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UNIVERSIDAD

NACIONAL SANTIAGOANTUNEZ DE MAYOLO

FACULTAD CIENCIAS DEL AMBIENTE

ESCUELA DE INGENIERIA SANITARIA

 

TEMA: PRODUCCIÓN DE BIOGAS

DOCENTE: BLGA. POLO SALAZAR ROSARIOALUMNA: MORENO BRONCANO CYNTHIA

Huaraz, A!a"#, P$r%&'()

PROCESOS BIÓLOGICOS ENINGENIERIA SANITARIA

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INTRODUCCIÓN• En la actualidad existe una gran preocupación respecto de

los impactos ambientales y sociales vinculados a unincremento en el uso de la biomasa En particular! a"uellosimpactos asociados a un desarrollo a gran escala del uso dela biomasa a trav#s de biocombustibles

• $as actividades %umanas liberan gases de e&ectoinvernadero a la atmós&era $a agricultura y la ganader'ason algunas de las m(s importantes! debido a la liberaciónde gas metano! "ue es uno de los gases de e&ectoinvernadero responsables del calentamiento global y delcambio clim(tico

• Con la presente investigación se desea di&undir e incentivarla utilidad de biodigestores en )uara*! ciudad "ue cuentacon propicias condiciones ambientales para el desarrollo deesta tecnolog'a

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•  OB*ETIVOS

• OB*ETIVO GENERAL:

,roducción y promoción de biog(s por &ermentación semicontinua en unbiodigestor tipo manga de polietileno a partir de-

a. Esti#rcol de cuy! gallina! vaca! agua potable y restos de pastob. Esti#rcol del cerdo! agua residual de camal y pa/a

• OB*ETIVOS ESPEC+FICOS

)Dise0ar y construir un biodigestor para &ermentación semicontinua)Evaluar la producción de biog(s en &unción del volumen de producción)Establecer los par(metros para el dise0o de un biodigestor en el tratamiento

de la materia org(nica)Determinar las necesidades energ#ticas de los procesos en donde puede ser

aprovec%ado el biog(s

• HIPÓTESIS

•)1e obtiene una elevada producción de biog(s por &ermentación semicontinuaa partir de-

a. Esti#rcol de cuy! gallina! vaca! agua potable y restos de pastob. Esti#rcol del cerdo! agua residual de camal y pa/a

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23RCO  TEÓRICO• BIOGS

• El biog(s es el producto m(s conocido y utili*ado de la

biodigestión! constituye una me*cla de gases cuyosprincipales componentes son el metano y el bióxido decarbono! los cuales se producen como resultado de la&ermentación de la materia org(nica en ausencia de aire!por la acción de un grupo de microorganismos El biog(sse compone de las siguientes mol#culas- 4 C)5 65789:.;4CO& &- /)012 3H&(('012 3H&S ',(01, 3 N& ',4401

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 BIODIGESTOR: Un <iodigestor! es una planta productora de biog(s! biol y bio abono!donde se reali*a un proceso anaeróbico de descomposición 4proceso de &ermentaciónanaeróbica. $a materia prima est( constituida por materia org(nica! como desec%osagr'colas! residuos animales! residuos %umanos! etc

DESCRIPCION DEL BIODIGESTOR• M56$75 #5r8z59a7: 1on a"uellos en los cuales la c(mara de digestión es alargada yla degradación de los residuos transcurre a medida "ue transitan a lo largo deldigestor En esta categor'a se encuentran los digestores &amiliares de ba/o costo Esb(sicamente un digestor tubular %ori*ontal en cuyos extremos se sit=an las c(marasde carga y descarga del sistema 1u con>guración alargada impide "ue la cargal'"uida inicial y el e?uente se me*clen; esto lo %ace =til en el aprovec%amiento deresiduos "ue re"uieran un tratamiento prolongado! tales como excremento %umano yciertos desperdicios de sacri>cio de animales

• D$ $r;$9a!8< "$;8!598ua: $a primera carga consta de gran cantidad demateriales Cuando va disminuyendo gradualmente el rendimiento de gas! se agregannuevas materias primas y el e?uente se va descargando gradualmente en la mismacantidad

• F$r;$9a!8< ;$"<=7a: Es este caso la &ermentación necesita una temperaturamenor! comparada con la &ermentación meso&'lica! la descomposición de la carga esm(s lenta! pero presenta otras bondades

• F$r;$9a!8< $ ua "57a $9a>a: $a digestión en un solo depósito de &ermentaciónse denomina &ermentación en una sola etapa! este tipo de &ermentación demanda unaestructura simple! ba/os costos y es de &(cil operación

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2ETODO$O@I3• CLCULOS:

 Aolumen diario agua B 5 Aolumen diario de excretasAolumen diario agua B 5 $Aolumen diario agua B $ Aol carga diaria 4$.B Aol diario agua 4$. F vol diario excretas 4$.Aol carga diaria 4$.B $ F $

Aol carga diaria 4$.B G9$

Aol l'"uido biodigestor 4$. B Aol carga diaria 4$. 59 d'asAol l'"uido biodigestor 4$. B G9$ 59 d'asAol l'"uido biodigestor 4$. B 599$

Aol total biodigestor 4mH. B Aol l'"uido biodigestor 4$. 49! G999.

Aol total biodigestor 4mH. B 599$ 49! G999.Aol total biodigestor 4mH. B 96 $ $ongitud de la mangaB Aol total biodigestor 4mH. 4J 4radio sección biodigestor 4m...$ongitud de la mangaB 96 mH 4J 49G9m..$ongitud de la mangaB G6Km

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• PREPARACIÓN DE LA ZAN*A

• Ma9$r8a7$" ? #$rra;8$9a":• ,a/a• Dos 2anga de pl(stico de anc%o de rollo m largo• ,l(stico para desplegar encima la manga 4de dimensiones

mayores a las de la manga.• Una manga de geomembrana de ,AC de m de longitud y

99cm de anc%o de rollo 4espesor 699 micras.• Dos discos de /ebe 4cauc%o. de unos 6cm de di(metro y 9!

cm de grosor! con un agu/ero en el centro de LM• Dos tubos de agua de ,AC de M de m de largo 4tubo

r'gido.• <andas de /ebe6• Unión universal ,AC LM agua presión• ,egamento para ,AC• Cinta de Te?ón• 2artillo

• 3licates

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G

&. P$r5ra!8<6$ 7a "a786a6$7 @a"

4. N8>7$ $">$!8a7$ $7 89$r85r 6$7a ;a@a3>8$za 6$ PVC

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K. *$$!575!a65!5rr$!9a;$9$

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•MTODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

LUGAR DE EPERIMENTACIÓN - $a experimentación se llevó a cabo en-

•LOCALIDAD: El traba/o de investigación se reali*ara en la localidad de )uara*! ubicada a H G99 msnm! teniendo como punto de ,RODUCCION- eldistrito de independencia 7 Nicrupampa pasa/e las margaritas

 •INSTITUCIÓN: El desarrollo pr(ctico o ,roducción de biog(s a partir de aguas residuales y residuos agr'colas se reali*ara en el $aboratorio de Cienciasdel 3mbiente de la acultad de Ciencias del 3mbiente de la Universidad Nacional P1antiago 3nt=ne* de 2ayoloM en la Ciudad Universitaria de1%ancayan

•TIPO DE INVESTIGACIÓN

 D$ A!u$r65 a 7a Or8$9a!8<:•3plicada- 1e obtendr( resultados "ue puedan orientar al cumplimiento de normas y propuestas de solución "ue me/oren el ambiente; teniendo encuenta la obtención de in&ormación de un gas natural

 D$ A!u$r65 a 7a TJ!8!a 6$ C59ra"9a!8<:•Explicativa- $a presente investigación permitir( obtener datos por la observación de &enómenos condicionados por el investigador utili*ando laexperimentación

•REGIMEN DE INVESTIGACION

•ORIENTADA: El presente traba/o de investigación &orma parte del desarrollo universitario de los estudiantes de la Escuela 3cad#mico ,ro&esional deIngenier'a 1anitaria; ya "ue nos permite evaluar y controlar un recurso natural a partir de la producción de los desec%os de aguas residuales y residuosagr'colas convertido a biog(s

 •DISEO DE LA INVESTIGACIÓN: 1e empleó dise0o- Descriptivo! Transversal ,rospectivo

$as variables de estudio &ueron-•Var8a7$ 86$>$68$9$31 : Restos vegetales y esti#rcol de animales•Var8a7$ 6$>$68$9$ 3Y1 : Pr56u!!8< 6$ 85@"•Var8a7$" 89$r88$9$" : Condiciones ambientales naturales 4Temperatura! color! ,%.

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RE1U$T3DO1• COLIFORMES

Interpretación: 1eg=n los resultados obtenidos en elan(lisis reali*ado se observó "ue la cantidad decoli&ormes al inicio es alto! con&orme se da labiodegradación aumenta la cantidad de coli&ormes; sin

embargo! la cantidad tiende a disminuir como elresultado obtenido despu#s del cuarenta d'as

Mu$"9ra (' ('( ('& ('4 R$"u79a65NMP(''ML

M$z!7a ( H H H G 59x G9

M$z!7a & H H G9xG9

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• IONE1

• Interpretación- 1eg=n los resultados obtenidos en elan(lisis reali*ado se observó "ue los iones o nutrientes

anali*ados en cuanto al &os&ato %ay muy buenaoxidación en ambas muestras tambi#n %ay buenanitri>cación ; el sul&uro como se observa se encontróen poca cantidad sin embargo es la me*cla la "ueproduce m(s )1

Mu$"9ra P PO/ NH/ NO& H&S

M$z!7a ( HK G95 9K 9G6 99H

M$z!7a & KH 8 9G8K 95H 9G8

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• Interpretacion- $os resultados indican "ue en el dia G6 segenera biog(s en muy poca cantidad para las muestrasdebido a "ue los microorganismos todav'a no est(n en cantidadsu>ciente! reci#n se est(n adaptando y reci#n est(nempe*ando a degradar la materia org(nica 3 medida "ue el

tiempo de retención se prolonga! los microorganismos sedesarrollan y degradan la materia org(nica! reali*ando unaactividad microbiana m(s activa &avoreciendo la producción debiog(s

  Con respecto a la temperatura es muy importante ya "ue deesta depende la producción de biog(s; la temperatura en la "ue

se produce m(s biog(s es a GKQ

Mu$"9ra T8$;>5 V57. B85@"37968a1

T$;>$ra9ura

M$z!7a ( G6 G G

6 55 GK

H6 8H 9

59 K GK

M$z!7a & G6 8K GK

6 65 G

H6 86 GK

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CONC$U1IONE1• $os digestores cumplen una &unción ecológica ideal- reciclar totalmente los desec%os a un costo

muy ba/o! pero como contrapartida emite olores desagradables para "uien no esta acostumbradoal sistema

• 1e instaló y evaluó un biodigestor &amiliar en la ciudad de )uara*! aprovec%ando las buenascondiciones clim(ticas "ue presenta esta ciudad

• 3dem(s de las condiciones clim(ticas! el dise0o y los materiales usados en la construcción del

biodigestor &ueron muy in?uyentes para mantener el calor del sistema! lo "ue aumentó lae>ciencia del biodigestor para producir biog(s

• El optar por el esti#rcol de cuy como materia prima permite no sólo generar buena cantidad debiog(s! sino tambi#n un &ertili*ante 4biol. de buena calidad; obteniendo 5 litros al d'a enpromedio con nuestro biodigestor

• En )uara*! la mayor'a de la población desconoce sobre los biodigestores! por lo "ue se necesita

mayor di&usión al respecto

• En la ciudad de )uara* *ona rural! gran parte de personas se dedican a la agricultura y tienenconocimientos sobre biodigestores! pero se encuentran decepcionados de las experienciasvividas! sin embargo! apoyan el desarrollo de esta tecnolog'a siempre y cuando no les demandees&uer*o ni tiempo su operación y adem(s! "ue se adecue a su nueva actividad ,or lo tanto! sesugiere la instalación de biodigestores de geomembrana a media o gran escala "ue se alimentecon desperdicios agr'colas! excretas de animales yo aguas negras de toda una comunidadagropecuaria

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RECO2END3CIONE1• Investigar me/ores aislamientos para la cubierta de almacenamiento de

biog(s cuando la temperatura ambiente es menor a 9C

• Una planta de biog(s es mane/ada y mantenida correctamente! si satis&acelas necesidades de reconocimiento y comodidad del due0o Entonces est(dispuesto a adaptarse a las necesidades de la planta de biog(s

• 1er'a de gran importancia di&undir la in&ormación de posiblesimplementaciones de esta tecnolog'a en otros sectores donde se puedaaprovec%ar materia org(nica! adem(s de ser una buena opción para suplir unconsumo energ#tico tambi#n ayuda a la disminución de residuos! ba/a lacarga contaminante en cuerpos de agua! sirve para generar sustratos como elbio abono ben#>cos para otro sector y por =ltimo disminución del e&ecto

invernadero

• 1e recomienda crear conciencia a trav#s de talleres y capacitaciones a todo elpersonal de las empresas "ue realicen labores cerca de los cuerpos de agua!y explicar los impactos ambientales de sus procesos y los da0os causados porellos mismos! adem(s las di&erentes alternativas de minimi*ación y ba/oscostos de implementación