4% of solids, the results of the microbiological analysis allowed to demonstrate the presence of methanogenic microorganisms in the anaerobic biorreactor.