Impacto de la recirculación del efluente tratado mediante el proceso de oxidación avanzada con ozono en la producción de metano

Abstract

Anaerobic digestion is a process of microbiological decomposition of organic matter or biomass in the absence of oxygen. Biogas contains a high proportion of methane (CH4) in concentrations ranging from 50% to 70%, while the remaining percentage is composed of carbon dioxide (CO2) and to a lesser extent other gases, the most prominent being hydrogen sulfide (H2S). Recirculation systems have been developed as a production alternative due to lower water consumption, the ability to grow organisms at high densities and constant production. The hydraulic retention time (HRT) is a very important factor in the biogas production process; it is the variable on which the transformation of the organic compounds present in the effluent to methane and other compounds depends. During the pretreatment process of the Mezcal Vinasse, Fish and Shellfish wastes, potable water is used as a source of dilution so that the parameters to be measured are adequate. To reduce the use of potable water, a design of experiments (Factorial 22) was proposed to evaluate the impact of the recirculation of the effluent treated by the advanced ozone oxidation process (POA-O3) with 50% and 75% and a HRT with 15 days and 20 days of operation. The results of the statistical analysis of the design of experiments show that the optimum conditions to obtain an increase in methane yield are with 50% recirculation and a HRT of 15 days, and that the best conditions to obtain an increase in the volume of biogas produced are with 50% recirculation and a HRT of 15 days.

El proceso de Digestión anaerobia es un proceso de descomposición microbiológica de la materia orgánica o biomasa en ausencia de oxígeno. El biogás contiene una alta proporción de Metano (CH4) en concentraciones que oscilan entre el 50% y 70%, mientras que el porcentaje restante está compuesto por dióxido de carbono (CO2) y en menor medida otros gases, el más destacado es el sulfuro de hidrógeno (H2S). Los sistemas de recirculación se han desarrollado como una alternativa de producción debido al menor consumo de agua, la capacidad para cultivar organismos en altas densidades y de producción constante. El tiempo de retención hidráulico (TRH) es un factor muy importante en el proceso de producción de biogás, es la variable de la cual depende la transformación de los compuestos orgánicos presentes en el efluente, a metano y demás compuestos. Durante el proceso de pretratamiento de los residuos de Vinazas Mezcaleras, Pescados y Mariscos, se emplea el uso de agua potable como fuente de dilución para que los parámetros a medir sean los adecuados. Con el fin de disminuir el uso de agua potable, se planteó un diseño de experimentos (Factorial 22) el cual consiste en evaluar el impacto de la recirculación del efluente tratado por el proceso de oxidación avanzada con ozono (POA-O3) con un 50% y 75% y un TRH con 15 días y 20 días de operación. Los resultados del análisis estadístico del diseño de experimentos muestran que las condiciones óptimas para obtener un incremento en el rendimiento de metano son con el 50% de recirculación y un TRH de 15 días, de la misma manera muestran que las mejores condiciones para obtener un incremento en el volumen de biogás producido son con el 50% de recirculación y un TRH de 15 días.