RT info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
T1 Study of the autohydrolysis pretreatment of secondary sludge and its influence on the anaerobic digestion
A1 Carvajal Guevara, Andrea
A2 Universidad de Valladolid. Escuela de Ingenierías Industriales
K1 Bacterias anaerobias
K1 Aguas residuales - Tratamiento
K1 Enzimas
AB El aumento del número de plantas de tratamiento de agua y las estrictas normas asociadas a la calidad de losresiduos producidos, ha hecho necesario mejorar la eficiencia de la digestión anaerobia de fango. Los pretratamientosde fango secundario han mostrado importantes avances en la remoción de sólidos volátiles y en laeliminación de patógenos del fango, como también han mostrado efectos positivos en la producción debiogás. Sin embargo los pre-tratamientos de fango están asociados con altos costos de operación.Este estudio se centró en la evaluación del pre-tratamiento de auto-hidrólisis en fango secundario, y la mejorade la digestión anaerobia. El trabajo desarrolla tres objetivos principales correspondientes al estudio del efectoproducido por el pre-tratamiento de auto-hidrólisis en: el fango secundario, la digestión anaerobia y ademáspresentar una propuesta de mecanismo del pre-tratamiento.El estudio del efecto del pre-tratamiento en el fango secundario mostró la solubilización de la materia orgánica,el rendimiento se vio afectado por distintos factores: 1) el aumento de la concentración inicial de fango,aumentó la solubilización de materia orgánica, y 2) la cantidad limitada de aire disponible durante el pretratamientocontrola la producción de ácidos grasos volátiles y el consumo de materia orgánica. Cuando el pretratamientofue realizado a 55ºC y durante 12 horas se obtuvo entre 20 – 30% de solubilización de materiaorgánica, y aproximadamente el 5% de consumo de materia orgánica. Por otra parte, la reología del fangotambién fue afectada por el pre-tratamiento, reduciendo su resistencia a fluir, por lo tanto el requerimientoenergético asociado a bombeo o agitación de fango secundario con alto contenido de sólidos sería similar alrequerimiento de un fango sin pre-tratamiento con bajo contenido de sólidos.El estudio del efecto del pre-tratamiento en la digestión anaerobia mostró la mejora del proceso. La digestiónanaerobia mesófila de fango pre-tratado mostró un aumento en la productividad de metano deaproximadamente 20% en ensayos en condiciones batch. Por otro lado no se obtuvo mejora cuando ladigestión anaerobia fue realizad en condiciones termófilas.La digestión anaerobia en operación continua, mostró la factibilidad de operar con fango secundarioconcentrado (8% de sólidos totales), a pesar de las altas concentraciones de amonio obtenidas como productodel contenido de compuesto nitrogenado en el fango. Se utilizaron dos digestores anaerobios de 20L cada unopara comparar el efecto del pre-tratamiento, obteniendo como resultado distintos rendimientos al sersometidos a distintas condiciones operacionales. La producción de biogás y la productividad de metanoaumentaron alrededor de 20% a 20d de tiempo de retención de sólidos, 15% a 15d de TRS y 10% a 15d de TRS,sin embargo la operación a 13d de TRS mostró una diferencia despreciable.El estudio de la descripción del mecanismo del pre-tratamiento de auto-hidrólisis mostró un aumento en lacantidad de la actividad enzimática de dos enzimas en la fase soluble: amilasa y proteasa; mientras que laactividad enzimática total disminuyó durante el pre-tratamiento. Por otro lado, la población mesófiladisminuyó, mientras la población termófila aumentaba durante el pre-tratamiento. La comparación del pretratamientorealizado a distintas temperaturas mostró una mayor actividad y estabilidad de las enzimas, comoun mayor crecimiento de la población termófila, cuando el pre-tratamiento se realiza a 55ºC en vez de 40 o70ºC. Sin embargo, no fue posible relacionar directamente el crecimiento de la población termófila con elaumento de las enzimas hidrolíticas, por lo tanto, el aumento observado de la actividad enzimática durante lasprimeras horas de pre-tratamiento, sería causada por la desorción de las enzimas desde la matriz exopoliméricadel flóculo. En resumen, el pre-tratamiento de auto-hidrólisis consiste en la des-estabilización delfloculo de fango secundario debido a un efecto térmico, luego la materia orgánica es hidrolizada por la acciónde las enzimas presentes en el fango secundario, las cuales son relativamente estables durante 6 – 9 horas.
YR 2012
FD 2012
LK http://uvadoc.uva.es/handle/10324/1745
UL http://uvadoc.uva.es/handle/10324/1745
LA eng
NO Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente
DS UVaDOC
RD 07-ago-2024