Informe Prueba de Metanogénesis

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
Escuela de Química
Carrera de Ingeniería Ambiental
Laboratorio de Tratamiento de aguas Potables y Residuales






Prueba de Metanogénesis





Kenia Calvo Romero
Laura Chavarría Zúñiga
Marcela Quiros Lépiz
Carolina Rojas Brenes




Noviembre 2013

Objetivo
Obtener la actividad metanogénica de un lodo anaerobio, procedente deun Reactor Anaerobio de Flujo Ascendente (RAFA) o de cualquier sistema anaerobio para verificar y conocer el buen funcionamiento de estos sistemas

















Introducción
La remoción de materia orgánica constituye uno de los objetivos del tratamiento de las aguas residuales, utilizándose en la mayoría de los casos procesos biológicos que se basan en la actividadmetabólica de los microorganismos. La Digestión Anaerobia es el proceso fermentativo que ocurre en el tratamiento anaerobio de las aguas residuales, el cual se caracteriza por la conversión de la materia orgánica a metano y de CO2, en ausencia de oxígeno y con la interacción de diferentes poblaciones bacterianas, proceso conocido como metanogénesis.
La implementación de la tecnología de tratamientobiológico anaerobio de las aguas residuales, ha tenido gran aceptación en muchas industrias o viviendas debido a los buenos resultados obtenidos y a su bajo costo en las etapas constructiva y operativa, además de ahorro de espacio, facilidad de operar, ahorro de energía y constituyen también una fuente de energía alterna. La digestión anaerobia en un reactor, que es el proceso de descomposición de lamateria orgánica ocurre tal y cómo se muestra en el siguiente diagrama:




Tal y como se mostró en el diagrama anterior, cuándo una planta se encuentra funcionando correctamente los productos finales son metano y dióxido de carbono, de lo contrario se da un proceso indeseado conocido como Sulfurogénesis que ocurre por la presencia sulfatos, razón por la que las bacterias sulfato reductorascompiten por el sustrato con las demás, de este modo se genera H2S y baja la producción de CH4 lo que ocasiona problemas de olores e inhibición.
Para realizar estudios de factibilidad de tratamiento de aguas residuales, además de verificar que el efluente cumpla con los parámetros del Reglamento de reuso y vertido de aguas residuales, es importante también realizar una prueba de actividadmetanogénica en reactores anaerobios dicha prueba se conoce como AME (Actividad Metanogénica Específica), esta prueba permite cuantificar la máxima capacidad de producción de metano por el grupo de microorganismos presente en lodos anaerobios, además de ser usada para el monitoreo de la calidad del lodo en reactores anaerobios, es una herramienta que evalúa el comportamiento de la biomasa contaminada ydetermina la carga orgánica máxima que puede aplicarse a un sistema, con el fin de examinar la degradabilidad de los sustratos y la posibilidad de selección de inóculos. (Pérez, A. & Torres, P., 2010)
Para cuantificar la producción de metano, existen métodos sofisticados con medición manométrica o cromatográfica o tan simples como el uso de mediciones volumétricas (Amaral et al., 2008), tal y comose realizó en esta prueba. Dicho método volumétrico se basa en la cuantificación del volumen de metano producido mediante el uso de una sustancia desplazante, como el NaOH el KOH, por su propiedad de reaccionar con el CO2 presente en el biogás, permitiendo una medición más aproximada del volumen de metano producido, (Pérez, A. & Torres, P., 2010)



Un esquema general de la prueba a realizar esel siguiente:


Generalmente los productos de los reactores anaerobios se liberan al ambiente donde se oxidan, el CO2 se encuentra en su forma más oxidada por lo que la única demanda de oxígeno sería para oxidar el metano. Sin embargo es una excelente opción ambiental utilizar el CH4 para producir energía mediante biodigestores.

Procedimiento
1. En el botellón de 2.5 litros se ponen:...