Resumen:
Las biotecnologías basadas en la digestión anaerobia han tomado parte como una alternativa en el tratamiento de aguas residuales en las recientes décadas, en especial de aquellas aguas de carácter industrial (principalmente la alimenticia), debido a sus altas cargas de materia orgánica, hacen de esta una opción asequible. Por si fuera poco, la obtención de un producto en común como lo es el biogás, cuya composición está dada principalmente por metano, que ayuda a potenciar el uso de esta biotecnología.
Aunado a esto, es sabido que los procesos anaerobios presentas limitaciones ligadas a factores como lo es la temperatura o el pH. En el caso de la temperatura, la mayor parte de la literatura concuerda que las bacterias anaerobias y archeas trabajan mejor bajo temperaturas mesofílicas y les favorecen temperaturas de entre 35 – 55 °C. También se encuentra mencionado en la literatura que bajo condiciones psicrofílicas, la degradación de la materia orgánica por parte de las bacterias tiende a ser más lenta. Sin embargo, en las últimas décadas se han presentado trabajos en donde proponen biotecnologías anaerobias para el tratamiento de aguas residuales a bajas temperaturas, obteniéndose muy buenos resultados. Rompiendo así, paradigmas que envuelven a la digestión anaerobia y su uso en la ingeniería.
Para esta investigación se operó un reactor anaerobio de flujo ascendente (RAFA) a escala piloto (244.5 L) durante 255 días, a temperatura psicrofílica (8 - 21 °C), tratando agua residual de la industrial chocolatera. El RAFA se operó a un tiempo de retención hidráulico (TRH) corto de aproximadamente 6.4 horas, con cargas orgánicas volumétricas aplicadas (COVapl) altas (8.42 ± 2.63 kg DQOs/m3 d).
El reactor se evaluó en términos de eficiencia de remoción de demanda química de oxigeno soluble (DQOs) y producción de biogás en litros de agua desplazados por día. Los resultados obtenidos demostraron que, a pesar de optar por un TRH corto, bajas temperaturas y altas COVapl, el RAFA obtuvo un promedio en eficiencia de remoción en DQOs, que fue de 65 %; Tomando en cuenta el TRH corto manejado. Así también, la producción de biogás al fue de 78 % con respecto a lo calculado teóricamente.
El método colorimétrico de reflujo cerrado para determinar la DQOT no permitió cuantificar el metano disuelto en el efluente de un RAFA que trató un agua residual de la industria chocolatera, debido a que se obtuvieron eficiencias del metano disuelto fugado en el efluente de 57 %, lo que correspondió, a una saturación de 0.57 veces al disuelto teórico. Por lo tanto, esta técnica no superó las expectativas formuladas ya que lo medido no alcanzó o no fue cercano a lo teórico (34.24 ± 2.13 L CH4/d).
Se evaluó de igual manera, el uso de una torre de desorción para la recuperación del biogás disuelto presente en el efluente del RAFA, en especial, metano. El porcentaje de recuperación de metano que se obtuvo en la torre comparando el metano recuperado con el metano fugado teórico se encontró una eficiencia de recuperación del 82.16 %. Además, se concluyó que la COVrem influenció directamente la producción del volumen medido de metano recuperado por día en la torre, ya que el incremento del metano recuperado fue proporcional al incremento en la COVrem. Con respecto a la temperatura, esta no afectó el trabajo de la torre en cuanto la recuperación de metano, debido a que, bajo el rango de temperaturas en la cual se trabajó (17 – 20 °C), no fue posible observar diferencias significativas en la experimentación. La salinidad en el sistema si bien afecto el trabajo en la torre, esta no llego a ser significativa.