Anàlisi de la modificació de la mida de partícules en un AnSBR (Reactor discontinu seqüencial anaerobi )

Abstract

The management of livestock manure in Catalonia is in a situation in which the amount of manure produced is higher than the amount that can be treated in slurry treatment plants. For this reason, alternative solutions to usual treatments are being investigated. An alternative for the treatment of this kind of waste is to submit the liquid fraction of the livestock manure to anaerobic digestion processes and then be used, for their benefits, in irrigation water systems located in the area. However, the tubes clogging by particles in the liquid is a huge restriction of this practice. In this work it has been carried out two biodegradability tests of swine manure (substrate) at two different temperatures, 37ºC and 21º C, and using different inoculum and substrate concentrations trying to reproduce the characteristics of an anaerobic sequencing batch reactor (AnSBR). It has been studied the evolution of the solids in the effluent, the evolution of the chemical oxygen demand (COD), the biogas production, the methane concentration in the biogas, and the evolution of the diameter on the suspended particles. The results indicate that the anaerobic degradation processes are capable to successfully decrease the diameter of the particles. Therefore, the effluent of the reactor with all its nutrients can be used in drip irrigation systems without providing clogging problems in the pipes due to the particles' size. Even so, the final concentrations obtained from the total suspended solids are not lower than the recommended values in literature.

La situació actual a Catalunya sobre la gestió de les dejeccions ramaderes es troba en un estat en què la quantitat de dejeccions produïdes és més elevada de les quantitats que es poden tractar en les plantes de tractament de purins. Per aquest motiu, es busquen solucions alternatives als tractaments habituals. Una d'aquestes alternatives és sotmetre la fracció líquida dels purins de porc a processos de digestió anaeròbia per tal de ser utilitzada posteriorment, pels seus beneficis, com a aigua de reg en sistemes localitzats. La limitació en aquesta pràctica, però, són les obturacions en els tubs per les partícules presents en el líquid. En aquest treball s'han dut a terme dos assajos de biodegradabilitat a dues temperatures diferents, 37ºC i 21ºC, i a concentracions d'inòcul i substrat també diferents intentant reproduir les característiques d'un reactor anaerobi discontinu seqüencial (AnSBR). En ells s'ha estudiat l'evolució dels sòlids en l'efluent, l'evolució de la demanda química d'oxigen (DQO), la producció de biogàs i la seva concentració de metà i, finalment, l'evolució del diàmetre de les partícules en suspensió. Els resultats obtinguts indiquen que els processos de degradació anaeròbia són eficients en la reducció del diàmetre de les partícules i que, per tant, l'efluent del reactor, carregat de nutrients, podrà ser utilitzat en sistemes de reg localitzat sense aportar problemes d'obturació en les canonades degut a la mida de les partícules, encara que la concentració final obtinguda de sòlids suspesos totals encara es troba per sobre dels valors recomanats a la bibliografia.

La situación actual en Cataluña sobre la gestión de las deyecciones ganaderas se encuentra en un estado en que la cantidad de deyecciones producidas es superior a las cantidades que pueden ser tratadas en las plantas de tratamiento de purines. Por este motivo, se buscan soluciones alternativas a los tratamientos habituales. Una de estas alternativas es someter la fracción liquida de los purines de cerdo a procesos de digestión anaerobia para poder ser usadas posteriormente, por sus beneficios, como agua de riego en sistemas localizados. No obstante, la limitación en esta práctica son obturaciones en los tubos por las partículas presentes al líquido. En este trabajo se realizan dos ensayos de biodegradabilidad a dos temperaturas distintas, 37ºC y 21ºC, y a concentraciones de inóculo y sustrato también diferentes intentando reproducir las características de un reactor anaerobio discontinuo secuencial (AnSBR). En ellos se ha estudiado la evolución de los sólidos en el efluente, la evolución de la demanda química de oxigeno (DQO), la producción de biogás y su concentración en metano y, finalmente, la evolución del diámetro de las partículas en suspensión. Los resultados obtenidos indican que los procesos de degradación anaerobia son eficientes en cuanto a la reducción del diámetro de las partículas y que, por lo tanto, el efluente del reactor, cargado de nutrientes, podría ser utilizado en sistemas de riego localizado sin causar problemas de obturación en las tuberías debido al tamaño de las partículas. Aun así, la concentración final obtenida de sólidos suspendidos totales todavía no es inferior a los valores recomendados en bibliografía.