015 biogas rellenos sanitarios
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Ing. Albino Olivares Huapaya
CICLO 2013-III Módulo:Unidad: 05 Semana:
METODOSAEROBIOS Y ANAEROBIOS
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Se da el nombre decompostaje al proceso
biológico de descomposición
de la materia orgánica
contenida en los restos de
origen animal o vegetal.
El compost se compone de restos orgánicos, microorganismos,
oxígeno y agua.
Aeróbico o o!pos"a#e
El resultado final de este proceso
es un producto que se puede
aplicar al suelo para mejorar sus
características, sin causar riesgos
al medio ambiente.
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Mtodos compostajeMtodos compostaje
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!"os nutrientes #$, %, S, &, Mg, 'a, $a,...( se encuentran en los residuos
normalmente en cantidades suficientes.
!El producto final) compost, consta de sustancias minerales y *umus
#material orgánico complejo(.
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Res"os urbanos. Se refiere a todos aquellos restos orgánicos
procedentes de las cocinas como pueden ser restos de fruta y *ortali+as,
restos de animales de mataderos, etc.
Ho#as. %ueden tardar de meses a dos a-os en descomponerse, por lo
que se recomienda me+clarlas en peque-as cantidades con otrosmateriales.
Abonos ver$es% ra!as $e po$a $e los &ru"ales. Se debe triturarlas
antes de su incorporación al compost, en tro+os grandes el tiempo de
descomposición se alarga.
Es"i'rcol ani!al. de vaca, gallina+a, conejina, caballo, oveja y cerdos.
(as !a"erias pri!as $el co!pos".
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)lan"as !arinas. nualmente se recogen en las playas grandes cantidades de
fanerógamas marinas como %osidonia oceánica, que pueden emplearse como
materia prima para la fabricación de compost ya que son compuestos ricos en
$, %, ', oligoelementos y biocompuestos cuyo aprovec*amiento en agricultura
como fertili+ante verde puede ser de gran inters.
o!ple!en"os !inerales. Son necesarios para corregir las carencias de
ciertas tierras. /estacan las enmiendas cali+as y magnsicas, los fosfatos
naturales, las rocas ricas en potasio y oligoelementos y las rocas silíceas
trituradas en polvo.
Algas. 0ambin pueden emplearse numerosas especies de algas marinas, ricas
en agentes antibacterianos y antif1ngicos y fertili+antes para la fabricación de
compost.
(as !a"erias pri!as $el co!pos".
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*sos $el co!pos"
Se usa para mantener el nivel de *umedad de los suelos.
%ara evitar erosión.
'omo camas o acolc*onados en cultivos.
%ara recuperación de terrenos improductivos.
En cultivos de remolac*a, para aumentar contenido de a+1car.
2ecuperación de suelos contaminados # degradan contaminantes(.
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Mejora del sueloMejora del suelo
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Inconvenien"es $el co!pos"
on$iciones Aeróbicas
3asto energtico para aportar oxígeno Se debe aumentar el volumen de la materia orgánica 2equiere grandes superficies
%resenta límites en la carga que puede tratar Emite gases contaminantes a la atmósfera
on$iciones Anaeróbicas
Se obtiene un compost de menor calidad El arrancado es lento y difícil
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Mejora las propiedades físicas del suelo # fertili+ante (! Se obtienen suelos más esponjosos y mayor retención del agua.
Mejora las propiedades químicas
! umenta capacidad de micro y macronutrientes
! "a capacidad de intercambio iónico, es fuente y almacn de
nutrientes esenciales para la planta.! Mejora resistencia de las plantas a patógenos
umenta la población microbiana #fertilidad del suelo(
Se puede almacenar. $o atrae insectos
! Esta desinfectado y estabili+ado
Sustituye a los abonos artificiales.
+en"a#as $el co!pos"
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E&ec"os nega"ivos
El compost poco maduro puede agotar el 45 del suelo.
6na elevada relación '7$ del compost puede provocar
inmovili+ación del $5 del suelo..
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En la actualidad, el compostaje es un proceso tecnológico industriali+ado,
sin un grado de complejidad excesivo, tcnico y económicamente viable,
poco contaminante, y con mayor aceptación social, en comparación con
los vertederos o las plantas incineradoras.
Es una alternativa que se *a desarrollado, de manera incipiente, en
algunos lugares y regiones, y de manera más completa, en otras regiones
de "atinoamrica y del mundo. 0al solución, se propone como una medida,
altamente eficiente.
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)roceso $e co!pos"a#e
En el proceso se consume la materia
orgánica #restos vegetales, animales,
excrementos y purines(, especialmente los
gl1cidos y se genera '45 y calor.
"os que queda como resultado es unmaterial *eterogneo, negro o marrón y con
un contenido bajo o muy bajo en nitrógeno
y carbono.
"os agentes que reali+an el proceso son
mayoritariamente bacterias aerobiastermófilas y algunos tipos de *ongos y
actinomicetos
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El proceso $e co!pos"a#e pue$e ocurrir por $os
!'"o$os,
M'"o$o na"ural)
"a fracción orgánica de los
residuos sólidos se lleva a un
patio y se coloca en pilas deforma variada. "a aeración
necesaria para el desarrollo del
proceso de descomposición
biológica se obtiene por volteos
periódicos con la ayuda de un
equipo apropiado. El tiempo para
que el proceso concluya, varía de
tres a cuatro meses.
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M'"o$o acelera$o)
"a aeración se produce a travs de
tuberías perforadas, sobre las cuales se
colocan las pilas de residuos sólidos, o
en reactores rotatorios, dentro de loscuales se colocan los residuos, que
avan+an en sentido contrario al de la
corriente de aire, los que
posteriormente se apilan, como en el
mtodo natural. El tiempo de
permanencia dentro del reactor es de
unos cuatro días, y el tiempo total del
compostaje acelerado es de dos a tres
meses.
El proceso $e co!pos"a#e pue$e ocurrir por $os
!'"o$os,
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Elaboración $e co!pos".
o!pos"a#e en !on"ón.
"os materiales deben estar bien me+clados y *omogenei+ados, por lo que
se recomienda una trituración previa de los restos de cosec*a le-osos, ya
que la rapide+ de formación del compost es inversamente proporcional al
tama-o de los materiales. 'uando los restos son demasiado grandes secorre el peligro de una aireación y desecación excesiva del montón lo que
perjudica el proceso de compostaje.
Es importante que la relación '7$ est equilibrada, ya que una relación
elevada retrasa la velocidad de *umificación y un exceso de $ ocasiona
fermentaciones no deseables. "a me+cla debe ser rica en celulosa, lignina#restos de poda, pajas y *ojas muertas( y en a+1cares #*ierba verde, restos
de *ortali+as y orujos de frutas(. El nitrógeno será aportado por el estircol,
el purín, las leguminosas verdes y los restos de animales de mataderos.
Me+claremos de manera tan *omognea como sea posible materiales
pobres y ricos en nitrógeno, y materiales secos y *1medos.
A- Realiar una !ecla correc"a.
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Tipos $e co!pos"
El compost se clasifica atendiendo al origen de sus materias primas,
así se distinguen los siguientes tipos)
De !alea. El material empleado es vegetación de sotobosque,
arbustos, etc., excepto coníferas, +ar+as, cardos y ortigas. Elmaterial obtenido se utili+a generalmente como cobertura sobre la
superficie del suelo #acolc*ado o 8mulc*ing9(.
De !alea y broa. Similar al anterior, pero al que se le a-ade bro+a
#restos de vegetación muertos, evitando restos de especiesresinosas(. Es un compost de cobertura.
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De !a"erial vege"al con es"i'rcol. %rocede de restos de vegetales,male+as, plantas aromáticas y estircol de quidos o de peque-os
rumiantes. Este tipo de compost se incorpora al suelo en barbec*o,
dejándolo madurar sobre el suelo durante varios días antes de
incorporarlo mediante una labor.
o!pos" "ipo /uic01Re"urn. Está compuesto por restos vegetales,
a los que se les *a a-adido rocas en polvo, cuernos en polvo, algas
calcáreas, activador :uic; 2eturn, paja y tierra.
o!pos" ac"iva$o con leva$ura $e cervea. Es una me+cla de
restos vegetales, levadura fresca de cerve+a, tierra, agua tibia y
a+1car.
Tipos $e co!pos"
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Elaboración $e co!pos".
o!pos"a#e en !on"ón.
"os materiales deben estar bien me+clados y *omogenei+ados, por lo que se
recomienda una trituración previa de los restos de cosec*a le-osos, ya que
la rapide+ de formación del compost es inversamente proporcional al tama-o
de los materiales. 'uando los restos son demasiado grandes se corre el
peligro de una aireación y desecación excesiva del montón lo que perjudicael proceso de compostaje.
Es importante que la relación '7$ est equilibrada, ya que una relación
elevada retrasa la velocidad de *umificación y un exceso de $ ocasiona
fermentaciones no deseables. "a me+cla debe ser rica en celulosa, lignina
#restos de poda, pajas y *ojas muertas( y en a+1cares #*ierba verde, restosde *ortali+as y orujos de frutas(. El nitrógeno será aportado por el estircol,
el purín, las leguminosas verdes y los restos de animales de mataderos.
Me+claremos de manera tan *omognea como sea posible materiales
pobres y ricos en nitrógeno, y materiales secos y *1medos.
A- Realiar una !ecla correc"a.
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B- 2or!ar el !on"ón con las proporciones
convenien"es.
El montón debe tener el suficiente volumen para conseguir un
adecuado equilibrio entre *umedad y aireación y deber estar en
contacto directo con el suelo. %ara ello se intercalarán entre los
materiales vegetales algunas capas de suelo frtil.
"a ubicación del montón dependerá de las condiciones
climáticas de cada lugar y del momento del a-o en que se
elabore. En climas fríos y *1medos conviene situarlo al sol y al
abrigo del viento, protegindolo de la lluvia con una lámina de
plástico o similar que permita la oxigenación. En +onas máscalurosas conviene situarlo a la sombra durante los meses de
verano.
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B- 2or!ar el !on"ón con las proporciones convenien"es.
Se recomienda la construcción de montones alargados, de seccióntriangular o trape+oidal, con una altura de <,= metros, con una
anc*ura de base no superior a su altura. Es importante intercalar
cada 5>?@> cm de altura una fina capa de de 5?@ cm de espesor de
compost maduro o de estircol para la facilitar la coloni+ación del
montón por parte de los microorganismos.
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6na ve+ formado el montón es importante reali+ar un manejo adecuado delmismo, ya que de l dependerá la calidad final del compost. El montón
debe airearse frecuentemente para favorecer la actividad de la oxidasa por
parte de los microorganismos descomponedores.
El volteo de la pila es la forma más rápida y económica de garanti+ar la
presencia de oxígeno en el proceso de compostaje, además de*omogenei+ar la me+cla e intentar que todas las +onas de la pila tengan
una temperatura uniforme. "a *umedad debe mantenerse entre el A> y
>B.
El manejo del montón dependerá de la estación del a-o, del clima y de las
condiciones del lugar. $ormalmente se voltea cuando *an transcurridoentre A y C semanas, repitiendo la operación dos o tres veces cada <= días.
sí, transcurridos unos 5?@ meses obtendremos un compost joven pero que
puede emplearse semienterrado.
- Mane#o a$ecua$o $el !on"ón.
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o!pos"a#e en silos.
Se emplea en la fabricación de compost poco
voluminosos. "os materiales se introducen en un silo
vertical de unos 5 o @ metros de altura, redondo o
cuadrado, cuyos lados están calados para permitir la
aireación. El silo se carga por la parte superior y elcompost ya elaborado de descarga por una abertura
que existe debajo del silo. Si la cantidad de material
es peque-a, el silo puede funcionar de forma
continua) se retira el compost maduro a la ve+ que serecarga el silo por la parte superior.
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o!pos"a#e en super&icie.
'onsiste en esparcir sobre el terreno una delgada
capa de material orgánico finamente dividido,
dejándolo descomponerse y penetrar poco a poco
en el suelo. Este material sufre unadescomposición aerobia y asegura la cobertura y
protección del suelo, sin embargo las prdidas de
$ son mayores, pero son compensadas por la
fijación de nitrógeno atmosfrico.
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Hileras vol"ea$as "ra$icionales
Se separan los elementos no biodegradables o de
biodegradación lenta.
"os 2S6 se disponen en pilas triangulares alargadas
#*ileras( sobre una superficie dura. ltura) <?5 m. nc*o)@?A m.
Se voltea periódicamente la pila para airear.
El proceso se completa en más de @ meses. Se deja
curar el compost durante <5 meses.
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)ila airea$a es"3"ica
"os 2S6 se disponen en pilas #<?5 m altura, @?A m
anc*o, 5> m longitud( sobre suelos con sistemas de
ventilación por tubos perforados.
Se airea a intervalos regulares.
El proceso es más rápido que el anterior #A? semanas(.
El sistema es más fácil de controlar y la calidad delcompost es más
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2eactores *ori+ontales de flujo pistón.
2eactores verticales de flujo continuo
0ambores rotatorios
o!pos"a#e en recipien"es cerra$os
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on$iciones $el proceso y especi&icaciones
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Te!pera"ura
! El proceso es exotrmico y la 0 varia
durante su evolución.
! "as variaciones de 0 relacionadas con
el proceso, se puede controlar.
! "os microorganismos #*ongos ybacterias( mantienen la 0 de
descomposición en un intervalo
determinado, sí condiciones son
óptimas.
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AC
FORMAS DE EXRACCIO! DE LA E!ER"IA A #ARIR DE $IOMASA
1.- COMBUSTION DIRECTA
BIOMASA
Seca$o
Despe$aa$o
)ele"ia$o
COMBUSTIBLE alen"a!ien"o $o!'s"ico
alen"a!ien"o
in$us"rial
Energ4a
El'c"rica
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AD
I!RODUCCIO!
BIOMASA ES TODA LA MATERIA VIVA EN LASUPERFICIE EXTERNA DELGADA DE LATIERRA LLAMADA BIOSFERA
$esec5os
)lan"a $e biog3s
o!pos"a
CICLO IDEAL DELCO2
'45
ENER6IA SO(AR
ENER6IA
TRANS)ORTE% TERMIA
Y E(ETRIA
)*EDE +ERSE OMO *N ENORME A(MAEN DE
ENER6IA /*E SE REN*E+A ONTIN*AMENTE
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=>
LA $IOMASA COMO COM$USI$LE
OXIDACION RAPIDA DE UN MATERIAL EN ELOXIGENO DEL AIRE CON DESPRENDIMIENTODE LUZ Y CALOR
OMB*STION
BIOMASA
Celulosa
Azúcares (Carbohidratos)
Almidones
Proteínas
energíaO H COOCH ++→+2224
22E#e!plo, Me"ano
[ ] energíaO H COOOCH ++→+2222
o!bus"ión $e
arbo5i$ra"os
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=<
LA $IOMASA COMO FUE!E DE ALMACE!AMIE!O DE E!ER"IA SOLAR
CO2
H2O
!)rocesos na"urales $e $esco!posición y
!a$enas ali!en"icias AEROBIAS
BIOMASA
Carbón
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno
PRINCIPALESCONSTITUYENTES DELA MATERIA VIVA
FOTOSINTESIS: Proc!o "#$r!o % &% co'()!*"+# o ,!co'o!"c"+# )oc)rr # /or'% #%*)r%& # &%! &%#*%! $r,!
[ ] 2222
OOCH Solar EnergíaO H CO +→++
DE ESTA 2ORMA E( REIMIENTO DE (A MATERIA +I+A EN (A BIOS2ERA )*EDE +ERSEOMO *NA 2ORMA DE A(MAENAMIENTO DE ENER6IA SO(AR
CIERREDE CICLO
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=5
FORMAS DE EXRACCIO! DE LA E!ER"IA A #ARIR DE $IOMASA
1.- COMBUSTION DIRECTA
BIOMASA
Seca$o
Despe$aa$o
)ele"ia$o
COMBUSTIBLE alen"a!ien"o $o!'s"ico
alen"a!ien"o
in$us"rial
Energ4a
El'c"rica
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=@
FORMAS DE EXRACCIO! DE LA E!ER"IA A #ARIR DE $IOMASA %&on'()
2.- GASIFICACION
CONSISTE EN HACER REACCIONAR UN
COMBUSTIBLE S0LIDO CON VAPOR DE AGUA YAIRE ) OXIGENO A ALTA TEMPERATURA
Tr%*%'"#*o"#"c"%&
P&%#*% ,$%or
G%!"/"c%,or S%r%c"+#, r!",)o!
L%$%,o ,%!
BIOMASA
AGUA
AIRE
G%! ,(%o o,rc%&or3/"co
PROCESO CON AIRE
Tr%*%'"#*o"#"c"%&
P&%#*% ,$%or G%!"/"c%,or
S%r%c"+#, r!",)o!
L%$%,o ,%!
BIOMASA
AGUA
AIRE
G%! co#o,rc%&or3/"co',"o
PROCESO CON OXIGENO
P&%#*% ,o43#o
A)!* ,r&%c"+# C:H
S3#*!"!
R'oc"+#, CO2
S%r%c"+#
G%! ,!3#*!"!
Co'()!*"(&%!o!o
Co'()!*"(&&3)",o
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0ipos de compostaje
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(ugar
so!brea$o en +onas cálidas Fexceso de evaporación
#Gdad ideal) >B(
solea$o en +onas frías H0I
resguardada de vien"osevi"ar li7ivia$os) evitar suelos permeables, base de *ormigón o canali+arsi *ay exceso de lluvia, tapar con plásticoevitar +onas próximas a animales o personas
'ontrol del proceso
*bicación
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'ontrol del proceso
MANE8O
+ENTI(AION
'onvección naturalJolteo
Kor+ada
A)ORTE DE A6*A
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! onvección na"ural/e forma espontánea en las pilas.
'ombinar con volteo
+ENTI(AION
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2inali$a$LGomogenei+ar la me+cla y su 0I
LF 0I excesiva #F =?<>'(
LF Gdad excesiva
LH aireación
! 2recuencia) < N 5 por semana f #tipo material, Gdad, duración
prevista(
!Ma9uinaria
L'onvencional #tractor con pala(
LMaquinaria específica
MANE8O
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A:a$ir agua si la pila es"a seca
'on G54? riego por parte superior del compostador
'on %urín ? inyectar en pila #evita malos olores(
Onyección directa dentro de pila
Surco en parte superior, aporte y volteo inmediato
A)ORTE DE A6*A
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ONTRO( DE( )ROESO
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ONTRO( DE( )ROESO
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ONTRO( DE( )ROESO
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ONTRO( DE( )ROESO
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ONTRO( DE( )ROESO
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2IINA( DE( )ROESO
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A2INO
Kunción) Eli!inar las i!pureas presentes en el compost.
Se reali+a con criba.
%ara que se considere compost el ;<= $e las par"4culas 5an $e pasarpor la !alla $e >? !!.
2IINA( DE( )ROESO
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A(IDAD DE( OM)OST
'aracterísticas generales del compost terminado)
?'olor oscuro y olor a suelo.
?"ibre de organismos patógenos.
?Semillas inactivadas.
?nálisis físico?químico acorde con legislación.
INDIADORES DE A(IDAD
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INDIADORES DE A(IDAD
+isual)
? 'olor caf oscuro #negro) posible combustión(.? Materiales de partida no visibles.?Estructura) me+cla de partículas finas y medianas.?
Ol&a"ivo,
? 4lor a *umus de suelo del bosque.? usencia de olor a amonio y anaerobiosis.
24sico
? 0I P #0I ambiente Q C'(
? Gdad P A>B? D>B del compost debe pasar por malla de 5=mm
? Materiales inertes #plástico, cristal..( P <>mm
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Microbiológico
?"ibre de patógenos
!Salmonella: usente en 5= g de producto elaborado.
!Escherichia coli : P <>>> n1mero más probable #$M%( por gramo de
producto elaborado
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Te!pera"ura
! "a 0 depende de material a compostar y factores ambientales.
! "a 0 óptima de estabili+ación biológica es A= N == '.
! %ara resultados óptimos => N == ' #fase termófila( y permanecer
<? 5 semanas
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Hu!e$a$
"os microorganismos necesitan agua como ve*ículo paratransportar los nutrientes y elementos energticos a travs de la
membrana celular. Jalor mínimo) 5>B.
"a *umedad puede variar de un ==?>B.
Si la *umedad disminuye demasiado, se detiene la actividad
microbiana con lo cual se tendrá un producto biológicamente
inestable.
%or el contrario si la *umedad es demasiado alta, el agua satura
los poros e interfiere en la difusión del oxigeno a travs de las
pilas, ocasionando anaerobiosis y como consecuencia laputrefacción de los residuos orgánicos.
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Onferior al > B %ilas estáticas y volteadas
Onferior al = B 2eactores 'errados
Hu!e$a$
Si *umedad es alta /espla+a aire %roceso anaeróbico
Hu!e$a$
pG
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pG
/urante este proceso se producen diferentes fenómenos o
procesos que *acen variar este parámetro.
l principio y como consecuencia del metabolismo fundamental
bacteriano que transforma los complejos carbonados en ácidos
orgánicos, el pG desciende seguido de un aumento debido a la
formación de amoniaco, alcan+ando el valor mas alto alrededor de
C.= coincidiendo con el máximo de la actividad de la fasetermófila.Kinalmente el pG disminuye
en la fase final o de
maduración #pG entre R y C(
debido a las propiedadesnaturales de amortiguador o
tampón de la materia
orgánica.
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pH
+alor óp"i!o $e @ ;Hongos "oleran ?
Bac"erias @ C.?
2ase, Aci$i&icación !a"eria
Ba#a pH
> 2ase, Au!en"a pH
2acili"a la p'r$i$a
$e N% en &or!a $eNHF
R l ió GN
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Es una medida de las condiciones bioquímicas óptimas y esta se da en una
relación '7$@>.
sí se asegura una cantidad de $ suficiente para la síntesis celular y no es tanelevada como para producir $G@
El compostaje tiene lugar *asta una relación '7$5>
Si '7$T@> no *ay suficiente $ para la síntesis celular y el proceso se ralenti+a
por tener que pasar los microorganismos por ciclos sucesivos de consumo de ',
síntesis celular, muerte y descomposición...
Relación GN
Relación GN, El carbono es utili+ado por los microorganismos como fuente
de energía y el nitrógeno para la síntesis de proteínas. 6na tercera parte del
carbono es transformado en '45 y el restante entra a formar parte del
protoplasma celular de los nuevos microorganismos, además, para la
producción de proteínas, se necesita la absorción de otros elementos entre
los cuales los más importantes se encuentra el nitrógeno y en menores
cantidades el fósforo y el a+ufre. "as formas del carbono más fácilmente
asimilables por los microorganismos son los a+1cares y las grasas. El
nitrógeno se encuentra en su mayoría en forma orgánica de donde
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debe ser extraído o modificado por los microorganismos para
poder ser utili+ados.
medida en que transcurre el proceso de compostaje la
relación '7$ se *ace cada ve+ menor."a relación óptima inicial debe estar entre 5=?@=, si es superior
a @= el proceso de fermentación se alarga considerablemente
*asta que el exceso de carbono es oxidado y la relación
desciende a valores adecuados para el metabolismoU si es
inferior a 5= se producen prdidas considerables de nitrógenoen forma de amoniaco.
'uando la relación '7$ no es adecuada, se debe balancear
agregando nutrientes ricos en ' o $ que permitan llegar al
nivel deseado, ya sea quitando celulosa, es decir, reduciendo
el carbono o aumentando el contenido de nitrógeno, por el
contrario si la relación es baja se tendrá que disminuir el
nitrógeno y aumentar la celulosa. g
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Relación G H
Esta relación es necesaria para producción de energía y síntesis celular de
los microorganismos
G H es !ayor $e
*n e7ceso $e N acelera $esco!posición% pero $'&ici" $e O>
De&ec"o $e N !enor veloci$a$ N se escapa en &or!a $e NHF
O74geno
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O74geno
"a aireación tiene un doble objetivo, por
una parte proporciona el oxigenosuficiente a los microorganismos y
permite la evacuación del gas carbónico
producido.
"a aireación debe mantenerse en unos
niveles adecuados teniendo en cuenta
que las necesidades del oxígeno varíana lo largo del proceso, siendo bajas en
la fase mesófila, alcan+ando el máximo
en la fase termófila y disminuyendo al
final del proceso. "a aireación no debe
ser excesiva, puesto que puede
disminuir demasiado la temperatura yen el contenido de *umedad.
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O74geno
! Se debe asegurar suministro de oxígeno
%ara asegurar buen y rápidocompostaje
Evitar malos olores
! Gace falta material de soporte # triturado de
poda y madera (. %roporciona estructura y
crea porosidad .
! 'ontenido de oxigeno => B.
! $unca por debajo de C ?<> B, para asegurar
condiciones aerobias
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)oblación Microbiana
! "as bacterias descomponen carbo*idratos y proteínas.
! "os actinomicetos y *ongos descomponen celulosa y cemicelulosa.
%osición)
Bac"erias En "o$a la pila
Hongos y ac"ino!ice"os A ? ? c! $e la super&icie
)oblación Microbiana
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Segn e"apa en la 9ue se encuen"re 5abr3 $i&eren"es !icroorganis!os
e"apa, Aparecen bac"erias y 5ongos !esó&ilos
(iberan 3ci$os
> e"apa, uan$o T J< K% aparecen bac"erias% 5ongos "er!ó&ilos
y ac"ino!ice"os
F e"apa, )or enci!a $e @< K% $esaparece ac"ivi$a$ !icrobiana
)rincipales
!icroorganis!os
i$en"i&ica$os ob"eni$os
$uran"e el proceso $eco!pos"a#e $e rsu
E l ió $ l $ l $ $ l
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Evolución $el proceso $el cura$o $el co!pos"
org3nico
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"as etapas están muy relacionadas con la temperatura.
El proceso de compostaje puede dividirse en tres periodos)
<.Etapa Mesófila
5.Etapa 0ermófila
@.Etapa Maduración
E"apas $el proceso $e co!pos"a#e
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Se produce a A> '
Se produce
cidificación de materia/egradación de fracciones de carbono dbiles
Gongos mueren y generan calor y '45
Se eleva 0 debido a la actividad metabólica, baja el pG
E"apa Mesó&ila
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Se produce a > ?R> '.
Se degradan productos del carbono resistentes.
Se destruyen los microorganismos patógenos y disminuye laactividad respiratoria.
Gacia los R> ' cesa prácticamente la actividad microbiana.
"a aireación *ace que se reinicie el proceso *asta se acaban
nutritientes.
E"apa Ter!ó&ila
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%roliferan los *ongos
Se degradan los polímeros complejos
Vaja actividad # 2equiere meses a 0 ambiente (
l no *aber casi nutrientes, desciende laactividad bacteriana
E"apa Ma$uración
Di "ió bi
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Diges"ión anaerobia
)rocesos biológicos, Diges"ión anaerobia
se lleva acabo en ausencia de aireU pero en este caso la descomposiciónde la biomasa es debida a la acción de bacterias y no a altas
temperaturas.
"os materiales de la biomasa que alimentan el proceso suelen ser, entre
otros)
! 2esiduos ganaderos #estircol de animales, restos de animales
muertos, etc.(
! 2esiduos obtenidos en depuradoras de aguas residuales #lodos(.
El producto resultante es el denominado biogás, que contiene,fundamentalmente, dióxido de carbono #'45( y metano #'GA(, junto
con fango.
Di "ió bi
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Diges"ión anaerobia
Di "ió bi
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Diges"ión anaerobia
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"a digestión anaerobia es un proceso que se lleva a cabo por si
mismo en los sitios de disposición de los residuos, sin embargo es un
proceso lento por lo cual es necesario
trabajarlo como un biorreactor y acelerar la degradación mediante la
manipulación de los principales parámetros involucrados en la
degradación.
"a degradación anaerobia tambin puede reali+arse en tanques
perfectamente cerrados llamados WdigestoresW, que deben permitir la carga y
descarga de materiales y poseer un dispositivo para recoger el gas
producido que puede ser almacenado en un gasómetro de campana flotante
y el metano se incinera en una antorc*a. "a característica principal de un
digestor es el tama-o, el cual es determinado por tres variables
independientes)
<('oncentración de sólidos degradables,
5( Jelocidad de alimentación de sólidos
@(tiempo de residencia de los sólidos en el digestor.
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"a digestión anaerobia se puede definir como una
biotransformación que se lleva a cabo mediante diversos grupos de
microorganismos, de las cuales las bacterias metanognicas#anaerobios estrictos( son los responsables de la producción de
metano #'GA(.
6na de las características más sobresalientes de los metanognos
es su extremada especiali+ación catabólica ya que a pesar de laenorme diversidad fisiológica son un grupo de bacterias que
degradan compuestos simples de carbono y no pueden degradar
molculas complejas como la glucosa a metano y dióxido de
carbono.
Diges"ión anaerobia
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M4 ? compuestos orgánicos complejos
#carbo*idratos, proteínas, lípidos(
compuestos orgánicos simples
#a+1cares, aminoácidos, etc(
compuestos orgánicos simples
#a+1cares, aminoácidos, etc(
acetato Q G5 Q '45
'GA Q '45
Hi$rólisis
Aci$og'nesis
Ace"og'nesis
Me"anog'nesis
%roceso biológico anaerobio
material orgánico complejo '45 Q 'GA
E"apas $e proceso
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Hi$rólisis) los compuestos orgánicos complejos #material
particulado( son
transformados en material disuelto más simple, por medio deen+imas
producidas por bacterias fermentativas.
Aci$og'nesis) los productos solubles son convertidos en ácidos
grasosvolátiles, '45, G5, G5S, etc, por la acción de las bacterias
fermentativas
acidognicas.
Ace"og'nesis) los productos generados en la etapa anterior son
transformados en sustrato para las bacterias metanognicas.
Me"anog'nesis) finalmente se produce metano a partir de acetato
#bacterias metanognicas acetoclásticas( y de G5S y '45 #bacterias
metanognicas *idrogenotróficas(.
E"apas $e proceso
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E"apas $e proceso
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M'"o$os anaerobios y aerobios $e > &ases
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M'"o$os anaerobios y aerobios $e > &ases
Se encuentran en fase de investigación y en desarrollo
/igestión naerobio con alto contenido en sólidos Qcompostaje
+en"a#as
!$o necesita aporte de agua externa para producir
alimento líquido de
entrada al digestor anaerobio.
!$o *ay vertidos de agua
!%roducción elevada de biogas) =?<> m@ 7m@ de reactor
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Bio!asa, Diges"ores anaerobios
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Bene&icios econó!icos,
(os bene&icios $e la DA L$iges"ión anaerobia-,
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Bene&icios econó!icos,?Más rentable que otras opciones desde una perspectiva del ciclo de vida.
Bene&icios energ'"icos,? %roductor de energía neta #R=?<=> ;X* de electricidad por tonelada de
desec*o municipal sólido( en comparación con el proceso de compostaje
que es un alto consumidor de energía?%roduce combustible renovable de calidad superior .
Bene&icios $el "ra"a!ien"o,
? 2equiere menos área que el compostaje aerobio o el relleno sanitario?2educe el volumen y el peso del desec*o a eliminar en el basurero .
Bene&icios a!bien"ales,
? 2educe significativamente las emisiones de an*ídrido carbónico y
metano
? Elimina olores
? %roduce un abono sano y rico en nutrientes
El flujo secuencial permita el control del tiempo de residencia de la
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El flujo secuencial permita el control del tiempo de residencia de la
masa y asegura la *igieni+ación en el proceso termófilo
El proceso es variable referente a contenido de sólidos totales #*astaA>B S0( y se minimi+a el agua recirculada en la planta
Ondependientemente del dise-o se puede eligir el proceso termófilo o
mesófilo
El digestor *ori+ontal maximi+a la superficie de salida de biogás
Se puede variar tanto la altura de carga del digestor como el tiempode residencia para equilibrar diferencias en la recepción de residuos
"a recirculación de lodos permita una estabili+ación del proceso
biológico y la inoculación de la materia fresca
El piso movíl transporta los sedimentos en el digestor y asegura que
no se acumulan los inertes en el digestor
Sistema modular permita ampliaciones posteriores de la planta
%ulmón y estabili+ación del sistema por la etapa de precompostaje
que facilita una alimentación quasi?continua del reactor
2ac"ores 9ue in&luyen en el "ra"a!ien"o biológico
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Degra$abili$a$ $e la !a"eria org3nica,
! 'omposición
! Korma física! pG
El tratamiento biológico sólo es conveniente para las
residuos orgánicas con toxicidad relativamente baja.
! $o es <>>B eficiente en destruir el material orgánico.
2ac"ores 9ue in&luyen en el "ra"a!ien"o biológico
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! 0emperatura
! Gumedad
! pG
! $ivel de aireación! $o presencia de alta concentración de in*ibidores
#ej. Metales(.
! Mínima y adecuada concentración de nutrientes
El proceso $e "ra"a!ien"o biológico re9uiere con"rol $e,
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6RAIAS