Autor diseño: Laura Martínez Sacchitelli Nombre Portada: Economía circular basada en ciencia y tecnología.

Published

2020-12-01

Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado.

Anaerobic Co-digestion of the organic fraction of solid urban residues and his leachate.

Co-digestão anaeróbica da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos e sua lixiviação.

DOI:

https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345

Keywords:

Tratamiento anaerobic, co-digestión, lixiviados, lecho escurrido, remoción de sólidos (es)
anaerobic treatment, codigestion, leachate, drained bed, solids removal, methane productivity (en)
tratamento anaeróbico, co-digestão, lixiviação, cama drenada, remoção de sólidos (pt)

Downloads

Authors

  • Mabelin Benitez Fonseca Centro de Investigaciones de Energía Solar
  • Arelis Abalos Rodríguez Universidad de Oriente
  • Suyen Rodríguez Pérez Universidad de Oriente

Los residuos sólidos urbanos (RSU), al ser vertidos sin tratamiento adecuado, ocasionan daños severos al ambiente influyendo en la calidad de vida de la población, razón por la cual actualmente se le presta atención diferenciada al vertido de residuos urbanos. En este trabajo se evalúa la fracción orgánica de estos residuos (FORSU), tomando como referencia el grupo poblacional de una de las Residencias estudiantiles de la Universidad de Oriente. La generación de FORSU en la residencia es de 0,06 kg/hab/día, con un contenido de sólidos totales de 30,9 ± 5,3 % de los cuáles el 81,7 ± 0,6 % son sólidos volátiles. Se evalúa el funcionamiento de un reactor en lote de lecho escurrido, que permitió un tratamiento discontinuo e in situ de la FORSU, en codigestión anaerobia con un 25 % de estiércol vacuno en una primera etapa. También se evalúa, en una segunda etapa, el tratamiento anaerobio para los lixiviados que se generan en el reactor en lote, empleando un reactor UASB. En el reactor en lote se alcanzó una remoción de sólidos volátiles del 44,1 %, mientras que en el reactor UASB se removió un 81,2 % de DQO. Como resultado del sistema de tratamiento evaluado, se alcanzó una productividad total de 5,37 LCH4·kgSV-1·d-1.

Urban solid waste (MSW), when are discharged without proper treatment, causes severe damage to the environment, influencing the population's quality of life. For this reason, attention is currently paid to the proper handling of this waste. This paper studies the reduction of the organic fraction of solid waste (OFMSW), generated by a population group, taking as reference one of the Student Residences of the Universidad de Oriente. The generation of OFMSW in the residence is 0.06 kg/inhab-day, with a total solid content of 30.9 ± 5.3%, of which 81.7 ± 0.6% are volatile solids. The anaerobic digestion of OFMSW is evaluated through a two-stage treatment system. The first stage is performed in a drained-bed batch reactor, which allowed discontinuous and in-situ treatment of OFMSW, in anaerobic co-digestion with 25% of cow manure. In a second stage, the anaerobic treatment for the leachates generated in the batch reactor is evaluated, using a UASB reactor. In the batch reactor a removal of volatile solids of 44.1% was achieved, while in the UASB reactor 81.2% of COD was removed. As a result of the evaluation of the treatment system, total productivity of 5.37 L CH4 -kgSV-1·d-1 was achieved.

resíduos sólidos urbanos (RSU), a ser descarregada sem tratamento adequado, causando graves danos ao meio ambiente influenciam a qualidade de vida da população, razão pela qual ele está atualmente fornecendo atenção diferenciada à descarga de resíduos urbanos. Neste trabalho é avaliada a fração orgânica desses resíduos (FORSU), tomando como referência o grupo populacional de uma Residência Estudantil da Universidade de Oriente. A geração de FORSU na residência é de 0,06 kg / hab / dia, com um teor total de sólidos de 30,9 ± 5,3%, dos quais 81,7 ± 0,6% são sólidos voláteis. execução de um reactor descontínuo de leito gotejar, o que permitiu um tratamento em lotes é avaliada e em FORSU situ em Co-digestão anaeróbia, com 25% de estrume de vaca numa primeira fase. Também avalia, em uma segunda etapa, o tratamento anaeróbio para os lixiviados que são gerados no reator em lotes, usando um reator UASB. No reator em lotes foi alcançada uma remoção de sólidos voláteis de 44,1%, enquanto que no reator UASB 81,2% de DQO foram removidos. Como resultado do sistema de tratamento avaliado, atingiu-se uma produtividade total de 5.37 LCH4 · kgSV-1 · d-1.

References

Abalos, A. (2007). Biotecnología ambiental y tratamiento biológico de residuos. ISBN 978-959-207-333-3.

APPHA, W.; AWWA, E. (2017). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23th. ed. American Public Health Association, Washington DC. USA, 5-72.

Bermúdez, R., Rodríguez, S., Martínez, M., & Terry, A. (2003). Ventajas del empleo de reactores UASB en el tratamiento de residuales líquidos para la obtención de biogás. Tecnología Química, 23(2), 37-44.

Camacho, R., Villada H., & Hoyos J. (2017). Evaluación del Estiércol de Vaca como Inóculo en la Digestión Anaerobia Termófila de Residuos Sólidos Urbanos. Información Tecnológica, 28 (3), 29-36. DOI: https://doi.org/10.4067/S0718-07642017000300004

Castro, L., Escalante, H., Gómez, O., & Jiménez, D. (2016). Análisis del potencial metanogénico y energético de las aguas residuales de una planta de sacrificio bovino mediante digestión anaeróbica. DYNA. 83 (199), 41-49. DOI: https://doi.org/10.15446/dyna.v83n199.56796

Chavarro, M., Garces, J., Guerrero, J., & Salas, D. (2006). Evaluación de la tratabilidad de los lixiviados en el relleno sanitario de Pereira mediante filtros anaerobios de flujo ascendente a escala piloto. Scientia et Technica. XII (30): 399-404, ISSN 0122-1701.

Crombet, S., Ábalos, A., Rodríguez, S., & Pérez, N., (2016). Evaluación del tratamiento anaerobio de las aguas residuales de una comunidad universitaria. Rev. Colombiana de Biotecnología, 18 (1): 49-56. DOI: https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v18n1.57715

Crombet, S., Pérez, N., Ábalos, A., & Rodríguez, S. (2013). Caracterización de las aguas residuales de la comunidad "Antonio Maceo" de la Universidad de Oriente. Revista Cubana de Química. XXV (2): 134-142.

Díaz, Y., Férnandez, E., Sárvári, I., & Rodríguez, S. (2014). Hidrólisis química y digestión anaerobia termofílica de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos. Revista Cubana de Ingeniería. V (1): 59 - 66.

Espinosa, M.; López, M.; Mayarí, R.; Escobedo, R.; Correa, O.; Rodríguez, X.; Ruiz, M.; León, Y.; Rodríguez, A.; Luna, B.; Ruiz, A.; & Fraguela, V. (2003). Caracterización de residuos sólidos urbanos en territorios de Ciudad de La Habana. Contribución a la Educación y la Protección Ambiental, Vol. 4. Instituto de Ciencia y Tecnología Nucleares, Ministerio de Ciencia, Tecnología y Medio Ambiente. Ciudad de La Habana.

Espinosa, M., López M., Pellón, A., Mayarí, R., & Fernández, A. (2007). La fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos como fuente potencial de producción de biogás. Revista CENIC Ciencias Biológicas. 38 (1).

Espinosa, M. López, M., Pellón, A., Gutiérrez, J., León, Y., Álvarez, Y., Correa, O., Rodríguez, X., Morejón, R., Oña, A., Robert, M., Agramonte, M., García, Y., González, A., Rodríguez, N., & Fernández, A. (2010). Caracterización de los lixiviados del vertedero de residuos sólidos urbanos “Calle 100”, Ciudad de la Habana, Cuba. Revista Cubana de Química, XXII (1): 27-35.

Evans, G. (2001). Biowaste and biological waste treatment. The Cromwell press. ISBN: 1-902916-08-5.

Ezeah, C., Fazakerley, J.A., & Roberts, C.L. (2013). Emerging trends in informal sector recycling in developing and transition countries. Waste Manage, 33: 2509-2519. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2013.06.020

Fernández, F., Fernández, M., & García, P. Criterios para la selección de tecnología de digestión anaerobia de residuos sólidos. http://www.bvsde.paho.org/bvsacd/unam7/criterios.pdf, [consulta: abril, 2011].

Fernández, V. N., & Rodríguez, S. (2013). La Educación Ambiental en el contexto universitario. El caso de la Universidad de Oriente. Revista Santiago. Sociedad y Medio Ambiente. 132 (septiembre-diciembre): 736-748.

García, K. (2009). Codigestión anaeróbica de estiércol y lodos de depuradora para producción de biogás. Trabajo Final de Master Oficial en Gestión Integral del Agua. Universidad de Cádiz.

Guardia, Y., Rodríguez, S., Jiménez, J., & Sánchez, V. (2013). Performance of a UASB reactor treating coffee wet wastewater. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias, 22 (3): 35-41.

Guardia, Y., Rodríguez, S., Jiménez, J., Sánchez, V., Morgan, J., & Noyola, A. (2014). Experimental design technique is useful tool to compare anaerobic systems. Renewable Bioresources, 2 (3). DOI: https://doi.org/10.7243/2052-6237-2-3

Hu Hu, Z., & Yu, H.Q. (2006). Anaerobic digestion of cattail by rumen cultures. Waste Management., 26: 1222-1228. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2005.08.003

Hulshoff, L. W., De Castro, S., & Lettinga, P. (2004). Anaerobic sludge granulation. Water Research., 38: 1376– 389. DOI: https://doi.org/10.1016/j.watres.2003.12.002

Kim, I., Kim, D., & Hyun, S. (2000). Effect of particle size and sodium ion concentration on anerobic thermophilic food waste digestion. Wat. Sci. Tech, 41(3), 67-73. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2000.0057

Kumar, B., (2008). Dry continuous anaerobic digestion of municipal solid waste in thermophilic conditions. A thesis submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering in Environmental Engineering and Management. Asian Institute of Technology School of Environment, Resources and Development. Thailand.

Lettinga, G.; & Hulshoff, L. (1991). UASB Process design for various types of wastewaters. Water Sci. Tech., 24 (8): 87– 107. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.1991.0220

López, M., Espinosa, M., & Delgado, J. (2004). Desarrollo tecnológico en la gestión integral de los residuos urbanos en cuba Revista CENIC Ciencias Biológicas. 35 (1).

Macias-Corral, M., Samani, Z., Hanson, A., Smith, G., Funk, P., Yu, H., & Longworth, J. (2008). Anaerobic digestion of municipal solid waste and agricultural waste and the effect of co-digestion with dairy cow manure. Bioresour. Technol., 99 (17): 8288–8293. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2008.03.057

Montalvo, S. & Guerrero, L. (2003). Tratamiento anaerobio de residuos. Producción de Biogás. Universidad Técnica Federico Santa María, p 5-366.

Nápoles, J. (2005). Ensayos de tratabilidad en suelos contaminados con petróleo. Tesis presentada en Opción al Título Académico de Máster en Biotecnología. Mención Ambiental. Universidad de Oriente.

NC 133:2002. Residuos sólidos urbanos. Almacenamiento, recolección y transportación - requisitos higiénico sanitarios y ambientales. Oficina Nacional de Normalización. Ciudad de La Habana. Cuba.

NC 27: 2012. Vertimiento de aguas residuales a las aguas terrestres y al alcantarillado. Especificaciones. Oficina Nacional de Normalización (NC).

Palmowski, L., & Müller, J. (2000). Influence of the size reduction of organic waste on their anaerobic digestion. Wat. Sci. Tech, 41(3): 156-162. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2000.0067

Pellón, A., López, M., Espinosa, M., & González, O. (2015). Propuesta para tratamiento de lixiviados en un vertedero de residuos sólidos urbanos. Revista Ingeniería Hidráulica y Ambiental. 36 (2). ISSN 1680-0338.

Pérez, N., Torrado, A., López, C. & Pastrana L. (2003). Main characteristics and applications of solid substrate fermentation. Electronic Journal of Environmental, Agriculture and Food Chemistry. 2(3): 343-350.

PNUMA, (2004). Delegación CITMA Ciudad de La Habana. GEO La Habana. Perspectivas del Medio Ambiente Urbano. Ciudad de La Habana, Centro de Información y Gestión Ambiental, 106.

Ramírez, F., Rodríguez R., De Jesús A., Martínez F. J., Rodríguez S., & Monroy O. (2014). Two- Phase anaerobic digestión of Municipal organic solid wastes. Journal of Advances in Biotechnology, 3 (2): 210-218. ISSN 2348-6201. DOI: https://doi.org/10.24297/jbt.v3i2.1681

Rapport, J., Zhang, R., Jenkins, B., & Williams, R., (2008). Current Anaerobic Digestion Technologies Used for Treatment of Municipal Organic Solid Waste. California Integrated Waste Management Borrad. California Environmental Protection Agency.

Rodríguez, R., Rodríguez, S., Monroy, O., & Ramírez, F. (2015) (a). Producción de metano a partir de la mezcla del lixiviado de residuos sólidos urbanos y el agua residual municipal. Rev Cubana de Química, 27 (3). ISSN 2224-5421.

Rodríguez, R., Rodríguez, S., Monroy, O., & Ramírez, F. (2015) (b). Effect of organic loading rate on the performance of two-stage anaerobic digestion of the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW). Water Science & Technology, 72 (3): 384-390. DOI: https://doi.org/10.2166/wst.2015.223

Rodríguez, S., Pérez, R., & Fernández, M. (2000). Biodegradabilidad anaerobia de las aguas residuales del beneficio húmedo del café”. Revista Interciencia, 25 (7).

Romero, M., Álvarez, M., & Álvarez, A. (2007). Los factores ambientales como determinantes del estado de salud de las poblaciones. Rev Cubana Higiene y Epidemiología. 45 (2). ISSN 1561-3003.

Suárez, J., & Beatón, P. (2003). Physical Properties of Cuban Coffee Huso for Use as an Energy Source. Energy Sources, 25: 953-959. DOI: https://doi.org/10.1080/00908310390232406

Terry, A., Fernández, M., & Zenia, D. (2008). Consideraciones generales para el desarrollo de una estrategia de granulación en reactores UASB. Rev. Tecnología Química, XXVIII (1): 70-79.

Torres, P., & Pérez, A. (2010). Actividad metanogénica específica: Una herramienta de control de sistemas de tratamiento anaerobio de aguas residuales. Revista Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente, (9), 5 -14.

How to Cite

APA

Benitez Fonseca, M., Abalos Rodríguez, A. and Rodríguez Pérez, S. (2020). Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado. Revista Colombiana de Biotecnología, 22(2), 70–81. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345

ACM

[1]
Benitez Fonseca, M., Abalos Rodríguez, A. and Rodríguez Pérez, S. 2020. Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado. Revista Colombiana de Biotecnología. 22, 2 (Jul. 2020), 70–81. DOI:https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345.

ACS

(1)
Benitez Fonseca, M.; Abalos Rodríguez, A.; Rodríguez Pérez, S. Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado. Rev. colomb. biotecnol. 2020, 22, 70-81.

ABNT

BENITEZ FONSECA, M.; ABALOS RODRÍGUEZ, A.; RODRÍGUEZ PÉREZ, S. Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado. Revista Colombiana de Biotecnología, [S. l.], v. 22, n. 2, p. 70–81, 2020. DOI: 10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345. Disponível em: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/70345. Acesso em: 18 mar. 2025.

Chicago

Benitez Fonseca, Mabelin, Arelis Abalos Rodríguez, and Suyen Rodríguez Pérez. 2020. “Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado”. Revista Colombiana De Biotecnología 22 (2):70-81. https://doi.org/10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345.

Harvard

Benitez Fonseca, M., Abalos Rodríguez, A. and Rodríguez Pérez, S. (2020) “Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado”., Revista Colombiana de Biotecnología, 22(2), pp. 70–81. doi: 10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345.

IEEE

[1]
M. Benitez Fonseca, A. Abalos Rodríguez, and S. Rodríguez Pérez, “Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado”., Rev. colomb. biotecnol., vol. 22, no. 2, pp. 70–81, Jul. 2020.

MLA

Benitez Fonseca, M., A. Abalos Rodríguez, and S. Rodríguez Pérez. “Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado”. Revista Colombiana de Biotecnología, vol. 22, no. 2, July 2020, pp. 70-81, doi:10.15446/rev.colomb.biote.v22n2.70345.

Turabian

Benitez Fonseca, Mabelin, Arelis Abalos Rodríguez, and Suyen Rodríguez Pérez. “Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado”. Revista Colombiana de Biotecnología 22, no. 2 (July 1, 2020): 70–81. Accessed March 18, 2025. https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/70345.

Vancouver

1.
Benitez Fonseca M, Abalos Rodríguez A, Rodríguez Pérez S. Co- digestión anaerobia de la fracción orgánica de residuos sólidos urbanos y su lixiviado. Rev. colomb. biotecnol. [Internet]. 2020 Jul. 1 [cited 2025 Mar. 18];22(2):70-81. Available from: https://revistas.unal.edu.co/index.php/biotecnologia/article/view/70345

Download Citation

CrossRef Cited-by

CrossRef citations3

1. Fernanda E. Ibarra-Esparza, Marycarmen Verduzco Garibay, Gary Ossmar Lara-Topete, Martín Esteban González-López, Danielle A. Orozco-Nunnelly, Oscar Aguilar-Juárez, Carolina Senés-Guerrero, Misael Sebastián Gradilla-Hernández. (2022). A micro- and macro-scale look at the biochemical methanogenic potential of the organic fraction of municipal solid waste generated in a large city of a developing country. Frontiers in Environmental Science, 10 https://doi.org/10.3389/fenvs.2022.1020208.

2. Benny Arath de Jesus Vera Romero, Luis Alfredo Hernandez Vasquez, Ofelia Landeta Escamilla, Andrea Alvarado Vallejo, Raúl Snell Castro, Erik Samuel Rosas Mendoza. (2024). Aprovechamiento de los residuos de frutas y verduras para reducir la contaminación y producir bioenergía. Tendencias en energías renovables y sustentabilidad, 3(1), p.100. https://doi.org/10.56845/terys.v3i1.318.

3. Ana-Paola Becerra-Quiroz, Santiago-Andrés Rodríguez-Morón, Paola-Andrea Acevedo-Pabón, Javier Rodrigo-Ilarri, María-Elena Rodrigo-Clavero. (2024). Evaluation of the Dark Fermentation Process as an Alternative for the Energy Valorization of the Organic Fraction of Municipal Solid Waste (OFMSW) for Bogotá, Colombia. Applied Sciences, 14(8), p.3437. https://doi.org/10.3390/app14083437.

Dimensions

PlumX

Article abstract page views

921

Downloads

License

Copyright (c) 2020 Revista Colombiana de Biotecnología

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Authors who publish in the journal are welcome to code Creative Commons 4.0 Attribution, non-commercial, no derivatives. That is, that even as the Colombian Journal of Biotechnology of free access, users can download the information contained in it, but should give attribution or recognition of intellectual property, should use it as is, without derivation and should not be used with commercial purposes. Creative Commons This work is under a Creative Commons Attribution 4.0 License International. You are free: Share - copy and redistribute the material in any media or format Adapt - remix, transform and create from the material for any purpose, including commercial. The licensor can not revoke these freedoms while complying with the terms of the license. Under the following conditions: Attribution - You must properly acknowledge authorship, provide a link to the license and indicate whether changes have been made <. You can do this in any reasonable manner, but not in a way that suggests that support the licensor or receives for his use. No additional restrictions - You can not apply legal terms or technological measures that legally restrict realize what the license allows. notices: You do not have to comply with the license for those elements of the material in the public domain or where their use is permitted by the application of an exception or a limit. No guarantees are given. The license can not provide all the necessary permits for the intended use. For example, other rights such as advertising, privacy, or moral rights may limit the use of the material.