Valorización energética de los residuosValorización energética de los residuos y subproductos de la pesca

Juan A. ÁlvarezGrupo de Ingeniería Ambiental y BioprocesosGrupo de Ingeniería Ambiental y Bioprocesos

Departamento de Ingeniería Química

E-mail: juanantonio.alvarez@usc.es

www.usc.es/biogrup/

“JORNADA SOBRE ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES EN LA COMERCIALIZACIÓNJORNADA SOBRE ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES EN LA COMERCIALIZACIÓN Y LA TRANSFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA”

Sevilla, 13 de Noviembre 2008

ÍNDICE

1. Problema Medioambiental de la industria pesquera

2. Tipos de residuos y subproductos originados

3. Alternativas de tratamiento y valorización de los efluentes líquidos y q

4. Co-digestión anaerobia de los subproductos pesqueros. Proyecto en curso: PROBIOGAS (PS-120000-2007-6)

5. Conclusiones

Problemática medioambiental de la industrial pesquera

Industrias pesqueras

Zonas litorales 2 efectos contrapuestos

- Impulsan economía y generan trabajo

- Sus residuos contaminan el litoral

Pilares de la industria pesquera

Conserveras Subproducto o residuo sólido: 40-Conserveras

Harineras

50% de la materia prima

5,4 m3/tn de harina

Generación de efluentes residuales líquidos y sólidos

Sector Gallego65% de la producción nacional (49% atún)65% de la producción nacional (49% atún)

45% de las industrias pesqueras 67% de los empleos nacionales del sector pesquero

Sobre 5000 instalaciones de acuicultura (parques de cultivo, bateas, granjas y criaderos)

Tipos de residuos generados en la industria pesquera

Residuos líquidos Alta DQO (proteínas y grasas)

Alta salinidad

Efluentes residuales de los cocedores en conserverasPrincipales

Efluentes residuales de las centrífugas en harineras

Residuos sólidosS bprod ctos materia primaProcesado en conser eras cabe as Subproductos: materia prima

en harinerasProcesado en conserveras: cabezas, colas, espinas

¿?

Piezas no válidas en acuicultura: mortandad, talla, mal estado

Ot id ólid d l j b d

Tratamiento en Co-digestión

anaerobia

November 22, 2008

Otros residuos sólidos generados en lonjas, barcos, mercados… anaerobia

Características de los residuos líquidos de la industria pesquera

Características de los residuos líquidos de la industria pesquera

Características de las distintas aguas residuales generadas en el proceso de conservas de sardina, mejillón y atún (caudal en m3/semana, temperatura en ºC, concentraciones en g/L)

Diagrama de flujo de fabricación de harina de pescado a partir de atún y sardina

Características de los residuos líquidos de una harinera

Alternativas de tratamiento y valorización de los efluentes líquidos

Tratamiento Físico-Químico mediante centrifugación o coagulación floculación para la recuperación de sólidoscoagulación-floculación para la recuperación de sólidos

Pretratamiento biológico anaerobio con objeto de solubilizar la materia en suspensión y generar ácidos grasos volátiles

Tratamiento biológico anaerobio de los efluentes previamenteTratamiento biológico anaerobio de los efluentes previamente clarificados por centrifugación

Eliminación biológica de nitrógeno por un proceso de nitrificación-desnitrificación

Propuestas de alternativas de tratamiento de residuos líquidos

TIVA

I

Agua

Biogás AmoníacoPurga lodos

TER

NAT residual

C-F C A D NDN

Sólidos (reutilizados)

Agua residual tratada

ALT

( )

ATIV

A II

Agua residual

BiogásAmoníacoPurga lodos

LTE

RN

A residual

A1 D A NDNAgua residual tratada

AL

C-F: Coagulación -FloculaciónC C t if ió

A2: Reactor Anaerobio MetanogénicoD D b d d íC: Centrifugación

A: Reactor anaerobio

A1: reactor Anaerobio de Hidrólisis-Acidogénesis

D: Desorbedor de amoníaco

N: Reactor de Nitrificación

DN: Reactor de Desnitrificación

Tratamiento por Coagulación-floculación

Resultados obtenidos durante los ensayos de coagulación-floculación: a)con diferentes coagulantes y floculantes añadidos en sus dosis óptimas sin alteración de pH; b) utilizando el pH más favorable

Tratamiento por centrifugación

La caracterización de los sólidos obtenidos mostró un contenidoLa caracterización de los sólidos obtenidos mostró un contenido proteico similar a las harinas de pescado:

Proteína: 35,2%

Grasas: 19,9%Grasas: 19,9%

Digestión Anaerobia

Digestión de la Materia orgánica en ausencia de O2Finalidad

Producción de biogás (CH4, CO2, H2S, N2 ....)Aplicaciones:

Estabilización de lodos de EDAR

Di tió d id á i i d t i l

Tratamiento de AR de media y alta carga

Digestión de residuos orgánicos industriales (agrícolas, ganaderos, urbanos, etc.)

Co-Digestión de diversos residuos orgánicos

Aplicación recientemente en expansión a escala industrial

Biodegradabilidad Anaerobia

Biodegradabilidad

Metanización

AcidificaciónAcidificación

Operación Filtro anaerobio como reactor metanogénico (Alternativa II)

(d)

(kgDQO/m3d)( g Q )

(%)

Digestor de contacto DAC (Digestor de Acción Central)

Operación digestor de contacto DAC

Operación digestor de contacto DAC

Operación digestor de contacto DAC

Operación digestor de contacto DACcontacto DAC

Operación digestor de contacto DAC

CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA (Co-DA)

Digestión anaerobia simultanea de una mezcla homogénea de 2 o más residuos

Definición

- En la mezcla de residuos, hay un substrato base, normalmente: purín o

Principales características

lodo EDAR (al menos en un 50%) y el resto de substratos en menores porcentajes

S d b t t ió l b l DQO N P 450 7 1 l di tió d- Se debe prestar atención al balance DQO:N:P= 450:7:1 en la digestión, de manera que alcanzando este balance con la mezcla de substratos se potencia la producción de metano al mejorar la digestión anaerobia

- Se puede realizar co-digestión en los digestores anaerobios existentes, mejorando así su rendimiento.

Al di i id ólid l t i i d

En muchos casos la co digestión resulta en un aumento de energía y en

- Al co-digerir residuos sólidos normalmente se requieren equipos de pretratamiento para favorecer su posterior digestión

November 22, 2008

- En muchos casos la co-digestión resulta en un aumento de energía y en un control de vertido de residuos orgánicos

CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

Potenciar la producción de metano en la digestión anaerobia de residuos sólidos orgánicos

Objetivog

Uso de la co-digestión

- Aumenta el rendimiento de las plantas de digestión anaerobia de residuos orgánicos: mayor producción de biogás

- Plantas de co-digestión en

- Alemania: más de 1600- Austria: 115

S i 69g

funcionamiento - Suiza: 69- Dinamarca, Suecia, Italia, Francia, España e Inglaterra: sin contabilizar

- En Dinamarca y en menos extensión en Suecia, numerosas cooperativas de granjeros operan con éxito digestores anaerobios de gran escala,

November 22, 2008

g j g gusando purines con otros co-substratos de industrias vecinas

Ventajas de la CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA- Se mejora el balance de nutrientes: co-digestión anaerobia permite mejorar el balance j g p j

de nutrientes DQO:N:P= 450:7:1, obteniéndose de esta manera un mejor rendimiento de la digestión y una mayor producción de metano

- Permite establecer sinergismos en el medio de digestión: al mezclar los co-substratos

Optimización de las características físicas de los residuos: Residuos poco fluidos

- Permite establecer sinergismos en el medio de digestión: al mezclar los co-substratos se suministran los nutrientes ausentes y se reducen (al diluirse) los compuestos inhibitorios

- Optimización de las características físicas de los residuos: Residuos poco fluidos, agregados, particulados, flotantes pueden ser usados como cosubstratos al diluirse con lodo EDAR o con purín

- Permite el uso de los volúmenes de los digestores anaerobios de las EDAR: se estima que los volúmenes de los digestores están sobredimensionados, existiendo una capacidad libre de digestión de 15-30%

- Minimización de costes de transporte al co-digerir en los digestores existentes, dada la amplia distribución de las EDAR

- Mejora la economía de la planta: el aumento de la producción de biogás y el uso del digestato como fertilizante permite amortizar a corto plazo la inversión realizada

- Mejor alternativa de tratamiento: la estricta legislación medioambiental impulsa aun- Mejor alternativa de tratamiento: la estricta legislación medioambiental impulsa aun más la co-digestión de residuos orgánicos, al prohibirse su vertido en vertederos y dados los problemas del compostaje de residuos con alta cantidad de agua

Desventajas de la CO-DIGESTIÓN ANAEROBIA

- Control de la mezcla de substratos: la adición incontrolada de residuos con alto contenido en grasas y aceites puede causar la formación de capas de espuma y grasas flotantesgrasas flotantes

- Aumento del coste de inversión: dependiendo del co-substrato usado se requiere de equipos de mezcla y/o pretratamientos que eleva el coste de inversión de la planta de q p y p q pco-digestión

- Esterilización del digestato: en ocasiones el digestato obtenido requiere de una t ili ió t d lid d d d f tili testerilización y aumento de calidad para poder ser usado como fertilizante

- Restricciones de tierra para uso del digestato

- El rendimiento económico de la planta depende de que el proceso se realice en condiciones óptimas y de la disponibilidad de los residuos

- Para ciertas co-digestiones se encuentra en fase de investigación a escala laboratorio

Estudios CoDA en ensayos en discontinuo

Estudios CoDA en ensayos en discontinuo

Estudios CoDA en ensayos en discontinuo

Subproyecto Producción (PROBIOGÁS)

Tareas del grupo USC en el proyecto:

- Armonización de métodos de análisis de residuos líquidos, sólidos y semi-sólidos

- Caracterización de residuos:

P í d d- Purín de cerdo

- Residuo pesquero (residuos túnidos)

- Glicerina (subproducto de la producción de biodiésel)Glicerina (subproducto de la producción de biodiésel)

- Biodegradabilidad de cada substrato

- Elaboración de las mezclas que maximicen la producción de metano (uso de programación lineal)

- Ensayos en discontinuo y en continuo del potencial metanogénico de cada mezcla y y p gelaborada

- Desarrollo de un modelo matemático para simular el proceso de co-digestión bi ( l t i t l)anaerobio (planta virtual)

Caracterización de los residuos a co-digerir

Parámetro Purín Pescado GlicerinaFracc Liqu (gliq/kghúmedo) 982 70 631 00 1000Fracc Liqu (gliq/kghúmedo) 982,70 631,00 1000

Conductividad fracción soluble (mS/cm) 29,52 140,40 45,52Densidad (kghúmedo/L) 1,00 1,12 1,01

ST (gST/kghúmedo) 17,25 369,00 0SV (gSV/kghúmedo) 11,71 270,00 0

DQO (gO2/kghúmedo) 28,90 409,60 1390NTK (gN/kghúmedo) 3,26 33,58 0,19NH4 (gN/kghúmedo) 3,10 0,65 0,00(g / g ú edo) 3, 0 0,65 0,00Cloluros (g/kghum) 0,52 34,93

SO4 (gSO4/kghúmedo) 0,04 0,67Alcal Total (gCaCO3/L) 7,70 0,25 31,96

Lí id ( Li /k hú d ) 1 50 28 00 77 32Lípidos (gLip/kghúmedo) 1,50 28,00 77,32Proteinas (gPro/kghúmedo) 1,06 209,90 1,19

CH*** (gCH/kghúmedo) 9,14 32,00

Método Solver (ExcelR): programación lineal

Tabla caracterización % de cada susbtrato

Función Objeto:

Restricciones Método Solver

Función Objeto:

Maximizar la producción de metano

Cálculo de la producción de metano (función objeto):

Biodegradabilidad total del substrato: LCH4/kghúmedog 4 g

DQO de cada substrato: 350 LCH4/kgDQOeli

Velocidad de degradación del substrato: LCH4/kghúmedo·d

Lip, Pro y CH de cada substrato y los ratios: Según Neves et al. 2008p, y yLCH4/gLip·d: 0,0346LCH4/gPro·d: 0,042LCH4/gCH·d: 0,027

Biodegradabilidad total del substrato: Solver1 Función objeto: maximizar laFunción objeto: maximizar la

producción de metano según DQOT (LCH4/kghúm)

52,84011211

Purín Pescado Glicerina91,03139013 0 8,968609867Variables de decisión: % de kghúmedo

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 50 50,58827596 densidad (kghum/L) 1,00DQO/NTK< 100 50,58827596 DQO (gO2/kghúmedo) 150,97

N-NH4 (g/L)> 0,2 2,954858834 SV (gSV/kghúmedo) 10,66

N-NH4 (g/L)< 3,5 2,954858834 CH4 esp. (LCH4/Lresiduo) 52,89

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 984,2515695 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 4956,96

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 984,2515695

Lip (gLip/kghúm)> 0 8,300000001 TRH (d) 30Lip (gLip/kghúm)< 8,3 8,300000001 VCO (gDQO/Ld) 5,0323916Alcalinidad (3g/L)> 3 9,875784754

Alcalinidad (3g/L)< 20 9,875784754 Datos ensayoDQO/SO4> 15 4482,319266 DQO (gO2/l) 3,9213441

Cloruros (g/L)< 3 0,473363229

fracción masa: x+y+z=100 100 100

Positivos 0

Biodegradabilidad total del substrato: Solver2

óFunción objeto: maximizar la producción de metano según DQOT

(LCH4/kghúm)94,93691391

Purín Pescado Glicerina82,19467156 0 17,80532844Variables de decisión: % de kghúmedo 82,19467156 0 17,80532844

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 50 99,99201682 densidad (kghum/L) 1 00

Variables de decisión: % de kghúmedo

, ( g ) 1,00DQO/NTK< 100 99,99201682 DQO (gO2/kghúmedo) 271,25

N-NH4 (g/L)> 0,2 2,682345037 SV (gSV/kghúmedo) 9,62

N-NH4 (g/L)< 3 5 2 682345037 CH4 esp (LCH4/Lresiduo) 95 11N NH4 (g/L)< 3,5 2,682345037 CH4 esp. (LCH4/Lresiduo) 95,11

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 985,7803218 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 9863,58

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 985,7803218

Lip (gLip/kghúm)> 0 15 00000003Lip (gLip/kghúm)> 0 15,00000003 TRH (d) 10Lip (gLip/kghúm)< 15 15,00000003 VCO (gDQO/Ld) 27,124833Alcalinidad (3g/L)> 3 12,01957268

Alcalinidad (3g/L)< 20 12 01957268 Datos ensayoAlcalinidad (3g/L)< 20 12,01957268 Datos ensayoDQO/SO4> 15 8919,113227 DQO (gO2/l) 7,0454111

Cloruros (g/L)< 3 0,427412292

fracción masa: x+y+z=100 100 100fracción masa: x+y+z 100 100 100

Positivos 0

Biodegradabilidad total del substrato: Solver3

Función objeto: maximizar la producción de metano según DQOT

(LCH4/kghúm)119,9391769

Purín Pescado Glicerina74 04428833 4 028950324 21 92676135Variables de decisión: % de kghúmedo 74,04428833 4,028950324 21,92676135

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 50 89 99999929 densidad (kghum/L) 1 01

Variables de decisión: % de kghúmedo

DQO/NTK> 50 89,99999929 densidad (kghum/L) 1,01DQO/NTK< 90 89,99999929 DQO (gO2/kghúmedo) 342,68

N-NH4 (g/L)> 0,2 3,5 SV (gSV/kghúmedo) 19,55

N NH4 (g/L)< 3 5 3 5 CH4 esp (LCH4/Lresiduo) 120 78N-NH4 (g/L)< 3,5 3,5 CH4 esp. (LCH4/Lresiduo) 120,78

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 972,3235114 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 6135,39

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 972,3235114

Lip (gLip/kghúm)> 2 19 19254229Lip (gLip/kghúm)> 2 19,19254229 TRH (d) 50Lip (gLip/kghúm)< 20 19,19254229 VCO (gDQO/Ld) 6,8536673Alcalinidad (3g/L)> 3 12,71943666

Alcalinidad (3g/L)< 20 12 71943666 Datos ensayoAlcalinidad (3g/L)< 20 12,71943666 Datos ensayoDQO/SO4> 15 6300,443706 DQO (gO2/l) 8,9008666

Cloruros (g/L)< 3 1,792342648

fracción masa: x+y+z=100 100 100fracción masa: x y z 100 100 100

Positivos 0

Resumen Mezclas propuestas según Biodegradabilidad total del substrato

por solver%kghumedo datos teóricos según mezcla por solver

Mezcla Purín Pescado Glicerina DQO (gO2/L)

SV (gSV/L)

DQO/NTK

Lip (g/L)

NH4 (g/L)

CH4 teórico (LCH4/Lmezcla)

DQO en ensayo (g/L)

1 91,03 0 8,97 150,97 10,66 50,6 8,3 2,95 52,84 3,92

%kghumedo datos teóricos según mezcla

2 82,19 0 17,81 271,25 9,62 100 15 2,68 94,94 7,05

3 74,04 4,03 21,93 342,68 19,55 90 19,2 3,5 119,94 8,90

Ensayos batch CoDA: purines/pescado/glicerina

Lodo DQOteóricaEnsayo Lodo (gSSV/L) Purín (g) Pesc (g) Glicerina (g) DQOteórica

ensayo (g/l)

Mezcla 1 5 9,10 0,00 0,90 3,92

Mezcla 2 5 8,22 0,00 1,78 7,05

Mezcla 3 5 7,40 0,40 2,19 8,9

Blanco pesc 5 0 6 58 0 7Blanco pesc 5 0 6,58 0 7

Blanco purín 5 93,25 0 0 7

Blanco glicerina 5 0 0 1,94 7

Producción de CH4 en los batch de mezclaspor solver

Mezcla Purín Pescado Glicerina DQO (gO2/L)

SV (gSV/L)

DQO/NTK

Lip (g/L)

NH4 (g/L)

CH4 teórico (LCH4/Lmezcla)

DQO en ensayo (g/L)

%kghumedo datos teóricos según mezcla

(g ) (g ) (g ) (g ) ( ) y (g )1 91,03 0 8,97 150,97 10,66 50,6 8,3 2,95 52,84 3,922 82,19 0 17,81 271,25 9,62 100 15 2,68 94,94 7,053 74,04 4,03 21,93 342,68 19,55 90 19,2 3,5 119,94 8,90

M l 11,8

CH4 max teó: 1,51 gMezcla 1

0,81,01,21,41,6

O_C

H4

(g)

CH4 max teó: 2,71 g0,00,20,40,60,8

0 5 10 15 20 25 30 35

DQ

O

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días) Mezcla 2

1 01,21,41,61,8

H4

(g)

0,20,40,60,81,0

DQ

O_C

HMezcla 31,6

1,8

0,00 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

0,60,81,01,21,41,6

DQ

O_C

H4

(g)

CH4 max teó: 3,42 g0,00,20,4

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

D

Producción de CH4 en los batch de blancosBlanco purín

1 41,61,8

Blanco pescado1,61,8

0,60,81,01,21,4

DQ

O_C

H4

(g)

0,60,81,01,21,4

QO

_CH

4 (g

)

0,00,20,4

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

0,00,20,40,6

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

D

CH4 max teó en

Tiempo (días)Blanco glicerina

1,01,21,41,61,8

CH

4 (g

)

blancos: 2,7 g

0,00,20,40,60,8

DQ

O_C

Blanco Lodo1,61,8

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

Blanco Lodo

0,60,81,01,21,4

DQ

O_C

H4

(g)

0,00,20,4

0 5 10 15 20 25 30 35

Tiempo (días)

Comentarios sobre los ensayos desarrollados

- La mezcla 2 y 3 y blanco glicerina presentan inhibición.

- Exceso de Lípidos en ensayo:Ensayo gLip/L en

batch

Mezcla 1 0,23

Mezcla 2 0,39

Cirne et al. 2008:

I hibi ióMezcla 2 0,39

Mezcla 3 0,5

B pesc 0,48

B purín 0,36

Inhibición en batch:

>2,28gLip/L

Causas de la inhibición:

p

B glicerina 0,39

-Falta de nutrientes (alta Ensayo ratio

DQO/NTKMezcla 1 50 6

relación DQO/NTK¿?):Mezcla 1 50,6

Mezcla 2 100

Mezcla 3 90

B pesc 12,2p ,

B purín 8,9

B glicerina 7465

Comentarios sobre los ensayos desarrollados

-La mezcla 1 aumenta la producción de CH4 en 5 6 vecesLa mezcla 1 aumenta la producción de CH4 en 5,6 veces la producción del Blanco purín:

Ratio e p Ratio e p Ratio teóricoEnsayo

Mezcla 1

Mezcla 2

Ratio exp gDQOCH4/gSubstrato

Ratio exp STPLCH4/KgSubs

Ratio teórico STPLCH4/KgSubs % exp/teo

0,11 37,59 52,84 0,710,02 6,79 94,94 0 07

solvMezcla 2

Mezcla 3

Blanco pesc

Blanco purín

0,02 6,79 94,94 0,070,03 11,34 119,94 0,090,25 87,45 143,36 0,610 02 6 66 10 12 0 66

ver

Blanco purín

Blanco glicerina

0,02 6,66 10,12 0,660,08 29,59 486,50 0,06

Tabla caracterización y velocidad de producción de metano a partir de Lip, Pro y CH

Parámetro Purín Pescado GlicerinaParámetro Purín Pescado GlicerinaFracc Liqu (gliq/kghúmedo) 982,70 631,00 1000

Conductividad fracción soluble (mS/cm) 29,52 140,40 45,52Densidad (kghúmedo/L) 1,00 1,12 1,01

ST (gST/kghúmedo) 17,25 369,00 0SV (gSV/kghúmedo) 11,71 270,00 0

DQO (gO2/kghúmedo) 28,90 409,60 1390NTK (gN/kghúmedo) 3 26 33 58 0 19NTK (gN/kghúmedo) 3,26 33,58 0,19NH4 (gN/kghúmedo) 3,10 0,65 0,00Cloluros (g/kghum) 0,52 34,93

SO4 (gSO4/kghúmedo) 0,04 0,67Alcal Total (gCaCO3/L) 7,70 0,25 31,96

Lípidos (gLip/kghúmedo) 1,50 28,00 77,32Proteinas (gPro/kghúmedo) 1,06 209,90 1,19

CH*** (gCH/kghúmedo) 9,14 32,00CH (gCH/kghúmedo) 9,14 32,00

Según Neves et al 2008Según Neves et al. 2008LCH4/gLip·d: 0,0346LCH4/gPro·d: 0,042g ,LCH4/gCH·d: 0,027

TRH (d) 30F ió bj t i i l

Velocidad de degradación del substrato: Solver1

Función objeto: maximizar la producción de metano según Lip, Pro

y CH (LCH4/kghúm·d)0,972281397

Purín Pescado Glicerina87 90261584 4 302668712 7 794715443Variables de decisión: % de kghúmedo 87,90261584 4,302668712 7,794715443

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 20 35 densidad (kghum/L) 1 01

Variables de decisión: % de kghúmedo

( g ) 1,01DQO/NTK< 35 35 DQO (gO2/kghúmedo) 151,37

N-NH4 (g/L)> 0,2 4 SV (gSV/kghúmedo) 21,91

N-NH4 (g/L)< 4 4 CH4 esp. ( CH4/ id d) 0,98N NH4 (g/L) 4 4 (LCH4/Lresiduo·d) 0,98

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 968,9159999 CH4 esp. (LCH4/kgSV·d) 44,37

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 968,9159999 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 1331,247864Lip (gLip/kghúm)> 5 8 550160458Lip (gLip/kghúm)> 5 8,550160458

Lip (gLip/kghúm)< 10 8,550160458

Alcalinidad (3g/L)> 3 9,270621254

Alcalinidad (3g/L)< 20 9,270621254 Datos ensayoca dad (3g/ ) 0 9, 06 5 Datos ensayoDQO/SO4> 15 2467,311679 DQO (gO2/l) 3,931795628

Cloruros (g/L)< 3 1,960015784

fracción masa: x+y+z=100 100 100Positivos 0

VCO (gDQO/L·d)> 2 5,045804389VCO (gDQO/L·d)< 10 5,045804389

TRH (d) 30Función objeto: maximizar la

Velocidad de degradación del substrato: Solver2

Función objeto: maximizar la producción de metano según Lip, Pro

y CH (LCH4/kghúm·d)1,090262017

Purín Pescado Glicerina84,33065621 4,717830144 10,95151364Variables de decisión: % de kghúmedo

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 20 45,00000006 densidad (kghum/L) 1,01DQO/NTK< 45 45,00000006 DQO (gO2/kghúmedo) 195,92

N-NH4 (g/L)> 0,2 4 SV (gSV/kghúmedo) 22,61

N-NH4 (g/L)< 4 4 CH4 esp. (LCH4/Lresiduo·d) 1,10

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 968,0020032 CH4 esp. (LCH4/kgSV·d) 48,21

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 968,0020032 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 1446,401746Lip (gLip/kghúm)> 0 11,05366263

Lip (gLip/kghúm)< 15 11,05366263

Alcalinidad (3g/L)> 3 10,00554758

Alcalinidad (3g/L)< 20 10,00554758 Datos ensayoDQO/SO4> 15 3119 188062DQO/SO4> 15 3119,188062 DQO (gO2/l) 5,088878741

Cloruros (g/L)< 3 2,086457481

fracción masa: x+y+z=100 100 100Positivos 0

VCO (gDQO/L·d)> 2 6,530727718VCO (gDQO/L·d)< 10 6,530727718

TRH (d) 30

Velocidad de degradación del substrato: Solver3( )

Función objeto: maximizar la producción de metano según Lip, Pro

y CH (LCH4/kghúm·d)1,270213316

Purín Pescado Glicerina78 88248372 5 351059891 15 76645639Variables de decisión: % de kghúmedo 78,88248372 5,351059891 15,76645639

Restricciones Valor restricción Valor solver Datos mezclaDQO/NTK> 40 60,00000037 densidad (kghum/L) 1 01

Variables de decisión: % de kghúmedo

DQO/NTK 40 60,00000037 densidad (kghum/L) 1,01DQO/NTK< 60 60,00000037 DQO (gO2/kghúmedo) 263,87

N-NH4 (g/L)> 0,2 4 SV (gSV/kghúmedo) 23,69

N-NH4 (g/L)< 4 4 CH4 esp. (LCH4/L id d) 1,28(g ) (LCH4/Lresiduo·d) ,

Humedad (gH2O/kghúm)< 850 966,6079193 CH4 esp. (LCH4/kgSV·d) 53,63

Humedad (gH2O/kghúm)> 1000 966,6079193 CH4 esp. (LCH4/kgSV) 1608,8832Lip (gLip/kghúm)> 5 14,87215811p (g p g ) ,

Lip (gLip/kghúm)< 20 14,87215811

Alcalinidad (3g/L)> 3 11,1265024

Alcalinidad (3g/L)< 20 11,1265024 Datos ensayoDQO/SO4> 15 4057,108253 DQO (gO2/l) 6,853733064

Cloruros (g/L)< 3 2,279314135

fracción masa: x+y+z=100 100 100Positivos 0

VCO (gDQO/L·d)> 2 8,795624099VCO (gDQO/L·d)< 10 8,795624099

Resumen Mezclas propuestas para ensayos según Velocidad de degradación del substrato

por solver

Mezcla Purín Pescado Glicerina DQO ( O2/L)

SV ( SV/L)

DQO/NTK

Lip ( /L)

NH4 ( /L)

CH4 teórico (LCH4 / DQO en

( /L)

%kghumedo datos teóricos según mezcla

(gO2/L) (gSV/L) NTK (g/L) (g/L) (Lmezcla·d) ensayo (g/L)

1 87,9 4,3 7,8 151,4 21,9 35 8,6 4 0,97 3,9

2 84,3 4,7 11 195,9 22,6 45 11,1 4 1,09 5,09

3 78,9 5,4 15,8 263,9 23,7 60 14,9 4 1,27 6,9

Mezclas ensayos previospor solver

Mezcla Purín Pescado Glicerina DQO (gO2/L)

SV (gSV/L)

DQO/NTK

Lip (g/L)

NH4 (g/L)

CH4 teórico (LCH4/Lmezcla)

DQO en ensayo (g/L)

1 91 03 0 8 97 150 97 10 66 50 6 8 3 2 95 52 84 3 92

%kghumedo datos teóricos según mezcla

y p

1 91,03 0 8,97 150,97 10,66 50,6 8,3 2,95 52,84 3,92

2 82,19 0 17,81 271,25 9,62 100 15 2,68 94,94 7,05

3 74,04 4,03 21,93 342,68 19,55 90 19,2 3,5 119,94 8,90

Conclusiones

A pesar de ser residuos complejos, los residuos pesqueros se pueden tratar mediante procesos biológicos o una combinación de procesos físico-químicos y biológicos

Los procesos físico-químicos son interesantes para recuperar la materia en suspensión, la cual puede incorporarse a la línea de fabricación en harineras

Un reactor de contacto permite tratar los residuos líquidos a una VCO de 5-6 kgDQO/m3d y un TRH de 5 d consiguiendo una depuración de 70-90%. La producción de CH4, unido a las elevadas Tª de los residuos hacen que la plantaproducción de CH4, unido a las elevadas T de los residuos hacen que la planta presente un balance energético favorable

E b l di li d l il ( d ) hEn base a los estudios realizados en planta piloto (reactor de contacto), se han desarrollado 2 plantas anaerobias industriales en 2 conserveras gallegas (CALVO en A Coruña y GARAVILLA en Pontevedra)

El uso de subproductos pesqueros y residuos acuicultura en co-digestión anaerobia puede aumentar entre un 20-50% el rendimiento metanogénico del tratamiento de purines y de lodos de depuradorastratamiento de purines y de lodos de depuradoras

Valorización energética de los residuosValorización energética de los residuos y subproductos de la pesca

Gracias por su atención

Juan A. ÁlvarezGrupo de Ingeniería Ambiental y BioprocesosGrupo de Ingeniería Ambiental y Bioprocesos

Departamento de Ingeniería Química

E-mail: juanantonio.alvarez@usc.esj @

www.usc.es/biogrup/

“JORNADA SOBRE ASPECTOS MEDIOAMBIENTALES EN LA COMERCIALIZACIÓN Y LA TRANSFORMACIÓN DE LOS PRODUCTOS DE LA PESCA”

Sevilla, 13 de Noviembre 2008