Cada año se generan en México aproximadamente 40 millones de toneladas de residuos,
de las cuales, 35.3 millones corresponden a residuos sólidos urbanos (RSU). En el DF se
generan aproximadamente
5,271
toneladas
al día
de Residuos Sólidos Orgánicos
Putrescibles (ReSOP) los cuales son aprovechables para llevar a cabo tratamientos
biológicos
y
obtener productos de valor agregado. Con el fin de maximizar los beneficios
obtenidos de la biodegradación de los ReSOP, es posible montar un proceso sinérgico en
el que se aprovechen algunos de los compuestos que resultan de una fermentación
anaerobia, es decir, los lixiviados de residuos sólidos que son ricos en ácidos orgánicos,
como el ácido acético. Este último puede ser diluido y utilizado como única fuente de
carbono por bacterias como
Geobacter sulfurreducens
capaces de generar energía
eléctrica en una Celda de Combustible Microbiana (CCM). En este trabajo se evaluó
la
generación de biogás usando 3 reactores anaerobios,
dos
de ellos
(R1 y R2) alimentados
con diversos ReSOP (9 g/L/d) y el tercero (R3) con residuos de plátano (9 g/L/d).
Se
evaluó el desempeño
de
3 configuraciones de CCMs y dos ánodos
con y sin
recubrimiento de polianiliana (PAni). Se evaluó la actividad metanogénica específica
(AME) a temperatura ambiente de
consorcios anaerobios sobre
los principales ReSOP
generados en el D.F. obteniéndose valores de 0.011 hasta 0.038 mmol CH4/gSV/h,
mientras que para los reactores se obtuvieron valores de 0.001-0.806 mmol CH4/gSV/h para R1 y R2, y de 0.035-0.136 mmol CH4/gSV/h para R3.
Se determinó
la producción
diaria de biogás (mL, desplazamiento de líquido) obteniendo un promedio de 497.44 mL
para R1, 477.30mL para R2 y 520.15 mL para R3. Se cuantificaron los ácidos orgánicos
(acético, propiónico, butírico, succínico y láctico en este caso) obteniendose
un máximo de 7.36 g/L de ácido acético en R3 y un mínimo de 0.58 g/L de ácido láctico en R1. Se evaluó el rendimiento de metano en base Nitrógeno Kjeldahl Total (NTK) obteniendose un
rendimiento máximo de 1.281 mmol CH4/g NKT/h en R2. Finalmente, en las CCMs se
alimentó un cultivo puro de
Geobacter sulfurreducens
con una solución 20 mM de acetato
de sodio,
el cual fue consumido de 48-72 h, el diseño que presentó la densidad de potencia máxima
fue el que incluyó
el
ánodo de grafito recubierto de PAni(52624 mW/m2).
Every year in Mexico
it is
generated about 40 million tonnes of waste,
35.3 million are
solid
waste (MSW). The city
generates about 5,271
tonnes of Putrescible Organic Solid Waste
(POSW) which are usable for carrying out biological treatment from which it is possible to
obtain value added products. In order to maximize the benefits from the biodegradation of
POSW, it is possible to assemble a synergistic process in which it is used some of the
compounds resulting from anaerobic fermentation
could be used, ie solid waste leachates
that are rich in organic acids
concentrated and biodegradable, such as acetic acid. The
latter can be diluted and
used as the sole carbon source for bacteria as
Geobacter
sulfurreducens
who
can generate electricity in a microbial fuel cell (MFC).
In this work, the
generation of biogas using 3
anaerobic reactors, 2 of them
(R1 and R2)
fed with different
POSW (9 g/L/d)
and
the
third
one
(R3) with banana residue (9 g/L/d).
Performance was
also assessed three MFCs and two configurations of anode, with and without polianiliana
(PAni). We evaluated the specific methanogenic activity (SMA) at room temperature of the
main POSW generated in the city producing values of 0.11 to 0.038 mmol CH4/gSV/h,
whereas the values for the reactors ranged 0.001-0.806 mmol CH4/gSV/h for R1 and R2,
and 0.035-0.136 mmol CH4/gSV/h for R3.
The
biogas production (mL, liquid
displacement)
was determined daily obtaining an average of 497.44 mL for R1, R2 and
477.3 mL to 520.15 mL to R3. The
organic acids were quantified (acetic, propionic, butyric,
succinic and lactic acid in this case) using HPLC obtaining a maximum of 7.36 g/L of
acetic acid in R3 and a minimum of 0.58 g/L of lactic acid in R1. The methane production
was evaluated in based Total Kjeldahl Nitrogen (TKN) obtaining a maximum yield of 1,281
mmol CH4/g NKT/h inR2. Finally, in the MFCs was fed
with
a pure culture of
Geobacter sulfurreducens
with a 20 mM solution of sodium acetate which was consumed in 48-72 h, the best configuration obtained a peak power density of 52,624 mW/m2 using an anode of
graphite covered with PAni.
