Efecto de la presencia de bolsas biodegradables en la digestión anaerobia

Carregant...
Miniatura
El pots comprar en digital a:
El pots comprar en paper a:

Projectes de recerca

Unitats organitzatives

Número de la revista

Títol de la revista

ISSN de la revista

Títol del volum

Correu electrònic de l'autor

alexandruneackEmail separatorgmail.com

Tribunal avaluador

Realitzat a/amb

Tipus de document

Treball Final de Grau

Condicions d'accés

Accés obert

item.page.rightslicense

Creative Commons
Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i industrial corresponents. Llevat que s'hi indiqui el contrari, els seus continguts estan subjectes a la llicència de Creative Commons: Reconeixement-NoComercial-SenseObraDerivada 3.0 Espanya

Assignatures relacionades

Assignatures relacionades

Publicacions relacionades

Datasets relacionats

Datasets relacionats

Projecte CCD

Abstract

The accumulation of non-biodegradable plastics in the environment generates severe ecological impacts, particularly in underdeveloped countries, where these materials are incorporated into food chains and obstruct biological structures such as xylem, veins, or larynxes of living organisms. The packaging industry constitutes one of the main sources of this contamination. To counteract this problem, the use of biodegradable plastics (bioplastics) in industrial packaging is progressively increasing. However, many of these bioplastics end up mixed with the organic fraction of municipal waste (FORM) in households. In Catalonia, integrated waste treatment plants, called Ecoparcs, use anaerobic digestion (AD) as a technology to transform FORM into biogas. This biogas is subsequently used to produce heat and electricity, thus allowing the revalorization of waste. The present study investigates the impact of commercial biodegradable bags on mesophilic anaerobic digestion through Biomethane Potential (BMP) assays. These assays were designed to quantify biogas production per gram of Chemical Oxygen Demand (COD) added. A synthetic culture medium described in the literature was selected, ensuring the presence of all essential macro and micronutrients for the optimal performance of AD. The anaerobic sludge used was characterized, recording a concentration of 14 g/l of volatile solids (VS). Likewise, the COD values of the analyzed substrates were determined: glucose (1.066 g O¿/g TS), cellulose (1.18 g O¿/g TS), and commercial biodegradable bag (1.5 g O¿/g TS). The anaerobic degradation of the bags was evaluated both individually and in combination with glucose and cellulose as co-substrates. To model the kinetics of biogas production, the modified Gompertz model was applied. The results reveal that biodegradable bags exhibit limited biodegradability in AD, achieving a biogas generation yield of only 3.7%. Furthermore, their inclusion in mixtures with co-substrates reduces biogas production. Although the modified Gompertz model obtained R² values greater than 0.93, it did not accurately describe the behavior of AD under the established experimental conditions. From the results obtained, it can be concluded that biodegradable bags are not biodegradable under anaerobic conditions. Additionally, the modified Gompertz model does not correctly fit the established conditions.


La acumulación de plásticos no biodegradables en el medio ambiente genera severos impactos ecológicos, particularmente en países subdesarrollados, donde estos materiales se incorporan a las cadenas alimentarias y obstruyen estructuras biológicas como xilemas, venas o laringes de organismos vivos. La industria del embalaje constituye una de las principales fuentes de esta contaminación. Para contrarrestar esta problemática, se está incrementando progresivamente el uso de plásticos biodegradables (bioplásticos) en los embalajes industriales. Sin embargo, muchos de estos bioplásticos terminan mezclados con la fracción orgánica de residuos municipales (FORM) en los hogares. En Cataluña, las plantas de tratamiento integrado de residuos, denominadas Ecoparcs, emplean la digestión anaerobia (DA) como tecnología para transformar la FORM en biogás. Éste se aprovecha posteriormente para producir calor y electricidad, permitiendo así la revalorización de los residuos. El presente estudio investiga el impacto de bolsas biodegradables comerciales en la digestión anaerobia mesófila mediante ensayos de Biomethane Potential (BMP). Estos ensayos se diseñaron para cuantificar la producción de biogás por gramo de Demanda Química de Oxígeno (DQO) añadido. Se seleccionó un medio de cultivo sintético descrito en la literatura, garantizando la presencia de todos los macro y micronutrientes esenciales para el óptimo desempeño de la DA. El lodo anaerobio utilizado fue caracterizado, registrando una concentración de 14 g/l de sólidos volátiles (SV). Asimismo, se determinaron los valores de DQO de los sustratos analizados: glucosa (1,066 g O¿/g ST), celulosa (1,18 g O¿/g ST) y bolsa biodegradable comercial (1,5 g O¿/g ST). La degradación anaerobia de las bolsas se evaluó tanto de manera individual como en combinación con glucosa y celulosa como cosustratos. Para modelar la cinética de producción de biogás, se aplicó el modelo de Gompertz modificado. Los resultados revelan que las bolsas biodegradables exhiben una biodegradabilidad limitada en DA, alcanzando un rendimiento de generación de biogás de apenas el 3,7%. Además, su inclusión en las mezclas con cosustratos disminuye la producción de biogás. Aunque el modelo de Gompertz modificado obtuvo valores para R² superiores a 0,93, no logró describir con precisión el comportamiento de la DA bajo las condiciones experimentales establecidas. Con los resultados obtenidos se puede concluir que las bolsas biodegradables no lo son bajo condiciones anaerobias. Además, el modelo de Gompertz modificado no se ajusta correctamente a las condiciones escalecidas.


La acumulació de plàstics no biodegradables a l' ambiental genera greus impactes ecològics, entre els quals l’incorporació a les cadenes alimentàries. La indústria de l’embalatge constitueix una de les principals fonts d’aquesta contaminació. Per contrarestar aquesta problemàtica, s’està incrementant progressivament l’ús de plàstics biodegradables (bioplàstics) als embalatges industrials. No obstant això, molts d’aquests bioplàstics acaben barrejats amb la fracció orgànica de residus municipals (FORM) a les llars. A Catalunya, les plantes de tractament integrat de residus, anomenades Ecoparcs, utilitzen la digestió anaeròbia (DA) com a tecnologia per transformar la FORM en biogàs. Aquest biogàs s’aprofita posteriorment per produir calor i electricitat, permetent així la revalorització dels residus. L’estudi present investiga l’impacte de bosses biodegradables comercials en la digestió anaeròbia mesòfila mitjançant assajos de Potencial de Biometà (BMP). Aquests assajos es van dissenyar per quantificar la producció de biogàs per gram de Demanda Química d’Oxigen (DQO) afegit. Es va seleccionar un medi de cultiu sintètic descrit a la literatura, garantint la presència de tots els macro i micronutrients essencials per al rendiment òptim de la DA. El llots anaerobi utilitzat es va caracteritzar, registrant una concentració de 14 g/l de sòlids volàtils (SV). Així mateix, es van determinar els valors de DQO dels substrats analitzats: glucosa (1,066 g O₂/g ST), cel·lulosa (1,18 g O₂/g ST) i bossa biodegradable comercial (1,5 g O₂/g ST). La degradació anaeròbia de les bosses es va avaluar tant de manera individual com en combinació amb glucosa i cel·lulosa com a cosubstrats. Per modelar la cinètica de producció de biogàs, es va aplicar el model de Gompertz modificat. Els resultats revelen que les bosses biodegradables presenten una biodegradabilitat limitada en DA, assolint un rendiment de generació de biogàs de només el 3,7%. A més, la seva inclusió en les mescles amb cosubstrats redueix la producció de biogàs. Tot i que el model de Gompertz modificat va obtenir valors per a R² superiors a 0,93, no va aconseguir descriure amb precisió el comportament de la DA sota les condicions experimentals establertes. Amb els resultats obtinguts es pot concloure que les bosses biodegradables no ho són sota condicions anaeròbies. A més, el model de Gompertz modificat no s’ajusta correctament a les condicions escalades.

Descripció

Provinença

Titulació

GRAU EN ENGINYERIA DE SISTEMES BIOLÒGICS (Pla 2009)

Document relacionat

Citació

Ajut

DOI

Versió de l'editor

Altres identificadors

Referències