Tesis

UNIVERSIDAD DE LA SERENA
Facultad de Ciencias Escuela de Agronomía

PRODUCCIÓN DE ABONO ORGÁNICO Y BIOGÁS MEDIANTE BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA DE LODOS ACTIVOS.

Seminario de Título para Optar al Título de Ingeniero Agrónomo y al Grado Académico de Licenciado en Agronomía.

PROFESORES GUIAS: SRA. CAROL KRAUSZ BARRIENTOS. SR. LORGIO AGUILERA JOPIA.

MERLIN RIVERA TORO 2010

ÍNDICE DEMATERIAS. MATERIA RESUMEN ABSTRACT 1. INTRODUCCIÓN 1.1 SITUACIÓN ENERGETICA DE CHILE 1.2 PROBLEMAS AMBIENTALES Y ENERGÉTICOS EN LA AGRICULTURA 1.3 ENERGÍA RENOVABLE 1.3.1 Energía de la biomasa 1.3.1.1 Fuentes de la biomasa 1.3.1.1.1 Biomasa natural 1.3.1.1.2 Biomasa residual 1.3.1.1.3 Excedentes agrícolas 1.3.1.1.4 Cultivos energéticos 1.2.1.2 Ventajas de la utilización de la biomasa 1.2.1.3 Desventajade la biomasa 1.4 SITUACIÓN CHILENA DE LAS PLANTAS DE AGUAS SERVIDAS Y LOS LODOS ACTIVOS 1.5 DIGESTIÓN ANAERÓBICA 1.5.1 Etapas de la digestión anaeróbica 1.5.2 Microbiología de la digestión anaerobia 1.5.2.1 Grupo I:Bacterias Hidrolíticas – Fermentativas 1.5.2.2 Grupo II: Bacterias Acetogénicas 1.5.2.3 Grupo III: Bacterias Metanogénicas. 1.6 BIODIGESTORES 1.6.1 Clasificación de los biodigestores1.6.2 Modelo de biodigestores PÁGINA I II 1 1 3 6 6 8 8 9 11 11 12 13 14 20 20 22 22 22 23 24 25 25

1.6.2.1 Modelo Chino 1.6.2.2 Modelo Hindú 1.6.2.3 Modelos horizontales 1.6.2.4 Modelo Batch por lotes 1.6.3 Ventajas del uso de biodigestores como técnica de reciclaje 1.6.4 Desventajas de los biodigestores 1.7 PRODUCCIÓN DE BIOGÁS, UNA ALTERNATIVA AMIGABLE AL MEDIO AMBIENTE 1.7.1 Composicióndel biogás 1.8 BIOABONO PRODUCTO DE LA BIODIGESTIÓN ANAERÓBICA 1.9 HIPOTESIS 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 3. MATERIALES Y MÉTODOS 3.1 LOCALIZACIÓN Y CONTEXTUALIZACIÓN DEL ENSAYO 3.2 MONTAJE E IMPLEMTACIÓN DE LOS BIODIGESTORES 3.3 LLENADO DE LOS BIODIGESTORES 3.4 DISEÑO EXPERIMENTAL 3.5 MEDICIÓN DE VARIABLES DEL ESTUDIO 3.5.1 Efluente liquido 3.5.1.1 Temperatura 3.5.1.2Determinación de Coliformes fecales 3.5.1.3 Determinación de las características fisicoquímicas y componentes orgánicos de los efluentes 3.5.1.4 Medición de las capacidades mejoradoras de suelos 3.5.2 Biogás 3.5.2.1 Volumen de gas producido

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33 34 37 38 38 38 39 39 39 41 42 43 43 43 44 46 47 49 49

3.5.2.2 Eficiencia del biogás, medición de la capacidad calorífica 3.6ANÁLIS ESTADÍSTICOS 4. RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1 ANALISIS DE LOS EFLUENTES DE LA BIODIGESTIÓN 4.1.1 Condición inicial de los lodos activos utilizados en al biodigestión. 4.1.2 Evaluación de las temperaturas en la biodigestión 4.1.3 Análisis biológicos, evaluación de los Coliformes fecales 4.1.4 Análisis físicos, efluentes químicos y componente orgánico de los

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4.1.4.1 Composición orgánica de los efluentes 4.1.4.2 Componentes químicos del efluente 4.1.4.3 Concentración de metales pesados 4.1.5 Propiedades mejoradoras de suelos de los efluentes 4.2 ESTIMACIÓN DE LA PRODUCIÓN DE BIOGÁS 4.2.1 Volumen de gas producido 4.2.1 Estimación del poder calorífico del biogás 5. CONCLUSIONES 6. BIBLIOGRAFIA ANEXOS

ÍNDICE DE CUADROS.CUADRO 1. Generación de lodos provenientes de plantas de tratamientos de aguas domesticas 2. Características fisicoquímicas y biológicas de los lodos activos sin tratamiento 3. Concentración de metales pesados en lodos activos 4. Concentración máxima de metales pesados en compost producidos en base de lodos 5. Composición del biogás 6. Parámetros fisicoquímicos y orgánicos encontrados en la biomasautilizada en la biodigestión 7. Concentración de metales pesados del efluente en el periodo de biodigestión 8. Concentración de metales pesados aceptados por la NCh 2880 para cualquier tipo de compost 9. Contenidos máximos de metales pesados en los suelos antes de una aplicación de lodos 10. Cálculo de la producción de biogás por biodigestor

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