TIPO METANOGÉNICO DE METABOLISMO Las bacterias metanogénicas reducen el CO2 hasta CH4 Sustratos: H2 y CO2; sales de los ácidos acético y fórmico H2 + CO2 Biomasa + CH4 Las bacterias metanogénicas se encuentran muy difundidas en el tracto intestinal de los rumiantes, en los sedimentos de los cursos de aguas y en aguas termales, en los fondos oceánicos
SIGNIFICADO PRÁCTICO • Tratamiento anaeróbico de aguas residuales • Tratamiento de lodos por digestión anaeróbica • Digestión anaeróbica de residuos sólidos de origen agroindustrial y doméstico • Generación del efecto invernadero
PROCESO: • Requiere de interacciones sinérgicas entre cuatro grupos microbianos: • • • •
I. Bacterias hidrolíticas II. Bacterias fermentadoras III. Bacterias acetogénicas IV. Bacterias metanogénicas
• pH • La digestión anaerobia se lleva a cabo dentro de un intervalo de pH comprendido entre 6.2 y 7.8 siendo el óptimo 7.0 y 7.2
COMPUESTOS ORGÁNICOS COMPLEJOS Proteínas, carbohidratos y lípidos Hidrólisis por exoenzimas de: bacterias fermentativas, Protozoos, levaduras y mohos COMPUESTOS ORGÁNICOS SIMPLES
Azúcares, aminoácidos, péptidos Acidogénesis por exoenzimas de: bacterias fermentativas ACIDOS GRASOS DE CADENA LARGA Propiónico, butírico .(volátiles); alcoholes, compuestos aromáticos (benzoato)
Acetogénesis:bacterias acetogénicas
H2, CO2
Ácido acético (Acetato)
CO2 + 4 H2 CH4 + 2 H2O
Bacterias metanogénicas reductoras )
CH3COO- + H2O CH4 + HCO3
CH4
Bacterias metanogénicas acetogénicas
TIPOS DE BIODIGESTORES
BIODIGESTOR PLUG FLOW
TIPOS DE BIODIGESTORES DE CUPULA MOVIL
TIPOS DE BIODIGESTORES
BIODIGESTOR TIPO CHINO
BIODIGESTORES A NIVEL DE LABORATORIO
BIODIGESTORES A NIVEL DE LABORATORIO
CELDA DE BIOCOMBUSTIBLE
FACTORES QUE CONTROLAN DIGESTIÓN ANAEROBIA 1. Temperatura 2. Tiempo de retención hidrolítica (TRH o HRT, hydrolic retention time)
3. pH 4. Composición del desperdicio 5. Competencia con bacterias productoras de sulfuro (respiradoras de azufre).
6. Tóxicos (oxígeno, amoníaco, solventes clorinados, benceno, formaldehído, ácidos volátiles, etc.)
VENTAJAS: 1. No requiere oxígeno. 2. Menos energía invertida en el proceso. 3. Produce metano. 4. Produce de 3-20 veces menos lodos que tratamiento aerobio (20-150 vs. 400-600 kg biomasa/m3 DQO). 5. Eficiente a elevadas cargas de DBO. 6. Preservación de actividad aun cuando el sistema no operare por largos períodos de tiempo. 7. Remoción de hidrocarburos clorinados, cometabolismo, etc.
DESVENTAJAS: Más lento que tratamiento aerobio (requiere > tiempos de contacto o sea > tiempos de retención hidráulica). 2. Más sensitivo a choques tóxicos. 3. Requiere mayor tiempo de aclimatación.