1 ARTÍCULO DE REVISIÓN: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES A PARTIR DE DIGESTIÓN ANAEROBIA Karen Rosana Mass Torres 1 y Yenifer Medrano Manga 2 1 [email protected], 3122756944. 2 [email protected]3116621491 Facultad de Ingeniería, Arquitectura, Arte y Diseño. Programa de Ingeniería Química. Universidad de San Buenaventura Cartagena. Recibido 20 de Septiembre de 2013. Aceptado 22 de Octubre de 2013 Received: September 20, 2013 Accepted: October 22, 2013 RESUMEN Las descargas de efluentes domésticos e industriales en los embalses, ríos, mantos acuíferos, zonas de cultivo, etc, generan graves problemas de contaminación del agua, las cuales pueden llegar a ocasionar alteraciones en los ecosistemas, a los sistemas agrícolas, acuícolas, así como serias afecciones a la salud. Por lo que es necesario el desarrollo de procesos biológicos alternativos de bajo costo para el tratamiento de estos efluentes. Generalmente los procesos de tratamiento utilizan una fase primaria para realizar la separación física de sólidos mediante tanques de sedimentación, seguida de una etapa secundaria, donde se lleva a cabo la degradación bacteriana de la materia orgánica (digestores anaerobios, lodos activados, etcétera). En el proceso de digestión anaerobia y la descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo por la acción de un ecosistema bacteriano relativamente complejo, el cual en ausencia de oxigeno transforma la materia orgánica en metano y bióxido de carbón. [] Palabra clave: Aguas residuales, tratamiento anaerobio, efluente, digestión anaerobia, bacterias, inoculo, sustrato y modelamiento cinético ADM – 1 ABSTRACT Discharges of domestic and industrial effluents in the reservoirs, rivers, aquifers, cultivation areas, etc. Generate serious water pollution problems, which can get to cause changes in ecosystems, farming systems, aquaculture, and as serious health disorders. So it is necessary to develop biological processes low-cost alternative for the treatment of these effluents.
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ARTÍCULO DE REVISIÓN: TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES A PARTIR DE DIGESTIÓN
ANAEROBIA
Karen Rosana Mass Torres 1 y Yenifer Medrano Manga
Para la recopilación bibliográfica de este artículo de revisión se realizó una búsqueda en
diferentes fuentes: como libros de ingeniería química y de biotecnología, tesis de la
Universidad San Buenaventura relacionadas con el tratamiento de aguas residuales, revistas
científicas a nivel nacional e internacional encontradas en la página web , bases de datos
electrónicas (ScienceDirecty, VirtualPro, Redalyc y Scielo), se recopiló y se clasificó la
información más relevante teniendo en cuenta bibliografías de los años (2008-2013) sobre
el tema de aguas residuales a partir de digestión anaerobia, se organizó la información y se
realizó la redacción del artículo de revisión.
INTRODUCCIÓN
La eliminación de aguas residuales no tratadas produce impactos ambientales negativos en
los cursos de agua receptores, en función de la concentración de contaminantes que dichas
aguas contengan. [2] Actualmente una de las problemáticas más tratadas es la
contaminación del agua puesto que en los últimos años este recurso se ha venido agotando.
Es por esta razón que hoy en día se están implementando nuevas tecnologías para la
recuperación o reutilización de esas aguas contaminadas, realizando un tratamiento especial
para la purificación de esas aguas. Generalmente los procesos de tratamiento utilizan una
fase primaria para realizar la separación física de los sólidos mediante tanques de
sedimentación, seguida de una etapa secundaria, donde se lleva a cabo la degradación
bacteriana de la materia orgánica ( digestión anaerobia, lodos activados etc.). En el proceso
de digestión anaerobia, la descomposición de la materia orgánica se lleva a cabo por la
acción de un ecosistema bacteriano relativamente complejo, el cual en ausencia de oxígeno
transforma la materia orgánica en metano (CH4) y bióxido de carbono (CO2). [1]
En base a lo anterior el objetivo de este artículo de revisión es resumir información de este
tema y a la vez mostrar la importancia y la influencia que tiene la digestión anaerobia en el
tratamiento de aguas residuales, el cual es un sistema biológico de bajo costos y a la vez
aplica altas tecnologías en sus procesos. Se tiene que la digestión anaerobia consiste en una
serie de procesos microbiológicos dirigidos a la digestión de la materia orgánica con
producción de metano. Es un proceso en el que pueden intervenir diferentes tipos de
microorganismos pero que está dirigido principalmente por bacterias. Presenta una serie de
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ventajas frente a la digestión aerobia, estos procesos anaerobios se usan para tratar residuos
con alta carga orgánica contaminante, por ejemplo: los lodos producidos por los
tratamientos primarios y secundarios de las actividades económicas. Una parte importante
para obtener una buena remoción de materia orgánica en los procesos de digestión
anaerobia, consiste en una adecuada selección del modelo. Estos modelos pueden ser
aplicados a diferentes tipos de procesos de tratamiento de aguas residuales: lodos activados,
reactores de lecho fluidizado, reactores de lecho fijo, entre otros. [ ]
AGUAS RESIDUALES
La ingeniería química es una base sólida para el tratamiento de aguas residuales, el
conocimiento obtenido en cuanto a cinética de reacciones y balances másicos son
alternativas para llevar acabo todos los procesos para tratamientos biológicos de aguas
residuales, que algunos autores lo definen como la capacidad que tienen los
microorganismos para metabolizar y convertir la materia orgánica en suspensión ya
disuelta, en tejidos celulares nuevos y diferentes gases. [4] Según los autores (Lic. Gustavo
Fernando Merli & Ing. Nestor Omar Ricciuti) definen a las aguas residuales como: las
aguas que provienen del sistema de abastecimiento de aguas de una población, después de
haber sido modificadas por diversos usos en actividades domésticas, industriales y
comunitarias. Las aguas residuales contienen materia orgánica como inorgánica, y los
microorganismos desempeñan un papel especialmente importante eliminando los
compuestos orgánicos. De acuerdo con su origen las aguas residuales pueden clasificarse
como: domésticas, Industriales, Infiltración y caudales adicionales y Pluviales.[ ] [6]
IMPORTANCIA DEL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
El agua es un recurso indispensable para el desarrollo de cualquier actividad, ya sea
industrial, agrícola y urbana, y su uso está relacionado con el crecimiento económico y
social del país. La contaminación del agua es uno de los más graves problemas ambientales
a los que la naturaleza se enfrenta actualmente. Cada día se vierte a los ríos y lagos
toneladas de desechos en forma de basura o como agua residual, ocasionando la
contaminación de los cuerpos de agua que en algún momento fueron de agua cristalina
natural. La contaminación causada por los efluentes domésticos e industriales, la
deforestación y los cambios del uso del suelo, están reduciendo notablemente la
disponibilidad de agua utilizable en el país.[ ] La peligrosidad ecológica de estos vertidos
de aguas residuales ha potenciado la búsqueda de alternativas para su tratamiento y
disposición final.[ ]
En la formulación, planeación y diseño de un sistema de tratamiento se pueden considerar
objetivos diferentes, teniendo en cuenta la disponibilidad de recursos económicos y
técnicos, así como los criterios establecidos para descarga de efluentes o eficiencias
mínimas y, eventualmente motivaciones ecológicas. Uno de sus objetivos principales es:
Proteger la Salud Pública y el Medio Ambiente, al igual que el Reúso del Agua Tratada.[ ] [10]
Otro de los objetivos del tratamiento de aguas residuales es disminuir el contenido de
contaminantes hasta un nivel compatible según la normativa vigente. En general el
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constituyente más importante de las aguas residuales de origen animal es la Materia
Orgánica. Por esta razón es que la degradación de ésta se torna primordial.[ ]
DIGESTIÓN ANAEROBIA EN TRATAMIENTOS DE AGUAS RESIDUALES
De manera paralela al crecimiento demográfico registrado en las últimas décadas, los
requerimientos de agua potable en el mundo se han incrementado más de seis veces debido
al desarrollo industrial, a la irrigación no controlada y a la falta de conservación de este
vital líquido. Consecuentemente, cada vez son menos los cuerpos de agua disponibles, que
cuenten con la calidad y cantidad requerida para satisfacer las necesidades de la población.
Este escenario significa una limitación severa para el desarrollo industrial, sobre todo en
regiones donde el agua escasea cada vez más. Desde una perspectiva histórica, la población
mundial se ha triplicado en los últimos 70 años y actualmente alberga a más de seis mil
millones de personas en sus cinco continentes. Este contexto ha propiciado diversos
conflictos sociales, en diferentes regiones del mundo, relacionados con disputas por
cuerpos de agua disponibles. [12]
Según el autor Francisco Cervantes en su artículo anuncia, que los sistemas anaerobios
comenzaron a utilizarse a gran escala para el tratamiento de aguas residuales a principios de
los años 80 gracias a las importantes contribuciones de Young y McCarty (1969) y de
Lettinga, et al. (1980). Las ventajas tecnológicas ofrecidas por los sistemas anaerobios
desarrollados por estos grupos de investigación permitieron potenciar la aplicación de los
mismos para el tratamiento de aguas residuales industriales con alto contenido de materia
orgánica. Hoy en día, los sistemas basados en lodo granular, como los reactores tipo UASB
(Reactor anaerobio de flujo ascendente) y EGSB (Lecho de lodo granular expandido), son
los más utilizados a nivel mundial en una amplia gama de sectores productivos como
industrias de alimentos, textiles, farmacéuticos, químicos, papel, bebidas, así como en
sectores agropecuarios. Además, estos sistemas de tratamiento de aguas residuales también
son ampliamente utilizados para aguas domésticas en países con un clima tropical o sub-
tropical.[ ]
TRATAMIENTO ANAEROBIO DE AGUAS RESIDUALES
Los tratamientos anaerobios constituyen las dos grandes alternativas de depuración
biológica de aguas residuales y residuos orgánicos. El hecho de no necesitar aireación y la
generación de un biogás que se puede utilizar en la misma planta con finalidades
energéticas hacen que la digestión anaerobia resulte energéticamente muy favorable,
permitiendo en muchos casos la autonomía o autosuficiencia de las plantas de
tratamiento. [ ] [14]
En vista de que no hay oxidación, se tiene que la DQO (Demanda química de
oxigeno) teórica del metano equivale a la mayor parte de la DQO de la materia orgánica
digerida (90 a 97%), [15] una mínima parte de la DQO es convertida en lodo (3 a 10%). En
las reacciones bioquímicas que ocurren en la digestión anaerobia, solo una pequeña parte de
la energía libre es liberada, mientras que la mayor parte de esa energía permanece como
energía química en el metano producido.[ ]
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LA DIGESTIÓN ANAEROBIA
Uno de los procesos bioquímicos utilizados en el tratamiento de aguas residuales son los
llamados tratamientos anaerobios. En este artículo de revisión se realizó una investigación
bibliográfica sobre este tema y su participación en este tipo de procesos para identificar
cómo han evolucionado con el pasar de los años y las nuevas tecnologías ajustadas para la
ejecución de este proceso en el tratamiento de aguas residuales. Muchos autores e
investigaciones han definido la digestión anaerobia (DA) como un proceso microbiológico
complejo y biológicamente degradativo [17] [18] [19] que se desarrolla en ausencia de
oxígeno y comprende un conjunto de reacciones complejas, que requiere cierto control para
asegurar su correcto funcionamiento. [ ] Su mayor utilidad se debe a disminuir la materia
orgánica en las aguas residuales debido a la baja producción de lodos.[ ]
Otros autores también han complementado que la digestión anaerobia es una fermentación
microbiana en ausencia de oxigeno que da lugar a una mezcla de gases (principalmente
metano y dióxido de carbono), conocida como “biogás” y a una suspensión acuosa o lodo,
que contiene los microorganismos responsables de la degradación de la materia orgánica.
Esta se puede llevar a cabo a partir de múltiples pasos conocido como una serie de
procesos microbiológicos en el que la materia orgánica compleja es convertida en
compuestos simples, sin la intervención de un aceptor de electrones externo, tal como el
oxígeno o los nitratos,[ ] [23]esta es menos eficiente en producción de energía que el
aerobio, puesto que la mayoría de la energía liberada en el catabolismo anaerobio
proveniente de la sustancia descompuesta que aún permanece en los productos finales
orgánicos reducidos, como el metano, generándose una cantidad de biomasa mucho menor
que la producida en el proceso aerobio, para aumentar la eficiencia es necesario propiciar
ambientes que promuevan tanto el rompimiento de la célula como la hidrolisis de las
macromoléculas y otros compuestos celulares.[ ] Este sistema llamado tratamiento
anaerobio se ha vuelto cada vez más popular ya que alrededor del 95% de la carga con
demanda biológica de oxígeno puede ser convertida en combustibles gaseosos.
Algo muy relevante en este tipo de procesos son los cambios que ha tenido durante el
transcurso de los años. Para mejor su calidad incluye sistemas modernos de tratamiento
anaerobio, también llamados sistemas de segunda generación, estos incluyen mecanismo de
generación de lodo, que las distingue de los sistemas clásicos.[ ] Esta tecnología y el
proceso debe ser monitoreado y una herramienta importante es el (AME) ensayo de
actividad metanogénica.[ ]
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL METABOLISMO ANAEROBIO
Todo metabolismo en un proceso químico está expuesto a factores que pueden modificar e
influir en su desintegración, las transformaciones químicas y físico – químicos que se
llevan a cabo dentro de él, en el caso del metabolismo anaerobio no es la excepción, existe
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una variedad de estos factores, siendo estos los más relevantes en la práctica: La
temperatura, el pH y la composición de sustrato.[ ]
MICROBIOLOGÍA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA
El metano es el resultado de un grupo muy especializado de bacterias que convierten los
productos de fermentación de otras materias anaerobias bien en CH4ó CH4 Y CO2, estas
son las bacterias metanogénicas estrictamente anaerobias mucho más sensibles al O2 y otros
agentes oxidantes como el nitrato, que las demás bacterias anaerobias. Aquí se encuentran
las interacciones microbianas y la degradación anaerobia de la materia orgánica el cual es
un proceso en el que intervienen diversos grupos de bacterias aerobias facultativas y
anaerobias estrictas las cuales utilizan en forma secuencial los productos metabólicos
generados por cada grupo. El flujo de carbono generado durante la degradación anaerobia
de los compuestos orgánicos involucra tres grupos tróficos: Grupo I: Bacterias hidrolíticas
y fermentivas, Grupo II: Bacterias acetogénicas y Grupo III: Bacterias metanogénicas.[ ]
TECNOLOGÍA DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA
La tecnología anaerobia presenta ventajas potenciales respecto a la tecnología aerobia para
el tratamiento en aguas residuales. En los últimos 25 años se ha progresado mucho en el
conocimiento del proceso anaerobio en el tratamiento de residuos líquidos, sin embargo su
implantación no es tan rápida como se esperaba por parte de los investigadores. Las
posibles razones de este retraso pueden encontrarse en el bajo costo de los precios de la
energía, en algunas experiencias negativas, en la necesidad de un post-tratamiento y en las
grandes inversiones hechas en los sistemas aerobios. [28] [29]
Los primeros reactores anaerobios que se utilizaron fueron el digestor de mezcla completa
y el proceso de contacto anaerobio. En el primero el tiempo de retención de los sólidos era
igual al tiempo de retención hidráulico y en el segundo se incorporó un decantador después
del tanque para clarificar el efluente y recircular los lodos con lo que se consiguió aumentar
el tiempo de retención de los sólidos en este diseño. En los procesos modernos,
denominados de alta velocidad, la característica común a todos ellos es la retención de la
biomasa dentro del reactor, de manera que el tiempo de retención de los sólidos es mucho
mayor que el tiempo de retención hidráulico por lo que se consigue aumentar la eficacia del
proceso.[ ]
APLICACIÓN DE LA DIGESTIÓN ANAEROBIA.
La tecnología de la digestión anaeróbica se ha ido especializando. Actualmente abarca
diferentes campos de aplicación con objetivos diversos, en la Figura 1 se puede observar y
analizar brevemente la evolución y el estado actual de cada uno de los campos descritos.
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Figura 1: Esquema que representa el campo de aplicación de la digestión anaerobia. Fuente. Hibert, J. (2012). La Digestión Anaeróbica. La aplicación del biogás en el área rural. Universo Porcino.
Este proceso puede aplicarse, entre otros, a residuos ganaderos, agrícolas, así como a los
residuos de las industrias de transformación de dichos productos. [ ]
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS SISTEMAS ANAEROBIOS
En la tabla 1 se muestra las ventajas y desventajas de los sistemas anaerobios:
Tabla 1. Ventajas y desventajas de los sistemas anaerobios
Ventajas Desventajas
Proceso simple y sencillo de operar. Emisión de olores desagradables (H2S).
Constituye una fuente de energía alternativa
(CH4).
Sensibilidad a bajas temperaturas, al cambio
brusco de pH y a la presencia de oxígeno
disuelto.
Permiten la aplicación de elevadas cargas
orgánicas (superiores a 30kg DQO/m3.d).
Lento proceso de arranque y por ello largos
período para estabilización (inóculos).
Complejidad de los consorcios bacterianos.
Son instalaciones compactas que demandan
poco espacio.
Calidad de efluentes inferior a los procesos
aeróbicos. Por ello se requiere un pos-
tratamiento para cumplir con los niveles de
calidad usualmente exigidos.
Aplicable en pequeña, mediana y gran escala,
para residuos industriales y domésticos.
La agresividad de algunos subproductos que
demandan atención en la protección de las
estructuras (corrosión). Fuente: Collazos, C. (2008). Tratamiento anaerobio de aguas residuales. Colombia: Universidad Nacional de Colombia.
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REACTORES ANAEROBIOS
En el proceso del tratamiento de aguas residuales los reactores anaerobios cumplen un
papel fundamental y de gran importancia, puesto que estos son bioreactores que pueden ser
utilizados para tratar efluentes domésticos o industriales con altas cargas orgánicas, estos
reactores pueden utilizarse solos o con unidades de pos-tratamiento para producir un
efluente final adecuado para su disposición final. [34] [35] [36] Dentro de los tipos de
reactores anaeróbicos más usados se encuentran: los reactores UASB (reactor anaerobio de
flujo ascendente) y los reactores de tipo EGSB (lecho de lodo granular expandido). [37]
Reactor UASB: Consiste en una zona de reacción en la parte inferior en la que se acumula
la biomasa, la de mejor sedimentabilidad en el fondo y encima los lodos más ligeros,
formando todo el lecho de lodos. Un separador gas-sólido-líquido en la parte superior,
impide la salida de los sólidos del reactor, separándolos del gas producido y del efluente
líquido.[ ] En la figura 2 se muestra el esquema de un Reactor UASB.
Figura 2. Esquema de un reactor UASB.
Fuente: Oscar Arango, Luciana Sánchez. (2009). Tratamiento de aguas residuales de la industria láctea en sistemas
anaerobios tipo UASB.
VENTAJAS DE LOS REACTORES UASB.
Entre las ventajas de los reactores UASB se tienen: son sistemas compactos, con baja
demanda de área, sin necesidad de utilización de un material de soporte, se obtienen niveles
de remoción de DBO/DQO superiores al 80%, bajo costo de operación, elevada
concentración del lodo excedente, no necesitando de una unidad de espesamiento de lodo, y
bajo consumo de energía. [39]
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Philippe Conil, informa en su artículo que el objetivo principal de la utilización de este tipo
de reactores es minimizar los costos en el proceso del tratamiento de aguas residuales.
Dentro de sus conclusiones anuncia que en el uso de plantas UASB se puede observar en la
parte de remoción versus dilución que cuando el DQO (demanda química de oxígeno) es
igual o inferior a 300 mg/L, la eficiencia de un reactor UASB para remoción de DQO y
DBO (demanda bioquímica de oxígeno) no supera el 65%. A mayor dilución del agua
residual menor eficiencia de tratamiento, en términos porcentuales, y menor producción de
biogás por kilo de DQO removida, pues parte del biogás se queda disuelto en el efluente.
Pero para concentraciones de DQO superiores a 500 ppm la eficiencia de remoción puede
superar el 80 %. 1Los siguientes diagramas de flujos (figura 4 y 5) muestran el sistema
anaerobio UASB y el sistema mixto UASB + Filtros Percoladores. Se puede observar que
en la figura 3. Que la eficiencia de remoción de DQO y DBO es del 80%, mientras que en
la figura 4 donde se implementa un sistema mixto UASB + Filtros Percoladores la
eficiencia es mucho mayor (90%). [20]
Figura 3. Diagrama de flujo del sistema anaerobio UASB.
Fuente: Philippe Conil. (2013). La tecnología anaerobia UASB en el tratamiento de las aguas residuales domesticas: 10
años de desarrollo y maduración en América latina.
Figura 4. Diagrama de flujo del sistema mixto UASB + Filtros Percoladores.
Fuente: Philippe Conil (2013). La tecnología anaerobia UASB en el tratamiento de las aguas residuales domesticas: 10
años de desarrollo y maduración en América latina.
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REACTOR DE TIPO EGSB
Este es otro tipo de reactores utilizados en el tratamiento de aguas residuales, son
básicamente, una versión más evolucionada de los UASB, en los que se produce,
adicionalmente al funcionamiento del UASB, una recuperación del efluente, que se vuelve
a recircular, con lo que se optimiza la producción del biogás. Los reactores EGSB son
adecuados para el tratamiento de aguas residuales con baja carga orgánica (hasta 2 gramos
de DQO por litro), o para residuos con partículas en suspensión cuya degradación no sería
recomendable en el tanque de proceso. En la figura 5. Se muestra el esquema del
funcionamiento de un reactor de tipo EGSB. Estos son similares a los UASB, aunque se
optimiza el contacto entre el lecho de lodos y el afluente, y cuentan con un dispositivo de
recirculación del efluente. [40] [41]
Figura 5. Esquema del funcionamiento de un reactor de tipo EGSB.
Fuente: Anónimo. Estudia básico del Biogás. (2011). Agencia Andaluza de la Energía Estudio Consejería de Economía,
innovación y Ciencia.
Dentro de las ventajas de la adopción de un biodigestor tipo EGSB se tiene que: al no
contener relleno soporte para lograr la retención de la flora anaeróbica, no se producen
canalizaciones, por el hecho de que las burbujas generalmente seleccionan un número
limitado de canales para escapar. Dependiendo del tipo de relleno, una fracción del
volumen del digestor se ocupa con material inerte y disminuye la capacidad de almacenar
sólidos sedimentables dentro del reactor[ ] [43].
INÓCULOS Y SUSTRATOS QUE SE UTILIZAN EN EL PROCESO ANAEROBIO
El primer paso que se debe realizar en cualquier fermentación es tener un recipiente limpio
el cual debe estar previamente esterilizado y rellenado con el medio de cultivo estéril.
Posteriormente, el fermentador se inocula con el microorganismo adecuado. El tamaño del
inóculo generalmente es del orden del 1-10% del volumen total del medio. El proceso de
fermentación se lleva a cabo en cuatro etapas: I. Preservación del inóculo, II.
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Multiplicación del inóculo, III. Cultivo de pre – fermentación, IV. Fermentación de
producción[ ].Otros autores contribuyen en que son el producto de la recolección y la
multiplicación de microorganismos descomponedores y fermentadores de materia orgánica
presentes en los bosques. Estos microorganismos una vez colectados son colocados en un
sustrato rico en nutrientes, con humedad adecuada y en condiciones anaeróbicas (sin
oxígeno) para de esta forma lograr su multiplicación masiva y así poder utilizarlos en la
solución de múltiples problemas del manejo de desechos orgánicos.[ ]
MODELOS CINÉTICOS UTILIZADOS EN DIGESTIÓN ANAEROBIA
Uno de los principales retos en procesos de digestión anaerobia, es el de poder evitar
acumulaciones indeseables de compuestos químicos intermedios, de carácter tóxico o
inhibitorio para la interfase biológica. La implementación de sistemas de control
automático, que sean capaces de regular la concentración de las sustancias que pueden
comprometer el buen desempeño del bioreactor, ha sido una de las principales área de
investigación para esta tecnología emergente en los últimos 20 años. No obstante, la
mayoría de las técnicas modernas de control, requieren de un modelo matemático que
represente confiablemente la dinámica del proceso. Por lo tanto, el primer paso para
alcanzar los objetivos de control, es desarrollar el respectivo modelo. [46]
Estos modelos se fueron analizando y cambiados con el pasar de los años tratando de
mejorar para obtener óptimos resultados. Los primeros métodos del modelado se centraron
en la descripción de la etapa limitante del proceso, una segunda generación de modelos
consideró la concentración de ácidos grasos volátiles como el parámetro clave,
incorporando acidogénesis y acetogénesis separadamente. Estudios microbiológicos más
avanzados llevaron a otra generación de modelos (Angelidaki et al., 1993; Vavilin et al.,
1994; Vavilin et al., 1995; Kalyuzhnyi, 1997; Kalyuzhnyi y Davlyatshina, 1997;
Kalyuzhnyi y Fedorovich, 1998; Angelidaki et al., 1999; Batstone et al., 2000; Tartakovsky
et al., 2002; Haag et al., 2003; Keshtkar et al., 2003). Estos modelos incorporaron procesos
y especies adicionales, cinéticas más detalladas con inhibición y consideraron diferentes
sustratos.[ ]
MODELAMIENTO DEL PROCESO DE DIGESTIÓN ANAEROBIA MEDIANTE
ADM-1
El ADM 1 (modelo de digestión anaerobia) es un modelo cinético que describe los procesos
bioquímicos y fisicoquímicos que ocurren durante la biodegradación anaerobia de
compuestos orgánicos complejos como los residuos lignocelulósicos. Emplea una gran
cantidad de parámetros, constantes y coeficientes en las ecuaciones que describen los
procesos bioquímicos y fisicoquímicos[ ] [49]. El modelo ADM 1 tiene un proceso de
conversión aplicado a la digestión anaerobia que cumple cinco pasos fundamentales:
desintegración, hidrólisis, acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis. [ ]
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Figura 6. Proceso de conversión en la digestión anaerobia usando el modelo ADM -1
Fuente: Hernández, M. Delgadillo, M. (2009). Aplicación del modelo ADM-1 en la digestión
anaerobia de aguas residuales y desechos sólidos.
CONCLUSIONES
En la recopilación de la información sobre el tratamiento de aguas residuales a partir de la
digestión anaerobia, se ha notado que con el pasar de los años este sistema ha venido
implementado nuevas tecnologías, ya que este método es más rentable económicamente
para plantas industriales. Para este tratamiento se implementan diferentes tipos de reactores
entre ellos se encuentran: los UASB y los EGSB. En el estudio que se hizo de la revisión
bibliográfica de los diferentes artículos se observó que el tipo de reactor más utilizado eran
los UASB porque tienen un bajo consumo de energía, son más eficientes en donde los
niveles de remoción de DBO/DQO son superiores al 80%, y lo más importante que son de
bajo costo de operación.
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REFERENCIAS
[ ]Salarar, M. (2009). Sistemas integrales de tratamiento de aguas residuales, mediante el uso
combinado de digestión anaerobia y microalgas, recuperado el 2 de septiembre de 2013.
http://www.izt.uam.mx/newpage/contactos/anterior/n73ne/aguas-residuales.pdf. pp. 16-18
[ ]Anónimo (2012). Introducción al tratamiento de aguas residuales. Recuperado el 2 de
septiembre de 2013 http://www.ingenieriaquimica.org/articulos/introduccion-tratamiento-aguas-
residuales
[ ]Rincón, F. Angulo, G. Olivar (2008). Análisis y control de un biorreactor anaerobio de lecho
fijo de flujo ascendente, Recuperado el 3 de septiembre de 2013.
http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v76n157/a12v76n157.pdf, pp. 1-2.
[ ]J. A. Varila, F. E. Díaz (2008), Tratamiento de aguas residuales mediante lodos activados a
escala laboratorio, Tecnología - Journal of Technology, Vol. 7, pp. 21-28.
[ ]Rodríguez, R. (2009). MICROBIOLOGÍA DE LAS AGUAS RESIDUALES –
APLICACIÓN DE BIOSÓLIDOS EN SUELO. Tecnológica Nacional, Bahia Blanca.
